Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT

Диссертация: Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Вопросам оценки технико-экономической эффективности сетей УБАТ посвящено несколько работ в зарубежной и российской литературе, но целостно эта проблематика не освящена. Проведен анализ сетей с закрепленными каналами, основными пользователями которых являются корпоративные заказчики. Поэтому в первую очередь актуальной является задача разработки математической модели экспресс-оценки… Читать ещё >

Повышение эффективности спутниковых сетей, реализуемых на основе технологий VSAT (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Условные обозначения и сокращения
  • 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-ЯС
      • 2. 2. 2. Многостанционный абонентский доступ с использованием стандарта 1Ро
    • 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/N
      • 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

Анализ современных мировых тенденций развития связи в направлении создания глобальной информационной инфраструктуры показывает, что уже в ближайшее десятилетие возможен качественный переход к новому обществуобществу 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.

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).

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 результатобеспечение 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., 9.

Элберта Р. и др. В данных работах отражены общие принципы технического построения и функционирования У8АТ сетей Кии 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.

3 Оценка влияния внутрисистемных помех (в том числе влияния межлучевых помех и неравномерности группового времени запаздывания в полосе пропускания радиочастотного тракта) в сетях У8АТ на пропускную.

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.

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.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 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 VSAT-Russia 2011. Дубна, 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);

— 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);

— 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, заказчикФГУП 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.

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 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].

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.

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=¾ (стандарт ЭУВ-82), а для обратных каналов 8РБК с РЕС=¾.

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.

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:

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

— проведена оценка эффективности спутниковых каналов в сетях У8АТ 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 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.

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 У8АТ, с целью определения параметров оборудования и применяемых технических решений для повышения технико-экономической эффективности используемых спутниковых каналов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. 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. H.A. Планы развития российской спугаиковой группировки в Ка-диапазоне // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с. 12−13.
  5. В.Р. Спутниковые системы массового обслуживания в Ка-диапазоне // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2011. с.16−21.
  6. В.В. О концепции развития российской государственной системы спутниковой связи и вещания // Электросвязь, 2010. № 10. с.27−29.
  7. В.Е., Черкасов В. В., Чечин Г. В. Спутниковые сети связи. М.: Альпина Паблишер, 2004.-536с.
  8. Л.Я. Спутниковая связь и вещание. М.: Радио и связь, 1997.-528с.
  9. А.С. Корпоративные спутниковые информационные сети на основе VSAT-технологий. Методология построения. -М.:Радиотехника, 2007. -345с.
  10. 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. B.T., Симонов M.M. Гармонизация нормативного регулирования земных станций спутниковой связи. М.: НИИР, 2004. -656с.
  13. Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. -М.:Связь, 1979.-592с.
  14. ElbertB. Introduction to satellite communication. Artech House Inc., 1999.-557p.
  15. A.A. Методы повышения эффективности использования ресурсов геостационарных сетей спутниковой связи: Автореферат диссертации кандидата технических наук / Рязань, 2009. -16с.
  16. 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 Conference, 2004. -12p.
  21. 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 26.02.2008 г.
  23. В.Д. Оценка потребностей в спутниковом ресурсе для инфокоммуникационных наземных сетей Российской Федерации // Электросвязь, 2007. № 1. с. 18−24,
  24. 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. B.P. ЗССС и VSAT в США. Стоит ли перенимать опыт? // Век качества, 2008. № 4. с.44−46.
  28. А.В. Теория и проектирование зеркальных антенн для радиосистем с контурными зонами обслуживания // Радиотехника, 2007. № 4.
  29. А.А. Ситуация на рынке VSAT в Индии // Век качества, 2008. № 4. с.47−50.
  30. 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. 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? mmunication. Artech House Inc., 1999.-557p.
  34. Ю.В. Перспективы развития спутниковой группировки ГПКС // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание-2011. с.32−33.
  35. 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. 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. B.P. Эффективность спутниковых каналов в IP-сети передачи данных // Технологии и средства связи. Спутниковая связь и вещание 2008. с.64−66.
  59. 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. 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. 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. 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. 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. A.B. Теория и техника многозеркальных антенн // Антенны, 2009. № 7, с. 14−30.
  69. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. .В. Курс теории вероятностей. M.: Наука, 1988. -448с.
  96. .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. 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. 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. 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, 2011 г.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!