Перспективи використання БПЛА-ретрансляторів в інтегрованих TN та NTN-мережах

DOI: 10.31673/2412-4338.2022.013646

Анотація

Об’єднання наземних (TN – Terrestrial Network) та неназемних (NTN – Non-Terrestrial Network) мереж – це перспективний напрямок розвитку комунікаційних систем доступу та надання послуг. В роботі представлено перспективи інтеграції TN-NTN мереж за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА), що виконують функції ретрансляторів та супутників, розташованих на низькій навколоземній орбіті (LEO – Low Earth Orbit), та що забезпечують зв’язок на частоті 6 ГГц. Використання БПЛА в якості телекомунікаційних ретрансляторів на сьогоднішній день стає більш розповсюдженим концептом завдяки низькій вартості та високій мобільності, що дозволяє надавати широкий спектр послуг великій кількості користувачів практично в будь-якій точці виділеної території. Багаторівнева система доступу з використанням щільного супутникового LEO-угруповання дозволяє розвантажити велику частку трафіку, що надходить на БПЛА від наземних користувачів (GUE – Ground Users). Перенесення трафіку БПЛА на NTN-сегмент значно знижує вірогідність збоїв низхідного каналу зв’язку БПЛА з 70% до майже нуля, а також підвищує якість висхідного каналу в умовах оптимальної елевації супутників LEO-угруповання. Завдяки розвантаженню трафіку в NTN вірогідність збоїв в висхідному каналі зв’язку зменшується приблизно на 12%. Незважаючи на обмежену смугу пропускання, що доступна на частотах нижче 6 ГГц, БПЛА з NTN-розвантаженням відповідають вимогам швидкості передачі даних C&C, що становить 60-100 кбіт/с для одного БПЛА на TN-стільник. Менше завантаження БПЛА призводить до пропорційно вищих показників, що при таких умовах дозволяє надавати широкосмугові послуги. Ефективне розвантаження трафіку БПЛА в NTN-сегмент дозволяє підтримувати прийнятний рівень коефіцієнту сигналу до шуму та перешкод (SINR – Signal to Interference + Noise Ratio).

Ключові слова: БПЛА, TN, NTN, супутниковий зв’язок, контроль та управління.