ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2019, № 1 · РАДИОТЕХНИКА

Оценка энергетических характеристик радиолиний перспективных систем спутникового широкополосного доступа для аэромобильных абонентов

А.В. Нестеров1,2, А.А. Лелюх3,4,5,6, Г.В. Куликов5,6, Н.С. Гавриков1,2

1 АО «Концерн «Автоматика», Москва, Россия
2 Joint stock company «Concern «Avtomatika», Россия
3 АО «Московский научно-исследовательский институт радиосвязи», Москва, Россия
4 JSC «Moscow Research Institute of Radio Communications», Россия
5 МИРЭА - Российский технологический университет, Москва, Россия
6 MIREA - Russian Technological University, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.1.11 УДК 621.396.2 EDN LZWYZY

Аннотация

В настоящее время широкополосный доступ к Интернету с использованием спутников высокой пропускной способности (HTS) пользуется все большей популярностью у авиапассажиров. Примерами зарубежных HTS-систем являются Inmarsat Global Xpress, Intelsat EpicNG, Eutelsat KaSat, ViaSat-1, 2. Аэромобильные станции производятся компаниями Aerospace Honeywell JetWave, ViaSat, AeroSat Astronics, Gilat и т. д. Актуальной научной и практической задачей является создание российской аэромобильной станции спутникового широкополосного доступа в Ка-диапазоне, работающей с российскими спутниками и не уступающей зарубежным аналогам по показателям качества, основным из которых, с точки зрения конечного пользователя, является скорость передачи информации в прямой линии связи. В статье рассмотрены и представлены основные особенности систем спутникового широкополосного доступа для аэромобильных абонентов, методы и результаты исследования энергетического потенциала и отношения сигнал/шум, которые определяют достижимую скорость передачи информации в прямой линии связи с использованием стандарта DVB-S2X. Проанализировано влияние различных схем кодирования и модуляции, в частности схемы модуляции-кодирования «256APSK-3/4», обеспечивающей наиболее высокую спектральную эффективность, равную 5,9 бит/символ, и схемы модуляции-кодирования «32APSK-7/9, обеспечивающей спектральную эффективность 3,84 бит/символ. Результаты расчетов позволяют выбирать рабочие значения спутниковой эквивалентной изотропной излучаемой мощности и коэффициент качества приемника бортовой станции. Аналогичные расчеты могут быть проведены и при других параметрах системы связи, что позволит сформировать облик перспективной отечественной аэромобильной станции Ka-диапазона, работающей с отечественными спутниками высокой пропускной способности в стандарте DVB-S2X, и разработать алгоритмы управления частотно-энергетическим ресурсом спутников.

  • спутниковая связь
  • широкополосный доступ
  • аэромобильные абоненты
  • энергетический потенциал радиолинии
  • отношение сигнал-шум
  • satellite communications
  • broadband access
  • airmobile users
  • radio link energy potential
  • signal-to-noise ratio
Abstract (in English)

Assessment of energy characteristics of radio lines of perspective systems of satellite broadband access for airmobile subscribers

At the present time broadband access to the Internet, using high throughput satellites (HTS), are increasingly popular for air passengers. Examples of foreign HTS-systems are Inmarsat Global Xpress, Intelsat EpicNG, Eutelsat KaSat, ViaSat-1, 2. Airborne stations are manufactured by Aerospace Honeywell JetWave, ViaSat, AeroSat Astronics, Gilat etc. Therefore, urgent scientific and practical task is the creation of Russian airborne station of satellite broadband access in the Ka-band, working with the Russian HTS and not inferior to foreign analogues by its quality indicators, the main of which from the standpoint of the end user is the information rate in a forward link. In the article the main features of the satellite broadband access systems for airborne users are considered, the methods and results of study of the energy potential and the signal-to-noise ratio, which determines the attainable information rate in a forward link using DVB-S2X standard, are presented. The impact of different modulation-coding schemes is analyzed, in particular, the 256APSK-3/4 modulation coding scheme, which provides the highest spectral efficiency of 5.9 bits / symbol, and the 32APSK-7/9 modulation coding scheme, which provides 3.84 bit / symbol spectral efficiency. The results of calculations allow to choose the operating values of the satellite equivalent isotropic radiated power and the quality factor of the airborne station receiver. Similar calculations can be made with other parameters of the communication system, which will allow you to form the look of a promising domestic Ka-band airborne station, working with domestic high-capacity satellites in the DVB-S2X standard, and develop algorithms for controlling the frequency-energy resource of satellites.

Для цитирования

Нестеров А.В., Лелюх А.А., Куликов Г.В., Гавриков Н.С. Оценка энергетических характеристик радиолиний перспективных систем спутникового широкополосного доступа для аэромобильных абонентов // Журнал радиоэлектроники. – 2019. – № 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.1.11

Литература

  1. Minoli D. Innovations in satellite communications and satellite technology the industry implications of DVB-S2X, high throughput satellites, Ultra HD, M2M, and IP. New York: John Wiley & Sons Ltd., 2015, 441 p.
  2. Swinford R., Grau B. High Throughput Satellites. Delivering future capacity needs. 2015. [Электронный ресурс] URL: http://www.adlittle.com/downloads/tx_adlreports/ADL_High_Throughput_Satellites-Main_Report.pdf (дата обращения: 15.08.2016).
  3. Нестеров А.В., Гавриков Н.С., Лелюх А.А. Структура построения комплексов цифровой связи для летательных аппаратов // Информационно-измерительные и управляющие системы, 2018, №7, с. 32-37.
  4. Булыгина Ю.В., Нестеров А.В. Разработка комплекса цифровой связи для обеспечения широкополосного доступа к мультимедийным услугам пассажиров на подвижных объектах // Успехи современной радиоэлектроники, 2017, №1, с. 17-22.
  5. Ch. McLain, S. Panthi, J. Hetrick. High Throughput Ku-band for Aero Applications. // 30-th International Communications Satellite Systems Conference (ICSSC) 24-27 September 2012, Ottawa, Canada.
  6. Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part 2 - S2 Extensions (DVB-S2X). - Digital Video Broadcasting (DVB): DVB Document A171-2, March 2015, 183 p.
  7. Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications Part II: S2-Extensions (DVB-S2X) - (Optional). March 2014. [Электронный ресурс] URL: https://www.dvb.org/resources/public/standards/a83-2_dvb-s2x_den302307-2.pdf (дата обращения: 06.11.2018).
  8. DVB. [Электронный ресурс] URL: https://www.dvb.org/standards/dvb-s2x (дата обращения: 06.11.2018).
  9. Koen Willems. DVB-S2X demystified. [Электронный ресурс]. URL: http://www.newtec.eu/frontend/files/userfiles/files/DIALOG/Whitepaper DVB_S2X.pdf (дата обращения: 06.11.2018).
  10. Прокис Дж. Цифровая связь: пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. - 800 с.
  11. Куликов Г.В., Нестеров А.В., Лелюх А.А. Помехоустойчивость приема сигналов с квадратурной амплитудной манипуляцией в присутствии гармонической помехи. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 11. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/nov18/9/text.pdf. DOI 10.30898/1684-1719.2018.11.9.
  12. Куликов Г.В., Нестеров А.В., Лелюх А.А., Нгуен Ван Зунг. Помехоустойчивость приема сигналов с многопозиционной фазовой манипуляцией в присутствии гармонической помехи //Наукоемкие технологии, 2018, №11, с. 32-38. DOI: 10.18127/j19998465-201811-06