ПНСТ 921-2024 Информационные технологии. Интернет вещей. Сети связи интернета вещей. Протокол низкоскоростного обмена данными по спутниковым каналам связи. Часть 1. Обмен данными по абонентским линиям низкоорбитальных систем

     5.1 Особенности применения низкоорбитальных многоспутниковых систем

Низкоорбитальные многоспутниковые системы передачи данных с целевой функцией интернета вещей должны обеспечивать прямой доступ к типовым абонентским средствам потребителей. Все АСП должны реализовывать базовую функциональность класса А, определенного в настоящем стандарте.

________________

В зарубежных нормативных документах и публикациях обозначается как Direct-to-Device (D2D).

Для создания глобально-распределенных бесшовных сетей ИВ должна обеспечиваться интеграция МСПД на региональных (национальных) уровнях с наземными сетями LPWAN на основе использования соответствующих диапазонов частот [2], видов модуляции и протоколов, приемлемых для спутниковых каналов связи (см. рисунок 1).

     Рисунок 1 - Частотные диапазоны для создания бесшовных сетей

5.1.1 Основы построения низкоорбитальных многоспутниковых систем

При построении низкоорбитальной МСПД создается орбитальная группировка из космических аппаратов на круговых орбитах с высотой относительно поверхности Земли от 100 до 2000 км. Для систем спутниковой связи и передачи данных рекомендуемые высоты НКО лежат в диапазоне от 300 до 1500 км.

Период обращения космического аппарата вокруг Земли составляет от 90 мин (при высоте орбиты 300 км) до 115 мин (при высоте орбиты 1500 км), скорость его движения вдоль орбиты - от 7,7 до 7,1 км/c соответственно.

Скорость движения КА относительно АСП изменяется от 0 км/c до максимальной скорости движения спутника вдоль орбиты, что приводит к возникновению эффекта Доплера (статического и динамического), выражающегося в непрерывном изменении центральной частоты сигнала в радиолинии и скорости ее изменения (Гц/с) пропорционально изменению наклонной дальности от КА до АСП (см. приложение А). Это вызывает необходимость применять устойчивые к эффекту Доплера сигнально-кодовые конструкции в абонентских линиях между АСП и КА.

Минимальная наклонная дальность равна высоте орбиты (АСП видит КА в зените), а максимальная наклонная дальность определяется принятым минимальным рабочим углом места видимости КА относительно местного горизонта. За время сеанса связи потери в радиолинии изменяются пропорционально квадрату отношения максимальной наклонной дальности к высоте орбиты спутника. Для рекомендуемых высот орбит и минимального рабочего угла места, равного 25°, изменения потерь в радиолинии за счет изменения наклонной дальности составляют от 5 дБ (орбита 1500 км) до 6,7 дБ (орбита 300 км).

Минимальное число КА в составе орбитальной группировки при условии непрерывности глобального обслуживания зависит от высоты и наклонения орбиты КА, а также от принятого минимального рабочего угла места.

Каждый космический аппарат в составе орбитальной группировки должен обеспечить трехосную ориентацию и удержание в заданной точке орбитальной плоскости с целью обеспечения устойчивости ее заданной архитектуры в пределах срока активного существования КА (не менее пяти лет).

Архитектура орбитальной группировки может быть одноэшелонной (все плоскости орбит имеют одинаковое наклонение и высоту) или многоэшелонной (разные наклонения плоскостей орбит и высоты при необходимости). Выбор архитектуры орбитальной группировки определяется заданным условием непрерывности обслуживания рабочей зоны на Земле и минимизацией затрат на пусковые услуги КА.