Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT

Афонин, Александр Александрович

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT

кандидата технических наук: Афонин, Александр Александрович
город: Москва
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.12.13

Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT"

На правах рукописи

Афонин Александр Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПУТНИКОВЫХ СЕТЕЙ, РЕАЛИЗУЕМЫХ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ УБАТ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 НОЯ 2011

005001992

Москва-2011

005001992

Работа выполнена в «Московском авиационном институте (национально исследовательском университете)» на кафедре «Средства связи с подвижны\ объектами»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Шевцов Вячеслав Алексеевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор Классен Виктор Иванович - кандидат технических наук, доцент Вовасов Валерий Егорович

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Радиофизика»

Защита диссертации состоится «20» декабря 2011 г. в 10.00 часов ] заседании диссертационного совета Д.212.125.02 при «Московскс авиационном институте (национальном исследовательском университете)» 1 адресу: 125993, г. Москва, Волоколамское ш., д.4 в зале заседаний Учено совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Московско авиационного института (национального исследовательского университета)»

Автореферат разослан «// » ноября 2011 года Ученый секретарь

Диссертационного совета Д.212.125.02 к.т.н., доцент

Общая характеристика работы

Актуальность

Анализ современных мировых тенденций развития связи в направлении создания глобальной информационной инфраструктуры показывает, что уже в ближайшее десятилетие возможен качественный переход к новому обществу -обществу информационного типа. Спутниковые сети связи и вещания являются интегрирующими звеньями этой инфраструктуры и одним из основных средств, обеспечивающих качественное изменение услуг связи в экономически слабо развитых, малонаселенных или труднодоступных регионах.

Рынок спутниковой связи неуклонно расширяется. Одним из основных направлений его развития сегодня является создание сетей на основе технологий VSAT (VSAT - very small aperture terminal - терминалы с очень малой апертурой антенны). Это связано как с повышением социальной активности общества, так и с расширением сферы услуг спутниковой связи для корпоративных и ведомственных пользователей. Движущей силой создания сетей VSAT является интенсификация экономического прогресса и развития сети Интернет. Причем интенсификация сегодня обусловлена не только увеличением объемов производства в промышленности и повышением его эффективности, но и тенденциями, связанными с переходом к информационному обществу.

информатизации общества начался поиск новых дешевых решений по предоставлению доступа в Интернет физическим лицам (абонентам) с использованием спутниковой связи. С 2004 года начался процесс создания сетей спутниковой связи на основе VSAT технологий, работающих в Ка-диапазоне и ориентированных на предоставление массового доступа в Интернет. В настоящее время этот процесс переживает бурный рост. Из действующих региональных сетей отметим WildBlue (США, Канада), Tooway (Европа, западная часть России), HughesNet (США), IpStar (Юго-Восточная Азия и Австралия). В стадии разработки находятся проекты создания подобных региональных (в том числе РСС-ВСД в России) и глобальных сетей VSAT (например, Inmarsat Global Xpress).

Несмотря на то, что технология VSAT относится к фиксированной спутниковой службе, в настоящее время данная технология применяется и для организации связи с подвижными объектами. Общие принципы организации спутниковых каналов связи являются универсальными. Основное различие состоит в особенностях антенной техники. Но эти аспекты в данной работе не рассматриваются.

Одной из основных проблем развития VSAT сетей является нехватка частотного ресурса в Ku-диапазоне, поэтому перспективные сети проектируется для работы в менее загруженном и обладающим большим частотным ресурсом Ка-диапазоне. Важно отметить, что при проектировании спутниковых сетей VSAT, ориентированных на массового потребителя, остро встает вопрос их технико-экономической эффективности, поскольку такие сети начинают конкурировать с наземными сетями связи. Соответственно, при проектировании сетей VSAT должен учитываться конечный результат -обеспечение заданного качества услуг физическим лицам при условии минимизации затрат на реализацию технических решений.

Общие вопросы построения спутниковых сетей, и в том числе сетей VSAT, отражены в трудах отечественных и зарубежных авторов. Следует отметить Анпилогова В.Р., Бутенко В.В., Камнева В.Е., Кантора Л.Я.,

Кислицына A.C., Кукка К.И., Родди Д., Симонова М.М., Спилкера Д., Элберта Р. и др. В данных работах отражены общие принципы технического построения и функционирования VSAT сетей Ки- и Ка-диапазона.

При этом известные работы, как правило, затрагивают вопросы анализа и оптимизации параметров в сетях VSAT, реализованных на основе технологий типа «точка-точка» или технологий с закрепленными каналами (например, типа MCPC/SCPC). Достаточно полно исследованы свойства телефонных сетей с коммутацией каналов, в том числе реализованных на основе систем VSAT.

Однако, вопросы оценки и повышения эффективности каналов современных сетей VSAT с использованием технологий TDM/TDMA и коммутацией пакетов, тем более с учетом особенностей Ка-диапазона, исследованы недостаточно и/или имеют закрытый коммерческий характер. В результате, разработка обобщенных методик и моделей для оценки и выбора вариантов, обеспечивающих повышение технико-экономической эффективности каналов в сетях связи на базе современных технологий VSAT с учетом особенностей Ка-диапазона, является актуальной как в теоретическом, так и в практическом плане.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является решение задачи повышения эффективности сетей спутниковой связи, реализованных на базе интерактивной технологии VSAT, в том числе ориентированных на предоставление услуг массового доступа в Интернет. Заданная цель подразумевает решение очень широкого спектра задач. Часть из них выполнена в данной работе, а именно:

1 Анализ общих тенденций и технологических решений, используемых в действующих и проектируемых сетях VSAT, оценка наиболее перспективных решений.

2 Оценка эффективности спутниковых каналов в сетях VSAT на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях.

3 Оценка влияния внутрисистемных помех (в том числе влияния межлучевых помех и неравномерности группового времени запаздывания в полосе пропускания радиочастотного тракта) в сетях УБАТ на пропускную способность спутниковых каналов, использующих адаптивные методы модуляции и кодирования.

4 Разработка способов формирования рабочей зоны многолучевых спутников и распределения их емкости по лучам с целью приближения распределения пропускной способности в сетях УБАТ к распределению абонентов.

5 Разработка методики вероятностной оценки пропускной способности сетей УБАТ, в том числе многолучевых сетей УБАТ.

6 Разработка математической модели экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей УБАТ.

Методы исследования

В качестве основных методов исследования в работе используются методы теории вероятностей и случайных процессов, теории математической статистики, теории систем передачи информации с использованием основ математического моделирования.

Научная новнзна

Научная новизна диссертации определяется тем, что в ней разработаны:

1 Алгоритм и методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевых сетей УБАТ, позволяющая определить количество потенциальных подписчиков, которым будет обеспечено заданное качество услуги при известной скорости канала или решить обратную задачу, т.е. определить возможные скорости каналов, предоставляемых абонентам при известном (заданном) их количестве.

2 Математическая модель экспресс-оценки технико-экономической эффективности сетей УБАТ для выбора наилучших решений на этапе

проектирования или модернизации сетей У8АТ с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Личный вклад

Методики, результаты исследования эффективности сетей УБАТ, включая численные результаты, аппарат моделирования, разработаны и получены автором лично.

Практическая ценность работы

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в научно-исследовательских работах в области спутниковой связи в интересах Министерства связи и массовых коммуникаций РФ и Федерального агентства связи РФ.

Разработанные в данной работе методики и модели могут применяться на этапах системного и технического проектирования сетей спутниковой связи, реализуемых на основе технологий УБАТ, с целью определения параметров оборудования и применяемых технических решений для повышения технико-экономической эффективности используемых спутниковых каналов.

Материалы диссертации использованы в следующих работах:

- Разработка организационно-технических предложений совместного использования полос радиочастот 14,399-14,5 ГГц и 29,5-30 ГГц УБАТ системами и РЭС фиксированной службы военного и гражданского назначения (итоговый отчет, заказчик - ФАС, 2009);

- Анализ технико-экономической эффективности совмещения систем спутникового мобильного звукового вещания и систем мобильного доступа четвертого поколения и целесообразность совмещения (итоговый отчет, заказчик - ФГУП НИИР, 2010);

единовременных и текущих затрат и вариантов тарифной политики и тарифных планов, обеспечивающих окупаемости проекта (итоговый отчет, заказчик -ФГУП НИИР, 2010).

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждалисьпа следующих научно-технических конференциях и семинарах:

1 14-я ежегодная Конференция и выставка операторов и пользователей сети спутниковой связи и вещания Российской Федерации SATRUS-2009. Москва, 2009.

2 Конференция Космос и отечественная наука. ФГУП «Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга». Москва, 2011.

3 VII ежегодный Международный конгресс и выставка Broadband Russia&CIS 2011. Москва, 2011.

4 Международная конференция операторов и пользователей спутниковых сетей связи на базе технологии VSAT в Российской Федерации VS AT-Russia 2011. Дубна, 2011.

5 Научно-технический семинар «Новейшие спутниковые технологии в образовании», Чистополь, 2011.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ в научно-технических журналах и трудах международных и всероссийских конференции.

Основные положения, выносимые па защиту

1 Результаты оценки эффективности прямых и обратных спутниковых каналов в сетях VSAT на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях при передаче длинных и коротких IP-пакетов. Показано, что эффективность прямых каналов в интерактивных сетях VSAT на

физическом уровне близка к единице. Соответственно, общая эффективность практически равна эффективности каналов на канальном уровне и составляет для длинных 1Р-пакетов не менее 0,9, а для коротких 1Р-пакетов в среднем 0,75 в зависимости от используемых канальных протоколов. Показано, что значение эффективности обратных каналов в интерактивных сетях УБАТ на физическом и канальном уровнях, реализованных на основе ТОМА, существенно меньше 1. Причем общая эффективность заметно снижается при увеличении числа активных станций в канале.

2 Существование ярко выраженного «порогового» ограничения значения сигнал/шум в составной радиолинии многолучевых спутниковых сетей, обусловленного внутрисистемными межлучевыми помехами. Наличие «порогового» эффекта ограничивает возможные для использования сигнально-кодовые конструкции для прямых и обратных спутниковых каналов. В частности, показано, что при оценке максимально достижимой пропускной способности в прямых каналах многолучевых сетей следует ориентироваться на 16 АРБК, 3/4, а для обратных каналов на 8РБК, 3Л.

3 Способы неравномерного распределения лучей и емкости в лучах при формировании рабочей зоны многолучевого спутника для обслуживания территории с выраженной неравномерной плотностью распределения населения, обеспечивающие повышение технико-экономической эффективности сети за счет рационального распределения ресурса сети.

4 Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевых сетей УБАТ на основе использования коэффициента «переподписки».

5 Математическая модель экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей УБАТ для выбора наилучших решений на этапе проектирования (или модернизации) сетей УБАТ с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований, 5 приложений. Основная часть диссертации содержит 185 страниц, 38 таблиц и 49 рисунков.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертации, сформулированы цель, задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлены результаты общего анализа сетей VSAT и ряда проблем, связанных с оценкой их эффективности и конкурентоспособности. Даны определения понятий «технология VSAT», «сеть VSAT», «станция VSAT». Введение этих определений призвано исключить возможную неоднозначность использования и толкования понятия VSAT. Проанализированы и отмечены особенности организации каналов в сетях VSAT. Показано, что наибольшее распространение получили интерактивные сети VSAT, реализованные на основе использования спутниковых каналов типа TDM/TDMA и ориентированные на массового пользователя [1].

Проанализированы основные преимущества и недостатки использования Ки- и Ка-диапазона в сетях VSAT. Сделан вывод о целесообразности развития и создания интерактивных сетей VSAT Ка-диапазона для предоставления, в том числе, услуги массового доступа в Интернет. Основным аргументом в пользу Ка-диапазона является загруженность Ки-диапазона.

Проанализированы особенности космического сегмента и принципы формирования рабочей зоны спутников, особенности наземного сегмента многолучевых сетей VSAT [1, 2]. Показано, что актуальной является задача оценки влияния помех на пропускную способность спутниковых каналов и разработка способов формирования рабочей зоны спутника с целью оптимизации распределения пропускной способности. Например, из результатов анализа следует важный вывод, что прямое заимствование

решений, принятых при реализации многолучевых сетей УБАТ, обслуживающих территорию Европы или США, при создании подобных сетей для обслуживания территории России, требует критического анализа.

Проанализированы технико-экономические параметры и особенности действующих и планируемых массовых сетей УБАТ. Проведен сравнительный анализ тарифов наземных и спутниковых сетей. Результаты анализа показывают, что развитие многолучевых сетей УБАТ является перспективным направлением развития спутниковой связи, поскольку предоставляемые услуги по конкурентоспособности приближаются к услугам наземных сетей.

Обозначены проблемы проектирования подобных сетей, среди которых основной проблемой является достижение себестоимости передачи единицы информации по спутниковым каналам связи, обеспечивающей конкурентоспособность сетей УБАТ с наземными сетями.

Для обеспечения анализа сетей и их сравнительных оценок сформулированы объективные критерии количественной оценки эффективности спутниковых каналов [3].

Под эффективностью спутникового канала связи подразумевается как его техническая, так и его экономическая эффективность. Техническая эффективность выражена двумя критериями: критерий избыточности информации (г|д) и критерий спектрального уплотнения информации (%).

Критерий избыточности информации, передаваемой по каналу спутниковой связи

Л<г=(0-Д0)/д. (1)

где 0 - общий объем информации (байт), которую необходимо передать по каналу в связи за заданное время (в общем случае в секунду); Д<3 - объем служебной (избыточной) информации (байт), которая необходима для организации передачи целевой информации по каналу связи.

Критерий спектрального уплотнения информации в канале спутниковой связи (байт/с)/Гц

Лг=0/ЛР, (2)

где ДР-полоса частот для организации канала связи, (Гц).

Рост % ограничен пределом Шеннона

Т!Г<8*Ьо§2(1+СЖ),

где С/И - отношение сигнал/шум (разы по мощности), достигнутое в канале связи.

Следует отметить, что (2) эквивалентно широко применяемому понятию спектральной эффективности, обычно выражаемой в размерности бит/с/Гц для различных сигнально-кодовых конструкций. В данном случае введение (1) и (2) отражает тот факт, что наряду с целевой информацией абонента передается и иная вспомогательная информация по каналу связи. Очевидно, чем больше объем вспомогательной информации, тем ниже техническая эффективность принятой технологии УБАТ.

Соответственно, обобщенный критерий технической эффективности канала спутниковой связи должен учитывать наличие вспомогательной информации и определяется как

Исследование значений т^ и Г|Г применительно к современным сетям УБАТ является самостоятельной актуальной задачей, которая, как правило, мало затрагивается в известной литературе. В данной работе этому вопросу уделяется особое внимание.

Однако наряду с технической составляющей следует учитывать и экономические факторы, поскольку конечная эффективность сетей УБАТ связана с конкурентоспособностью предоставляемых услуг. Таким образом, целесообразно исследовать и обобщенный технико-экономический критерий эффективности (руб./(байт/с)/Гц)

где М - нормированные затраты на создание и эксплуатацию сети за срок развертывания сети при оптимальном числе станций (абонентов), приведенные к одной станции; N0 - оптимальное число станций в сети; Мр - общие затраты на создание и эксплуатацию сети за срок развертывания сети при оптимальном числе станций.

Л=Л<г*ЛгКСЗ-ДРУАР < 8*Ьоё2 (1+С/Ы)

(4)

т}э =М/т) = МУ[((3-Д(2)/ДР]

м=мр/н>,

(5)

(6)

Значение г|э определяет эффективность передачи информации абонента по каналу связи. Очевидно, чем меньше значение ri3 будет достигнуто, тем система более эффективна.

В общем случае г)э представляет собой сложную функцию, зависящую от многих управляемых параметров технического и экономического характера. При этом в качестве основного ограничения выступает значение C/N, достигнутое в канале, которое должно быть более установленного значения для принятой сигнально-кодовой конструкции.

Очевидно, что существует множество решений, обеспечивающих достижение высоких показателей технической эффективности. Выбор среди этого множества предлагается произвести с учетом экономической эффективности передачи информации, т.е. в конечном итоге основой принятия решения является оценка технико-экономической эффективности сети.

Во второй главе проведен анализ организации абонентского доступа в интерактивных сетях VSAT, представлена типовая структура и топология интерактивной сети спутниковой связи. В интерактивных сетях VSAT в основном используется технология TDM/TDMA для формирования прямых и обратных каналов на физическом уровне. Проведен сравнительный анализ решений, основанных на базе стандартов DVB-RCS, DOCSIS, IPoS.

Проведена оценка эффективности наиболее распространенных канальных протоколов применяемых в прямых и обратных спутниковых каналах для длинных и коротких IP-пакетов по критерию избыточности информации (табл.1) [4].

Таблица 1

Эффективность канальных протоколов, используемых в сетях VSAT

Протокол Эффективность на канальном уровне т|3

IP-пакет S-1500 байт IP-пакет S-40 байт

MPEG-2TS (МРЕ)* 0,968 0,699

MPEG-2TS-(ULE)* 0,973 0,815

ATM (AAL5)* 0,900 0,755

Канальный протокол стандарта DOCSIS 0,985 0,635

Канальный протокол стандартаIPoS 0,991 0,754

"предусмотрены в стандарте DVB-RCS

Эффективность канальных протоколов в сетях VSAT для длинных IP-пакетов составляет не менее 0,9. Эффективность для коротких пакетов ниже и не превышает в среднем 0,75.

Проведена оценка прямых и обратных каналов на физическом уровне [4]. В прямых каналах при формировании единого потока TDM на физическом уровне объем избыточной (служебной) информации значительно меньше общего объема информации (например, для стандарта DVB-S2 эффективность канала на физическом уровне достигает минимум 0,98). Соответственно, при формировании кадров в прямых каналах, эффективность физического уровня близка к единице. Таким образом, можно считать общую эффективность прямых каналов в сети VSAT равной эффективности на канальном уровне, т.е.

В обратных каналах объем служебной информации на физическом уровне значителен. В зависимости от применяемого стандарта, эффективность составляет примерно 0,7 (для 10 станций) и значительно падает при увеличении одновременно работающих VSAT станций в канале. Проведен расчет общей эффективности t|q для обратных каналов различных стандартов (рис.1). Показано, что значение общей эффективности для обратных каналов заметно меньше 1.

1 з 5 7 3 11 13 15 17 13 Число активных У8АТ станций в обратном канале

Рис.1 Эффективность обратного спутникового канала ТОМА для длинных 1Р-пакетов

Полученные результаты полезны при проектировании или модернизации сетей УБАТ для оценки необходимой пропускной способности спутниковых каналов с учетом особенностей их организации в части избыточности информации на канальном и физическом уровнях.

В третьей главе исследованы особенности многолучевых интерактивных УБАТ сетей, влияющие на частотно-энергетические характеристики. При использовании традиционных контурных антенн достижимые энергетические параметры спутниковых каналов ограничены. Наиболее эффективным способом повышения энергетики радиолиний является использование многолучевых бортовых антенн. Такое решение уже традиционно используется при реализации спутников для сетей УБАТ в Ка-диапазоне. Проведенный анализ показывает, что в таких многолучевых сетях проявляются некоторые особенности, существенно влияющие на достижимые параметры эффективности использования частотно-энергетических ресурсов [5,6].

Особенностью многолучевых УБАТ сетей Ка-диапазона является использование многолучевых бортовых антенн с непрерывной сеткой лучей,

что приводит к появлению значительных взаимных помех между лучами порядка C/I=13 -16 дБ.

При использовании многолучевых бортовых антенн зеркального типа возникают также следующие проблемы физической реализуемости: ограничение минимального углового разноса смежных лучей, ограничение максимального углового разноса лучей, ограничение минимальной ширины диаграммы направленности отдельного луча и проблема точности удержания группировки лучей.

Кроме того, в высокоскоростных сетях резко проявляется отклонение частотных характеристик приемо-передающих трактов от идеальных. Например, неравномерность группового времени запаздывания (НГВЗ) в полосе пропускания радиочастотного тракта приводит к заметной деградации Eb/N0, что существенным образом ограничивает достижимое значение энергетического потенциала радиолиний [7]. Проанализирована взаимосвязь допустимой НГВЗ и символьной скорости цифрового TDM потока для различных сигнально-кодовых конструкций в спутниковых каналах с учетом деградации значения Eb/N0. Общий анализ показал, что при типовых параметрах радиочастотного оборудования космического и земного сегментов, предельная символьная скорость одного TDM потока прямого канала ограничена.

Таким образом, показано, что в многолучевых сетях наблюдается

«пороговый» эффект, который ограничивает достижимые параметры

эффективности использования частотно-энергетических ресурсов и пропускной

способности. Этот эффект обусловлен совокупностью указанных особенностей,

которые ограничивают достижимое значение сигнал/шум в прямых и обратных

спутниковых каналах. Результаты анализа энергетики спутниковых радиолиний

многолучевых сетей показали наличие ограничения C/N для прямых каналов не

более 11-12 дБ и для обратных каналов не более 9-10 дБ. Соответственно,

данный фактор приводит к ограничению возможных для использования

сигнально-кодовых конструкций спутниковых каналов многолучевых VSAT

сетей Ка-диапазона. При оценке максимальной спектральной эффективности и пропускной способности каналов в многолучевой сети целесообразно ориешироваплянасишально-кодовые конструкции представленные в табл. 2 [5].

Таблица 2

Сигнально-кодовые конструкции, достижимые в многолучевой сети УБАТ

Канал многолучевой УБАТ сети Предельная сигнально-кодовая конструкция Требуемое значение C/N, дБ

модуляция FEC кодирование

Прямой 16APSK 3/4 BCH+LDPC 11,0

Обратный 8PSK 3/4 Turbo 9,8

Таким образом, спектральная эффективность спутниковых каналов в многолучевой сети УБАТ при неограниченном повышении ЭИИМ и в/Т лучей оказывается ограниченной сверху (примерно)

2,73 для прямых каналов

г (7)

Т||- < 2,25 для обратных каналов _

Показано, что попытка преодолеть «пороговый» эффект за счет сужения

луча менее 0,7-0,8 градусов, избыточного увеличения размера антенн и

мощности передатчиков центральной и абонентской станций не приводит к

положительному результату. Кроме того целесообразные размеры антенн

зависят от величины нестабильности спутника и нестабильности ЭИИМ

земных станций [8].

Оптимизация использования достигнутого частотно-энергетического

ресурса многолучевой сети УвАТ в первую очередь сопряжена с оптимизацией

распределения пропускной способности в обслуживаемой рабочей зоне.

Предложены способы формирования рабочей зоны многолучевого спутника,

обеспечивающие приближение распределения емкости в лучах к

распределению населения (абонентов) на обслуживаемой территории {5].

Показано что при примерно равномерном распределении плотности населения

целесообразно формирование равномерной сетки лучей с равной пропускной

способностью. При этом наиболее рациональным является использование

частотно-поляризационного плана работы сети на основе 4 литер (две

частотные и две поляризационные литеры). В противном случае предложено использовать 8 литер (четыре частотные и две поляризационные литеры, рис.2) с неравномерным распределением лучей (рис.3) и емкости лучей. При этом для лучей с очень низкой планируемой загрузкой (обслуживание пустынных и малонаселенных районов) целесообразно использовать один бортовой передатчик на два таких луча.

__ЛР-2

1_ р

I-К

250 МГц

¿Я, ДЯз

АР,

др4

г-1 I ' =1

4 литеры 8 литер

19,У ГГц 29,5 ГГЦ

20,2 ГГЦ 30,0 ГГЦ

Рис.2 Разделение Ка-диапазона на 4 и 8 литер (ЬД - круговая поляризация

левая и правая)

6литер (750 МГц)

8литер (1000 МГц)

Рис. 3 Способ формирования рабочей зоны многолучевой сети УБАТ Ка-диапазона для обслуживания регионов с выраженной неравномерностью распределения плотности населения

Анализируя указанные выше способы распределения пропускной способности можно привести количественные значения доступной полосы частот для отдельно взятого кластера лучей, охватывающего одну и ту же угловую рабочую зону. Результаты такого анализа сведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты анализа распределения доступной полосы частот в кластере лучей с _ фиксированным угловым размером __

Способ распределения лучей Гексагональная сетка Неравномерная сетка

Число литер, полоса литеры 4 по 250 МГц (две частотные и дне поляризационные) 8 по 125 МГц (четыре частотные и две поляризационные) 8 по 125 МГц (четыре частотные и две поляризационные)

Общая доступная полоса частот в кластере лучей 1750 МГц 2000 МГц 1000 МГц

Неравномерность распределения пропускной способности, в рабочей зоне кластера равномерно 250 МГц неравномерно от 125 МГц до 500 МГц неравномерно от 250 МГц до 1000 МГц

Это позволит приблизить распределение ресурса сети к распределению населения на заданной территории. Таким образом, достигается значительное повышение общей эффективности многолучевой сети УБАТ.

В четвертой главе разработана методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой сети УБАТ [9]. Предложен подход к анализу пропускной способности многолучевых сетей УБАТ. Представлены соотношения для оценки основных параметров сети, позволяющие выполнить вероятностную оценку пропускной способности сети в целом или в каждом отдельном луче многолучевой спутниковой сети на основе использования коэффициента «переподписки».

В общем случае коэффициент «переподписки» определяет вероятность того, что абонент потребует согласованный с оператором ресурс в интервале времени Численное соотношение для коэффициента «переподписки» запишем в виде

^ВДЧь (8)

где N2 - среднее число активных абонентов в ТОМ потоке абонентского луча за время ДЦ N1 - общее количество зарегистрированных подписчиков, отнесенное к потоку ТОМ (лучу или сети в целом).

Показано, что усредненное значение коэффициента «переподписки» по территории РФ и по группам пользователей составляет примерно 0,063 .(на основании данных Фонда общественного мнения).

Оценка допустимого числа абонентов N! без ограничения трафика в потоке луча рассчитывается исходя из достигнутой его пропускной способности (с учетом эффективности) при скорости в прямом канале Vd, установленной оператором для подписчика. Допустимое число подписчиков, работу которых может под держивать один поток TDM

N,=RbW9 > (9)

где Rb=Rs*m*FEC/Rh; ш - индекс модуляции; Rs - символьная скорость потока TDM (примерно равна ширине спектра по уровню -ЗдБ); FEC - скорость внутреннего кодирования; Rj,- скорость внешнего кодирования.

Среднее число активных абонентов в сети в час с учетом соотношения (8)

равно N2=N,4 и соответствует уровню вероятности Р]=0,5. Число активных

абонентов в сети в час, которое не будет превышено с вероятностью Р1=0,997

N2=Ni*£ + (1-е) (10)

Ограничивая трафик, включенный в тариф, на основании «политики справедливого доступа» (Fair Access Policy) число обслуживаемых абонентов можно существенно увеличить. Так, при скорости, предоставляемой абоненту Vd (Мбит/с) в прямом канале, абонент за 1 час при постоянной работе может получить Bd (Мб) объем информации

Bd=TiQ*(Vd*3600)/8 (11)

Ограничивая предельно возможный для скачивания объем трафика величиной ВЛ, например в час, число потенциальных подписчиков увеличивается пропорционально соотношению Bd/Bdt>l.

В результате допустимое число подписчиков при ограничении объема трафика в час, отнесенное к одному TDM потоку

Nit=N)*(Bd/Bdt) > Ni (12)

Скорость, доступная абоненту в прямом канале Vd, изначально задается оператором. Однако это максимальная скорость Vd=max(Vd), доступная при

использовании максимально эффективной сигнально-кодовой конструкции. В процессе работы условия распространения сигнала меняются. Наиболее существенное влияние на величину затухания при распространении сигнала оказывает дождь [10]. Обычно, значение коэффициента готовности спутникового канала к приравнивается к вероятности того, что дождь не внесет затухание выше принятого для года (или для наихудшего месяца). Для работы абонентских станций У8АТ значение тах(Уа) часто определяют для Рг=0,995 времени года (примерно 98% времени для наихудшего месяца). При этом запас для линии центральная станция-спутник принимается заведомо более 99,9%. Учитывая вышеизложенное, предварительно определяется максимально эффективная сигнально-кодовая конструкция для каждого луча и оценивается скорость для абонента, которая не упадет ниже 99,7% времени

(^п^РЕС/ад/ (N1*5+3 * (13)

Для сетей УБАТ коэффициент готовности канала целесообразно определить, как произведение к=(1-Рг)*Р1.

Скорость, доступная абоненту в обратном канале, оценивается исходя из принятой асимметрии трафика.

Данная задача решена в предположении, что распределение числа активных абонентов (станций) N2 а потоке луча в единичный момент времени из общего числа абонентов N1 считается биномиальным (события независимы и равновероятны). Закон распределения активности абонентов принят эргодическим (представленные статистические данные будут периодически повторяться на большом временном отрезке, т.е. все вероятностные параметры будут сохраняться). Учтено, что процесс ответных посылок отличается от пуассоновского процесса, поскольку временной интервал посылок может быть значительным. Кроме того, ^<1, а N,»1 и М,* ^ заметно более 10. При таких условиях лучшее приближение дает нормальный закон, который и принят для аппроксимации этого процесса.

Методика позволяет на стадии проектирования сети определить допустимый объем абонентской базы, исходя из планируемой пропускной способности луча (или сети в целом). Возможно и решение обратной задачи, т.е. оценка возможного объема подписчиков при известной пропускной способности луча (или сети).

Результаты данной методики являются частью исходных данных для разработанной математической модели экспресс-оценки технико-экономических параметров сети УБАТ [11]. Модель учитывает особенности интерактивных сетей УБАТ, в том числе многолучевых, и позволяет провести анализ взаимной зависимости параметров сети УБАТ, например, определить требуемую частотную емкость сети и оценить срок окупаемости сети исходя из заданного числа абонентов и требуемого качества услуг. Исходные данные формируются на основании экспертных оценок и/или на информации о существующих или перспективных сетях с учетом анализа рисков при создании и функционировании сетей УБАТ, в частности ориентированных на массовое предоставление услуг (основными рисками являются риск развития абонентской базы и вопросы надежности космического сегмента).

Понятие В (\уД) трактуется как разность между доходами и расходами (поступления денежных средств от работающих станций и затраты на создание и эксплуатацию УБАТ сети). Величина В (\уД) есть функция времени (1) и множества технических параметров сети таких как применяемые методы модуляции, помехоустойчивого внутреннего и внешнего кодирования, коэффициент «переподписки», критерии эффективности спутниковых каналов (табл.4).

в (\уд) = э0 (\у)+о О) + г г>], 04)

где О0 (•№) и Б (и'Д) - единовременные и текущие доходы,; 2о (№) и Ъ (шД) - единовременные затраты на создание сети и текущие затраты при ее развитии и эксплуатации; I - время с отсчетом от начата сдачи центральной станции в эксплуатацию.

Таблица 4

Типичные значения технических параметров моделирования _интерактивной сети УБАТ_

Параметры Обозначение Границы

Индекс модуляции m 2...8

FEC FEC 0,25...0,9

Внешнее кодирование кВн 1,02....1,2

Крутизна АЧХ фильтра Roll-off Roll-off 0,15...0,35

Коэффициент эффективности прямых каналов (табл.1) Ло 0,75....0,99

Коэффициент эффективности обратных каналов (Рис.1) Л<з 0,5 0,95

Коэффициент «переподписки» 4 1:1....1:100

Результаты моделирования для оценки полосы, требуемой в прямом канале, представлены на рис.5.

Рис. 5 Необходимая рабочая полоса частот луча для обеспечения абонентов скоростью до 1 Мбит/с в прямом канале при различных коэффициентах

«переподписки»

Показано, что функция В имеет экстремум, который соответствует оптимальному числу N=N0 станций УБАТ в сети, обеспечивающих достижение минимума срока окупаемости (рис.4) [12].

Рис. 4 Зависимость срока окупаемости затрат на создание многолучевой сети

УБАТ от числа станций и усредненного дохода от каждой станции

ё0 - усредненное значение поступлений в месяц от работы одной станции в сети; с1, - поступление от оплаты за подключение услуги связи одной станции (оборудование и инсталляция); По - темп развертывания сети, т.е. число станций подключаемых в месяц; 8 - капитальные затраты на проектирование системы, создание космического и наземного сегментов оператора; с0 - стоимость оборудования одной станции для оператора; с, - расходы оператора на техническую поддержку и ремонт, приведенные к одной станции в месяц; си -стоимость эксплуатации наземного сегмента оператора, страхование спутников в месяц, включая все расходы по обеспечению работы и развития сети (коммерческие расходы, оплата персонала); с, - стоимость арендуемого частотного ресурса спутника.

Анализ ряда сетей УБАТ показал корректность предложенной модели. Результаты расчетов совпадают с результатами, опубликованными в различных источниках.

Данная модель позволяет определить взаимосвязи между технико-экономическими параметрами как традиционных, так и многолучевых сетей УБАТ Ка-диапазона и является инструментом для формирования общих требований к сети и принятия стратегических решений о целесообразности создания подобных сетей.

Проведенный с помощью модели анализ позволяет оценить значение обобщенного технико-экономического критерия эффективности сетей УБАТ. На первом этапе необходимо оценить в соответствии с (6) нормированные затраты (приведенных к одной станции) на создание и эксплуатацию сети за срок развертывания сети при оптимальном числе абонентов. Результаты представлены в табл.5.

Таблица 5

Оценка нормированных затрат, приведенных к одной станции_

Сеть VSAT Tooway (KA-SAT) Wildblue (ViaSat-l) РСС-ВСД (АМ5+АМ6+КА1+КА2)

M, тыс. руб. 29,6 27,3 34,2

Таким образом, M для современных многолучевых сетей VSAT, ориентированных на массовое предоставление доступа к сети Интернет, лежит в пределах 30 т.р. на станцию.

На втором этапе необходимо оценить обобщенный технический критерий эффективности. Будем ориентироваться на максимально достижимые сигнально-кодовые конструкции в многолучевой VSAT сети (табл. 2). С учетом результатов оценки технических критериев эффективности

Лг*Ло = T|f*T|s=2,73*T|S для прямых каналов

Л = i (15)

Л^ЛСЗ ~ r|f^s*r|h=2,25*r|s*ïlh Для обратных каналов

Значения т|3 и r|h выбираются исходя из протоколов, используемых в интерактивной сети VSAT на канальном и физическом уровнях (для наиболее распространенных вариантов представлены в табл. 1 и на рис. 1).

Таким образом, в качестве обобщенного технико-экономического критерия следует принять

^ М/Г| = М/(2,73 *T]S)= 11 /ris для прямых каналов

Лэ= Л . (16)

М/л = М/(2,25*Г13*Г1ь)=13,3/(Лз*Ль) для обратных каналов

Полученные результаты полезны для выбора наилучших технических решений на этапе проектирования (модернизации) интерактивных сетей VSAT для повышения их технико-экономической эффективности.

В заключении представлены основные теоретические и практические результаты диссертационной работы, отражены новизна и практическая ценность работы.

Основные результаты работы

- предложены критерии эффективности для сравнительного анализа пропускной способности спутниковых каналов в УБАТ сетях;

- проведена оценка эффективности спутниковых каналов в сетях УБАТ на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях;

- проведена оценка внутрисистемных помех в спутниковых сетях УБАТ и обосновано существование «порогового» ограничения достижимого значения сигнал/шум в составной радиолинии многолучевых спутниковых сетей;

- предложен способ неравномерного распределения лучей и емкости в лучах при формировании рабочей зоны многолучевого спутника для обслуживания территории с выраженной неравномерной плотностью распределения населения (абонентов) с целью рационального использования ресурса спутника и повышения эффективности технико-экономических параметров сетей УБАТ;

- разработана методика вероятностной оценки пропускной способности сетей УБАТ на основе использования коэффициента «переподписки»;

- разработана математическая модель экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей УБАТ для выбора наилучших решений на этапе проектирования или модернизации сетей УБАТ с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Интерактивные системы ФСС: мировые тенденции и технико-экономические показатели // 14-я ежегодная Конференция и выставка операторов и пользователей сети спутниковой связи и вещания Российской Федерации SATRUS-2009. Тезисы докладов. М., 2009.

2 Афонин A.A. Ситуация на рынке VSAT в Индии // Век качества, 2008. № 4. с.47-50.

3 Анпилогов В.Р., Афонин A.A., Тырин П.М. Национальные, региональные и глобальные сети VSAT: особенности, тенденции, проблемы, решения, конкурентоспособность // Международная конференция операторов и пользователей спутниковых сетей связи на базе технологии VSAT в Российской Федерации VSAT Russia 2011. Тезисы докладов. Дубна, 2011.

4 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Эффективность TDMA-каналов в интерактивной VSAT-сети // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2010. с.88-93.

5 Афонин A.A. Спутниковые сети ШПД в Ка-диапазоне: тенденции развития, анализ решений // VII. ежегодный Международный конгресс и выставка Broadband Russia&CIS 2011. Тезисы докладов. М., 2011.

6 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Спутниковые системы массового обслуживания: тенденции развития, проблемы и решения, Научно-технический семинар «Новейшие спутниковые технологии в образовании», Тезисы докладов. Чистополь, 2011г.

7 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. О предельно достижимой скорости цифрового потока в системах связи и вещания // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с.92-96.

8 Афонин A.A. К вопросу об оптимизации радиотехнических параметров земных станций интерактивных VSAT сетей // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2009. с.95-99.

9 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети массового обслуживания Ка-диапазона // Электросвязь, 2011. №7. с.45-47.

10 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Затухание в спутниковых каналах Ки- и Ка-диапазонов // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2010. с.82-85.

11 Анпилогов В.Р., Афонин A.A. Экономическая модель интерактивной VSAT-сети // Технологии и средства связи, 2008. №4. с.122-128.

12 Афонин A.A. Эффективность спутниковых систем массового обслуживания Ка-диапазона // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с.86-90.

Множительный центр МАИ (НИУ) Заказ от(I. Ц 20H г. Тираж 100

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Афонин, Александр Александрович

Содержание.

Условные обозначения и сокращения.

Введение.

1 Анализ технологий и сетей У8АТ, критерии эффективности спутниковых каналов сетей У8АТ.

1.1 Анализ сетей У8АТ.

1.1.1 Основные определения УБАТ.

1.1.2 Классификация сетей УЗАТ и особенности организации каналов.

1.1.3 Диапазоны частот, выделенные для работы сетей УБАТ.

1.2 Многолучевые сети УБАТ: особенности построения космического и наземного сегментов.

1.2.1 Особенности бортового ретрансляционного комплекса.

1.2.2 Формирование рабочей зоны спутника.

1.2.3 Наземный сегмент.

1.3 Действующие и планируемые многолучевые сети У8АТ.

1.3.1 Действующие сети УБАТ.

1.3.2 Планируемые сети УБАТ в 2011-2012 гг.

1.4 Критерии эффективности каналов сетей У8АТ.

1.5 Выводы.

2 Эффективность технологий многостанционного доступа, используемых в интерактивных сетях У8АТ.

2.1 Организация абонентского доступа в сетях У8АТ.

2.2 Решения для многостанционного абонентского доступа У8АТ.

2.2.1 Многостанционный абонентский доступ с использованием стандарта ОУВ-ЯС8.

2.2.2 Многостанционный абонентский доступ с использованием стандарта 1Ро8.

2.3 Обобщенные сравнительные характеристики стандартов, используемых в интерактивных сетях У8АТ при организации многостанционного доступа.

2.4 Оценка эффективности прямых и обратных каналов сетей У8АТ.

2.4.1 Эффективность каналов сетей У8АТ на канальном уровне.

2.4.2 Эффективность прямых каналов сетей VSAT на физическом уровне

2.4.3 Эффективность обратных каналов сетей VSAT на физическом уровне

2.4.4 Общая эффективность обратных каналов сетей VSAT на физическом и канальном уровне.

2.5 Выводы.

3 Эффективность использования частотно-энергетических ресурсов в сетях VSAT.

3.1 Анализ особенностей формирования рабочей зоны спутника.

3.1.1 Анализ частотно-энергетических параметров спутниковой радиолинии при формировании контурной и многолучевой рабочей зоны.

3.1.2 Физические ограничения формирования многолучевой рабочей зоны.

3.1.3 Оценка уровня развязки между лучами и межлучевых помех.

3.2 Ограничение пропускной способности спутниковых каналов в многолучевых сетях

3.2.1 Доступные сигнально-кодовые конструкции.

3.2.2 Составляющие внутрисистемных помех.

3.2.3 Деградация Eb/N0.

3.2.4 Ограничение радиочастотной эффективности спутниковой радиолинии - «пороговый» эффект.

3.2.5 Оценка влияния нестабильности спутника на выбор размера антенн земных станций.

3.2.6 Оценка влияния допустимой нестабильности ЭИИМ на выбор размера антенн земных станций

3.2.7 Пропускная способность VSAT станции в Ки- и Ка-диапазонах для прямых каналов.

3.3 Оптимизация распределения пропускной способности в рабочей зоне.

3.3.1 Способы приближения распределения пропускной способности многолучевой сети к распределению плотности населения.

3.4 Выводы.

4 Технико-экономическая эффективность интерактивных сетей VSAT

4.1 Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети VSAT.

4.1.1 Общие положения и исходные данные.

4.1.2 Коэффициент «переподписки» и вероятное число активных абонентов в потоке луча интерактивной сети VSAT.

4.1.3 Оценка допустимого числа абонентов и скорости доступной абонентам в сети VSAT.

4.2 Математическая модель оценки технико-экономической эффективности сети VSAT.

4.2.1 Структура модели.

4.2.2 Риски при создании и функционировании сетей VSAT.

4.2.3 Формализация модели.

4.2.4 Анализ модели.

4.3 Оценка результатов моделирования и оценка обобщенного критерия технико-экономической эффективности.

4.3.1 Общие положения и граничные условия моделирования.

4.3.2 Оценка технико-экономических результатов моделирования.

4.3.3 Оценка критерия технико-экономической эффективности

4.4 Выводы.

Введение 2011 год, диссертация по радиотехнике и связи, Афонин, Александр Александрович

Развитие сетей VSAT можно условно разделить на три этапа. В 1990-х основной сферой приложения технологий VSAT являлась организация технологических и выделенных сетей в интересах государственных структур и крупных корпораций с использованием закрепленных каналов. Одной из самых крупных и первых многофункциональных корпоративных сетей VSAT в России является сеть Центрального Банка РФ «Банкир». Основным назначением сети является передача банковской информации и обеспечение телефонной и факсимильной связью. В 2000-х с развитием интерактивных сетей VSAT клиентами спутниковых сетей становится средний и малый бизнес. С ростом информатизации общества начался поиск новых дешевых решений по предоставлению доступа в Интернет физическим лицам (абонентам) с использованием спутниковой связи. С 2004 года начался процесс создания сетей спутниковой связи на основе VSAT технологий, работающих в Ка-диапазоне и ориентированных на предоставление массового доступа в Интернет. В настоящее время этот процесс переживает бурный рост. Из действующих региональных сетей отметим WildBlue (США, Канада), Tooway (Европа, западная часть России), HughesNet (США), IpStar (Юго-Восточная Азия и Австралия). В стадии разработки находятся проекты создания подобных региональных (в том числе РСС-ВСД в России) и глобальных сетей VSAT (например, Inmarsat Global Xpress).

Общие вопросы построения спутниковых сетей, и в том числе сетей

VSAT, отражены в трудах отечественных и зарубежных авторов. Следует отметить Анпилогова В.Р., Бутенко В.В., Камнева В.Е., Кантора Л.Я.,

Кислицына A.C., Кукка К.И., Родди Д., Симонова М.М., Спилкера Д., 9

Элберта Р. и др. В данных работах отражены общие принципы технического построения и функционирования У8АТ сетей Ки- и Ка-диапазона.

При этом известные работы, как правило, затрагивают вопросы анализа и оптимизации параметров в сетях У8АТ, реализованных на основе технологий типа «точка-точка» или технологий с закрепленными каналами (например, типа МСРС/БСРС). Достаточно полно исследованы свойства телефонных сетей с коммутацией каналов, в том числе реализованных на основе систем УБАТ.

Однако, вопросы оценки и повышения эффективности каналов современных сетей У8АТ с использованием технологий ТБМ/ТОМА и коммутацией пакетов, тем более с учетом особенностей Ка-диапазона, исследованы недостаточно и/или имеют закрытый коммерческий характер. В результате, разработка обобщенных методик и моделей для оценки и выбора вариантов, обеспечивающих повышение технико-экономической эффективности каналов в сетях связи на базе современных технологий У8АТ с учетом особенностей Ка-диапазона, является актуальной как в теоретическом, так и в практическом плане.

Целью диссертационной работы является решение задачи повышения эффективности сетей спутниковой связи, реализованных на базе интерактивной технологии УБАТ, в том числе ориентированных на предоставление услуг массового доступа в Интернет. Заданная цель подразумевает решение очень широкого спектра задач. Часть из них выполнена в данной работе, а именно:

1 Анализ общих тенденций и технологических решений, используемых в действующих и проектируемых сетях УБАТ, оценка наиболее перспективных решений.

2 Оценка эффективности спутниковых каналов в сетях УБАТ на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях.

10 способность спутниковых каналов, использующих адаптивные методы модуляции и кодирования.

4 Разработка способов формирования рабочей зоны многолучевых спутников и распределения их емкости по лучам с целью приближения распределения пропускной способности в сетях VSAT к распределению абонентов.

5 Разработка методики вероятностной оценки пропускной способности сетей VSAT, в том числе многолучевых сетей VSAT.

6 Разработка математической модели экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей VSAT.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах:

3 VII ежегодный Международный конгресс и выставка Broadband Russia&CIS 2011. Москва, 2011.

5 Научно-технический семинар «Новейшие спутниковые технологии в образовании», Чистополь, 2011.

Материалы диссертации использованы в следующих работах:

- Разработка организационно-технических предложений совместного использования полос радиочастот 14,399-14,5 ГГц и 29,5-30 ГГц УЭАТ системами и РЭС фиксированной службы военного и гражданского назначения (итоговый отчет, заказчик - ФАС, 2009);

- Оценка технико-экономической эффективности высокоскоростного доступа к информационным сетям через системы спутниковой связи и основных рисков реализации проекта, представление граничных составляющих единовременных и текущих затрат и вариантов тарифной политики и тарифных планов, обеспечивающих окупаемости проекта (итоговый отчет, заказчик -ФГУП НИИР, 2010).

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Результаты оценки эффективности прямых и обратных спутниковых каналов в сетях УБАТ на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях при передаче длинных и коротких 1Р-пакетов. Показано, что эффективность прямых каналов в интерактивных сетях УБАТ на физическом уровне близка к единице. Соответственно, общая эффективность практически равна эффективности каналов на канальном уровне и составляет для длинных 1Р-пакетов не менее 0,9, а для коротких 1Р-пакетов в среднем 0,75 в зависимости от используемых канальных протоколов. Показано, что значение эффективности обратных каналов в интерактивных сетях УБАТ на физическом и канальном уровнях, реализованных на основе ТЭМА, существенно меньше 1. Причем общая эффективность заметно снижается при увеличении числа активных станций в канале.

2 Существование ярко выраженного «порогового» ограничения значения сигнал/шум в составной радиолинии многолучевых спутниковых

12 сетей, обусловленного внутрисистемными межлучевыми помехами. Наличие «порогового» эффекта ограничивает возможные для использования сигнально-кодовые конструкции для прямых и обратных спутниковых каналов. В частности, показано, что при оценке максимально достижимой пропускной способности в прямых каналах многолучевых сетей следует ориентироваться на 16 APSK, 3Л, а для обратных каналов на 8PSK, 3Л.

4 Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевых сетей VSAT на основе использования коэффициента «переподписки».

5 Математическая модель экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей VSAT для выбора наилучших решений на этапе проектирования (или модернизации) сетей VSAT с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Основные результаты диссертационных исследований опубликованы в 12 печатных работах [29, 30, 33, 34, 68, 90, 92, 93, 96, 106, 107, 112].

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT"

3.4 Выводы

В данной главе рассмотрены вопросы эффективности использования и распределения частотно-энергетических ресурсов в сетях У8АТ. Основное внимание уделено анализу многолучевых сетей УБАТ, как наиболее перспективному направлению развития технологий УБАТ. Из результатов анализа и исследования технических решений, применяемых для повышения эффективности спутниковых каналов в сетях У8АТ, следует ряд важных выводов:

1. Формирование рабочей зоны спутника на основе традиционных контурных антенн имеет ограничение как по доступной емкости в сети У8АТ, так и по энергетике спутниковых каналов. Многократное увеличение емкости достигается за счет применения многолучевой технологии в сетях У8АТ.

2. Анализ известных способов формирования многолучевой рабочей зоны показывает, что все они базируются на основе ориентации лучей в соответствии с правилами формирования равномерной гексагональной сетки (подобно наземным сотовым сетям). Однако ограничивающим фактором при формировании многолучевой рабочей зоны является минимально достижимый угловой разнос между смежными лучами и лучами с идентичной частотой и поляризацией. Ограничение связано как с физической реализуемостью бортовых многолучевых антенн, так и с резким нарастанием межлучевых помех при уменьшении углового разноса лучей (нормированного относительно ширины ДН луча).

3. Неизбежные межлучевые помехи приводят к достаточно выраженному «пороговому» эффекту, который заключается в ограничении энергетики радиоканалов. Показано, что сужение лучей более

0,7-0,8 градуса не приводит к повышению частотно-энергетической эффективности каналов. Анализ энергетики спутниковых радиолиний в многолучевой сети УБАТ показал, что при оценках пропускной способности прямых спутниковых каналов целесообразно ориентироваться на максимально

129 достижимую сигнально-кодовую конструкцию 16АР8К с РЕС=3/4 (стандарт ЭУВ-82), а для обратных каналов 8РБК с РЕС=3/4.

Показано, что наличие «порогового» имеет место и в обычных сетях УБАТ, космический сегмент которых реализован на основе применения спутников с контурной рабочей зоны, но выражен он не столь существенно.

4. Показано что «пороговый» эффект наиболее сильно проявляется при формировании широкополосных каналов, например прямых каналов в сетях УБАТ, что обусловлено деградацией ЕЬ/ТЧ0 вследствие влияния НГВЗ в радиотехническом тракте бортового и наземного оборудования сети УБАТ. Влияние НГВЗ ограничивает реализуемую скорость цифрового потока в прямом канале УБАТ сети. По предварительной оценке целесообразно ориентироваться на скорость потока не выше 60-65 Мс/с, но этот вопрос требует дополнительно исследования с учетом достижимой остаточной НГВЗ после коррекции общей радиолинии с учетом конкретных параметров бортового и наземного оборудования.

5. Рассмотрены вопросы целесообразного выбора размеров антенн, используемых для ЦС и АС УБАТ. Показано, что при наличии неизбежных неточностей наведения, нестабильности параметров спутника и внутрисистемных помех целесообразный размер антенн имеет ограничение сверху, т.е. в зависимости от конкретных условий можно минимизировать затраты на оборудование наземного сегмента.

6. Формирование рабочей зоны действующих многолучевых сетей У8АТ (\\Шс1Ыие, Тоо\¥ау, Н^ИвКе^ основано на применении равномерной гексагональной сетки. Анализ показывает, что такое решение справедливо в предположении примерно равномерного распределения пользователей в рабочей зоне. Если это условие не выполняется, то такое решение не является приемлемым, например, при формировании рабочей зоны на территории России. Рассмотрены подходы и способы формирования рабочей зоны для территорий с ярко выраженной неравномерностью распределения плотности населения, т.е. потенциальных пользователей многолучевых сетей У8АТ.

130

Например, показано, что 4-х литерное (2 по 250 МГц в луче и две поляризации) формирование рабочей зоны (используется в известных перспективных сетях У8АТ Ка-диапазона) нецелесообразно при формировании рабочей зоны на территории России, поскольку приводит к нерациональному распределению ресурсов в лучах (в малонаселенных избыток ресурса, а в населенных регионах недостаточность ресурса). В работе предложены способы распределения ресурса пропускной способности многолучевой сети УБАТ на основе неравномерного распределения лучей, отличного от стандартной гексагональной сетки. Показано, что 8-ми литерное (4 по 125МГц и две поляризации) решение является более гибким, что позволяет в регионах с повышенной плотностью населения предоставить больший ресурс пропускной способности (чем 4-х литерное) при обеспечении достаточного ресурса в пустынных и малонаселенных регионах.

Этим достигается значительное повышение общей эффективности многолучевой сети У8АТ.

4 Технико-экономическая эффективность интерактивных сетей У8АТ

В настоящее время в условиях рыночной экономики недостаточно спроектировать технически эффективную массовую сеть УБАТ. Важным аспектом является экономическая эффективность подобной сети. Привлекательными для инвесторов и конкурентоспособными на рынке будут проекты сетей, имеющие наилучшую технико-экономическую эффективность.

Вопросам оценки технико-экономической эффективности сетей УБАТ посвящено несколько работ в зарубежной и российской литературе, но целостно эта проблематика не освящена [19,20,16,95]. Проведен анализ сетей с закрепленными каналами, основными пользователями которых являются корпоративные заказчики. Поэтому в первую очередь актуальной является задача разработки математической модели экспресс-оценки технико-экономических параметров сети УБАТ, ориентированной на предоставление услуги доступа в Интернет физическим лицам. При разработке модели необходимо учесть особенности построения сетей У8АТ, а именно многолучевой принцип построения рабочей зоны и используемый диапазон. Очевидно, что модель имеет многопараметрический характер и требует ряда исходных данных, в том числе одним из основных параметров является оценка потенциальной абонентской базы. В этой связи важной задачей является разработка методики вероятностной оценки пропускной способности многолучевой сети УЭАТ Ка-диапазона. Необходимо определить соотношения для оценки основных параметров сети, позволяющие выполнить вероятностную оценку пропускной способности сети в целом или, что более важно с практической точки зрения, в каждом отдельном луче многолучевой спутниковой сети на основе использования коэффициента "переподписки" и с учетом заданного коэффициента готовности канала.

4.1 Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети VSAT

4.1.1 Общие положения и исходные данные

Современные массовые интерактивные сети относятся к сетям типа VSAT и, как правило, работают в Ка-диапазоне в связи с необходимостью использовать значительный частотный ресурс, которого недостаточно в традиционном для подобных сетей Ku-диапазоне. Для повышения эффективности использования выделенной полосы частот и достижения повышенных энергетических показателей спутниковых радиолиний рабочая зона формируется бортовой MJIA системой. Как было отмечено в главе 3, антенная система создает Кл абонентских приемо-передающих лучей с шириной диаграммы направленности луча в пределах 0,3-0,8 град. Абоненты, расположенные в локальной рабочей зоне отдельно взятого луча, отправляют свои запросы по спутниковым каналам TDMA. БРТК запросов направляет их для обработки на ЦС. Ответы для абонентов ЦС передает на спутник в виде отдельных высокоскоростных потоков TDM в стандарте DVB-S(S2). Эти потоки на спутнике распределяются по соответствующим абонентским лучам в соответствии с частотным планом работы БРТК ответов.

Поскольку объем ответной информации значительно превосходит объем запросной информации, то основной интерес представляет оценка пропускной способности абонентского луча для прямых (ответных) каналов. Центральная станция для каждого абонентского луча, приписанного к ней, формирует шп прямых потоков TDM (обычно от 1 до 4 потоков).

При оценке скорости, доступной абонентам в прямых каналах, следует учитывать, следующие особенности спутниковых сетей данного типа:

- в прямом потоке TDM реализован режим адаптивного кодирования и модуляции (АСМ) к внешним условиям, существующим в данный момент времени индивидуально для каждого конкретного абонента;

- в сетях с коммутацией пакетов не происходит блокирование при увеличении нагрузки на сеть выше расчетного значения, а происходит постепенное снижение пропускной способности канала, доступной каждому абоненту, т.е. снижается средняя скорость.

При проектировании подобных сетей важной задачей является оценка допустимого количества подписчиков Nb которым может быть предоставлен доступ в Интернет с заданным качеством (с установленной договором скоростью в прямом Vd и обратном Vu каналах). Или требуется решение обратной задачи, т.е. необходима оценка требуемой скорости TDM потоков при заданном количестве подписчиков и качестве их обслуживания [96].

Целесообразно рассматривать решение данной задачи для отдельного потока TDM. Соответственно, число обслуживаемых абонентов в луче будет больше в шп раз, а общее число потенциальных подписчиков определяется совокупностью подписчиков в каждом из Кл лучей многолучевой рабочей зоны. В общем случае Кл лучей имеют разное число шп потоков TDM.

В первую очередь необходимо конкретизировать основные исходные данные (параметры) сети (табл. 4.1).

Заключение

В диссертационной работе представлено решение ряда задач, связанных с оценкой эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологии У8АТ, и получены результаты, направленные на повышение их эффективности, а именно:

- проведена оценка эффективности спутниковых каналов в сетях У8АТ на основе анализа избыточности информации на канальном и физическом уровнях;

- разработана методика вероятностной оценки пропускной способности сетей У8АТ на основе использования коэффициента «переподписки»;

- разработана математическая модель экспресс-оценки технико-экономических параметров сетей УБАТ для выбора наилучших решений на этапе проектирования или модернизации сетей У8АТ с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Научная новизна диссертации определяется тем, что в ней разработаны:

1 Алгоритм и методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевых сетей У8АТ, позволяющая определить количество потенциальных подписчиков, которым будет обеспечено заданное качество услуги при известной скорости канала или решить обратную задачу, т.е. определить возможные скорости каналов, предоставляемых абонентам при известном (заданном) их количестве.

2 Математическая модель экспресс-оценки технико-экономической эффективности сетей УБАТ для выбора наилучших решений на этапе проектирования или модернизации сетей УБАТ с целью повышения их технико-экономической эффективности.

Разработанные в данной работе методики и модели могут применяться на этапах системного и технического проектирования сетей спутниковой связи, реализуемых на основе технологий У8АТ, с целью определения параметров оборудования и применяемых технических решений для повышения технико-экономической эффективности используемых спутниковых каналов.

Библиография Афонин, Александр Александрович, диссертация по теме Системы, сети и устройства телекоммуникаций

1. Сенаторов М.Ю., Нагибин СЯ. Сеть Банка России // Сета, 2000. №5. с.35-42.

2. Farserotu J, Prasad R. IP/ATM mobile satellite networks. Artech House Inc., 1997.-490p.

3. Sheriff R., Hu F. Mobile Satellite Communication Networks. John Wiley & Sons Ltd., 2001.-368p.

4. Тестоедов H.A. Планы развития российской спугаиковой группировки в Ка-диапазоне // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с. 12-13.

5. Анпилогов В.Р. Спутниковые системы массового обслуживания в Ка-диапазоне // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с.16-21.

6. Бутенко В.В. О концепции развития российской государственной системы спутниковой связи и вещания // Электросвязь, 2010. №10. с.27-29.

7. Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. Спутниковые сети связи. М.: Альпина Паблишер, 2004.-536с.

8. Кантор Л.Я. Спутниковая связь и вещание. М.: Радио и связь, 1997.-528с.

9. Кислицын А.С. Корпоративные спутниковые информационные сети на основе VSAT-технологий. Методология построения. -М.:Радиотехника, 2007. -345с.

10. Кукк К.И. Реальность и прогнозы развития спутниковой связи в России // Мир связи. Connect, 2002. №2. с. 100-104.

11. Roddy D. Satellite communications. The McGraw-Hill Companies Inc., 2001.-625p.

12. Ермилов B.T., Симонов M.M. Гармонизация нормативного регулирования земных станций спутниковой связи. М.: НИИР, 2004. -656с.

13. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. -М.:Связь, 1979.-592с.

14. ElbertB. Introduction to satellite communication. Artech House Inc., 1999.-557p.

15. Кащеев A.A. Методы повышения эффективности использования ресурсов геостационарных сетей спутниковой связи: Автореферат диссертации кандидата технических наук / Рязань, 2009. -16с.

16. Кириллович А.В. Повышение экономической эффективности системы спушиковой связи Российской Федерации на основе внедрения VSAT технологий: Автореферат диссертации кандидата экономических наук / М., 2004. -22с.

17. Elbert В. The Satellite communication applications handbook. Artech House Inc., 2002.-289p.

18. Gibson J. The mobile communications handbook. CRC Press Inc., 1996.-577p.

19. Ноу с дал Ф. Эффективное использование космического сегмента в спутниковых сетях передачи данных. Пер. с англ. // ТИИЭР, 1984. Т.72. №11. с.147-157.179

20. Lim S. Analytic framework for flexible transponder architecture return on investment// 22nd AIAA International Communications Satellite Systems Conférence, 2004. -12p.

21. Ноздрин В.В. Технико-экономическое состояние и тенденции развития рынка услуг спутниковой связи и вещания// Электросвязь, 2006. №9. с. 10-16.

22. Решения Государственной комиссии по радиочастотам № 10-06-01-2, № 10-06-01-3, № 10-06-03-3 от 19.02.2010, № 08-23-03-001 от 26.02.2008г.

23. Москвитин В.Д. Оценка потребностей в спутниковом ресурсе для инфокоммуникационных наземных сетей Российской Федерации // Электросвязь, 2007. №1. с. 18-24,

24. Горностаев Ю.М., Невдяев Л.М., Соколов В.В. Перспективные спутниковые системы связи. М.: Горячая Линия-Телеком, 2000.-132с.

25. Maral G. VSAT Networks. John Wiley & Sons Ltd., 2003.-27lp.

26. Sun Z. Satellite networks. Principles and protocols. John Wiley & Sons Ltd., 2005.-342p.

27. Анпилогов B.P. ЗССС и VSAT в США. Стоит ли перенимать опыт? // Век качества, 2008. №4. с.44-46.

28. Шишлов А.В. Теория и проектирование зеркальных антенн для радиосистем с контурными зонами обслуживания // Радиотехника, 2007. №4.

29. Афонин А.А. Ситуация на рынке VSAT в Индии // Век качества, 2008. № 4. с.47-50.

30. Ланин К.В. Широкополосная спутниковая связь: на пути к массовому рынку // Технологии и средства связи. Спушиковая связь и вещание 2010. с.30-31.

31. Prasad R. Towards the wireless information society vol.2: heterogeneous networks. Artech House Inc.,2003.

32. Афонин А.А. Эффективность спутниковых систем массового обслуживания Ка-диапазона // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 201 l.c.86-90.

33. Elbert В. Introduction to satellite œmmunication. Artech House Inc., 1999.-557p.

34. Прохоров Ю.В. Перспективы развития спутниковой группировки ГПКС // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание-2011. с.32-33.

35. Мазепа Р.Б. Радиосистемы и сети передачи информации. М.: МАИ, 2002.-568с.

36. ITU-R S. 1709-1 Technical characteristics of air interface of global satellite broadband systems, 2006.

37. Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction Channel for Satellite Distribution Systems // European Telecommunications Standards Institute. ETSI EN 301 790 vl.3.1 European standard, 2011. -108p.

38. Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction Channel for Satellite Distribution Systems; Guideline for the Use of EN 301 790 // European Telecommunications Standards Institute. ETSI TR 101 790 v. 1.3.1, 2009. -223p.

39. IP over Satellite (IPoS) // Telecommunications industry association. TIA-1008-A standard, 2006. -23 lp.

40. Beylot A., Chaput E., Niculae A. Improving TCP performance in satellitethnetworks: a cross-layer approach //21 AIAA International communications satellite systems conference, 2008. -Юр.

41. Ishida K., Obata H. Performance evaluation of TCP variants over high speedthsatellite links // 25 AIAA International communications satellite systems conference, 2007. -14p.

42. ITU-R S. 1711-1 Performance enhancement of transmission control protocol over satellite networks, 2009.

43. ITU-R S.1782 Possibilities for global broadband Internet access by fixed-satellite service systems, 2007.

44. Data-over-cable service interface specifications DOCSIS 1.1. Radio Frequency Interface Specification // Cable television laboratories, 2007. -436p.

45. Data-over-cable service interface specifications: Radio-frequency interface specification // Telecommunication standardization sector of ITU. J.l 12-Annex B, 2004. -368p.

46. Громаков Ю.А., Голяницкий И.А., Шевцов B.A. Оптимальная обработка радиосигналов большими системами. М.: Эко-Трендз, 2004. -260с.

47. Gambiene G. Resource management in satellite networks. Optimization and cross-layer design. Springer, 2007. -338p.

48. Jahn A., Skinnemoen H. A comparative study of DVB-RCS, IPOS and DOCSIS for satellite // 23rd AIAA & Ka-Band Joint Conference, 2005. -12p.

49. A framework for transmission of IP datagrams over MPEG-2 networks // RFC 4259,2005. -42p.

50. Address resolution mechanisms for IP datagrams over MPEG-2 networks // RFC 4947, 2007.-41p.

51. Classical IP and ARP over ATM // RFC 1577, 1994. -17p.

52. Multiprotocol encapsulation over ATM adaptation layer 5 // RFC 1483, 1993. -16p.

53. Beylot A., Jegham N. Performance of Voice over IP in DVB-RCS and iDirect satellite networks // 26th AIAA International communications satellite systems conference, 2008. -Юр.

54. Multiprotocol interconnect over frame relay // RFC 2427, 1998. -34p.

55. A Method for the Transmission of IPv6 Packets over Ethernet Networks // RFC 1972, 1996.-4p.

56. A Standard for the Transmission of IP Datagrams over Ethernet Networks // RFC 894, 1984/ 2p.

57. Unidirectional lightweight encapsulation (ULE) for transmission of IP datagrams over an MPEG-2 transport stream (TS) // RFC 4326, 2005. -42p.

58. Анпилогов B.P. Эффективность спутниковых каналов в IP-сети передачи данных // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2008. с.64-66.

59. Белькович В.П., Ефимов А.Б. Оценка эффективности использования стандарта DVB-S2 дня спугаиковых систем связи// Электросвязь, 2008. №10. с.66-68.

60. Planchai J., Thomasson L., Verelst G. IP multicast over satellite //21st AIAA International communications satellite systems conference, 2003. lip.

61. Kenyon J., Laborde E., Morris A. 7IP over satellite (IPoS). The North America standard // 22nd AIAA International communications satellite systems conference, 2004. -1 lp.

62. Arnal F., Fan L., Melhus I. Cross-layer optimization in the next generationthbroadband satellite systems // 26 AIAA International communications satellite systems conference, 2008. -lip.

63. Чикин A.B. Достаточные статистики в задаче мониторинга спутниковых каналов TDMA // Труды НИИР, 2009. №3. с. 108-119.

64. Murhpy R. A simulation study of DOCSIS upstream channel bandwidth. Allocation strategies for minimal user response time // The University of Texas, College of Sciences, Department of Computer Science, 2004. -59p.

65. Анпилогов B.P., Афонин A.A. Эффективность TDMA-каналов в интерактивной VSAT-сети // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 20 Ю.с.88-93.

66. Анпилогов В.Р., Колчеев Г.Н. Антенные системы геостационарных спугников связи и вещания// Успехи современной радиоэлектроники. 1997, №3 с. 3-17.

67. McGarthy Т., Warner Т. Multiple beam satellite system optimization // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems, 1977. Vol.5, p.504-511.

68. Шишлов A.B. Теория и техника многозеркальных антенн // Антенны, 2009. №7, с. 14-30.

69. Воскресенский Д.И., Гостюхин B.JI., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Устройства СВЧ и антенны. -М.: Радиотехника, 2006. -376с.

70. Bhattacharyya A. Optimal design considerations for multiple spot beam array antennas // 26nd AIAA International communications satellite systems conference, 2004. -8p.

71. Foldes P. Ka-band, multibeam, contiguous coverage antenna for the USA// 8th AIAA communications satellite systems conference, 1980. -p. 490-499.

72. Chantalat R. Dumon P. Multibeam reflector antenna with interlaced focal feeds by using a 1-D dielectric EBG resonator. URSI EMTS 2004, 1050-1052p.

73. Aniruddha D. Enhancing capacity of a satellite broadband system via adaptive coding and modulation//24thAIAA International communications satellite systems conference, 2006.-7p.

74. Lee S, Rahmat W. Simple formulas for designing an offset multibeam parabolic reflector//IEEE Antennas and propagation, 1981. Уо1.29. №3. -p. 472-478.

75. Nelson R. Antennas: the interface with space // Via Satellite, 1999. -4p.

76. Rahmat W., Samii Y. Realizable feed-element patterns for multibeam reflector antenna analysis // IEEE Antennas and propagation, 1981. Vol.29. №6. -p. 961-963.

77. E.V. Jull Aperture antennas and diffraction theory, London, 1980. -184p.

78. P.F.Goldsmith Quasioptical systems, MSDH, 1987. -430p.

79. E. Natale, R. Nesti Front-end and Back-end in radio astronomy (www. pos.sissa.it). -16p.

80. A. Katz Linearizing high power amplifiers, REV. B: 09.13.04.

81. Федоров Д.А. Определение оптимальных энергетических характеристик земных станций спутниковой связи // Электросвязь, 1996. №5 с. 16-19.

82. ITU-R S.672-4 Satellite antenna radiation pattern for use as a design objective in the fixed satellite service employing geostationary satellites, 1997.

83. Malarky A., Stajcer T. A near-term solution to providing flexibility in multi-beam communications payload // 25th AIAA International communications satellite systems conference, 2007. -8p.

84. Fenn A., RispinW. A terrestrial air link for evaluating dual-polarization techniques in satellite communications // The Lincoln laboratory journal, 1996. Vol.9 -16p.

85. Kumar R. Evaluation of the satellite downlink performance in the presence of phase noise // 26st AIAA International communications satellite systems conference, 2008. -12p.

86. Wang C. A bandwidth and power efficient waveform using binary turbo coding with enhanced metrics // 21 st AIAA International communications satellite systems conference, 2003. -7p.

87. Анпилогов B.P., Афонин A.A. О предельно достижимой скорости цифрового потока в системах связи и вещания // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с.92-96.

88. Iso A., Kohiyama К. Advanced high capacity domestic satellite communications system // Acta Astronaut, 1983. №1 -p.43-49.

89. Афонин A.A. Спутниковые сети ШПД в Ка-диапазоне: тенденции развития, анализ решений // VII ежегодный Международный конгресс и выставка Broadband Russia&CIS 2011. Тезисы докладов. М., 2011. с.74-83.

90. Афонин А.А. К вопросу об оптимизации радиотехнических параметров земных станций интерактивных VSAT сетей // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2009. с.95-99.

91. Чернявский Т.Н., Бергенев В.А Орбиты спутников связи. -М: Связь, 1978. -240с.

92. Taur R., Sugiki Т. Asian-Pacific Ka-band satellite direct access satellite system ADASS // 24th AIAA International communications satellite systems conference, 2006. -5p.

93. Анпилогов В.P., Афонин A.A. Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети массового обслуживания Ка-диапазона // Электросвязь, 2011. №7. с. 45-47.

94. Fielder M. On resource sharing and careful overbooking for network virtualization // 20th ITC specialist seminar, 2009. -6p.

95. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. M.: Наука, 1988. -448с.

96. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Советское радио, 1957. -496с.

97. Dissanayake A. Ka-band propagation modeling for fixed satellite applications // Journal of space communication, 2002. №2. -5p.

98. Kamp M. Climatic radio wave propagation models for the design of satellite communication systems Technische Universiteit Eindhoven, 1999. -232p.

99. Kassianides C., Savvaris A. Observation of scintillation degradation on satellite links in Southern England // 22nd AIAA International communications satellite systems conference, 2004. -Юр.

100. Paiement R. Instantaneous frequency scaling for efficient mitigation of uplink atmospheric attenuation at EHF // 22nd AIAA International communications satellite systems conference, 2004. -14p.

101. Lakanchanh D., Udomareyasap P. Signal attenuation of Ka-band noise due to rain from small aperture antenna // Progress in electromagnetic research symposium, 2007. China, -p. 1106-1100.

102. Vasseur H., Vorst A. From electromagnetic to system performance: a new method for the error-rate prediction of atmospheric communications links // IEEE journal on selected areas in communications, 1997. Vol.15. №4. -p.656-667.

103. Анпилогов B.P., Афонин AA Затухание в спутниковых каналах Ku- и Ка-диапазонов//Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2010. с.82-85.

104. Прохоров Ю.В. Выполнение системного проекта Обеспечение высокоскоростного доступа к информационным сетям через системы спутниковой связи // доклад ФГУП Космическая связь, 2010. -23с.

105. ПОСистемный проект Обеспечение высокоскоростного доступа к информационным сетям через системы спутниковой связи // отчет по НИР, ФГУП НИИР, 2010. -870с.

106. О пилотных проектах развития телекоммуникаций в Российской Федерации // Материалы рабочей группы №6 Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России, 2009. 31с.

107. Анпилогов В.Р., Афонин А.А. Спутниковые системы массового обслуживания: тенденции развития, проблемы и решения, Научно-технический семинар «Новейшие спутниковые технологии в образовании», Тезисы докладов. Чистополь, 2011г.

Похожие работы

Радиотехника и связь
05.12.00