Определена Структура радиосигнала СтарЛинк - это OFDM
vsatman888 — 07.01.2023
Итак группа ученых из Техаса смогла исследовать структуру
Радиосигнала СтарЛинка.
1) Starlink использует в общей сложности восемь каналов,
каждый с полосой пропускания Fs = 240 МГц, охватывают полосу,
выделенную для нисходящей линии Starlink Ku-диапазона. Только один
канал кажется активным одновременно в сервисной ячейке. Мы
предполагаем, что каждая соседняя сота обслуживается разными
каналами, чтобы избежать межсотовых помех, как описано в [5], но мы
не смогли проверить это с нашей ограниченной экспериментальной
установкой. Два нижних канала с центром в Fc1 и Fc2 в настоящее
время свободны. Это, вероятно, отражает уступку, сделанную SpaceX,
чтобы избежать помех в диапазоне радиоастрономии 10,6–10,7
ГГц.
То есть СтарЛинк использует сейчас только 75% от
возможного частотного ресурса!!!
2) Четыре центральные поднесущие каждого канала свободны,
оставляя желоб в середине канала. Резервирование такого желоба
является обычной практикой в OFDM; в противном случае утечка из
частоты микширования приемника может исказить центральные
информационные символы.
3) Структура кадра Как показано на рисунке 6, каждый кадр
состоит из 302 интервалов продолжительностью Tsym = 4,4 мкс плюс
защитный интервал кадра Tfg, при общем периоде кадра Tf = 1/750 с.
…..В каждом кадре символы OFDM с индексом i ∈ {2, 3, 4, 5},
по-видимому, содержат информацию о заголовке (плоскости
управления), вероятно, включающую спутниковые, канальные и
расписания модуляции. ….Первые семь или около того символов
полезной нагрузки (от i = 6 до приблизительно i = 12) иногда
модулируются 16QAM, а остальные символы модулируются 4QAM. . Мы
предполагаем, что символы 16QAM предназначены для пользователей,
чье полученное SNR достаточно для поддержки их декодирования (около
15 дБ, в зависимости от кодирования канала).
4) занятость кадра никогда не опускалась ниже 1 из 30 (один
кадр каждые 40 мс) на протяжении множества изученных нами
интервалов данных. Мы интуитивно понимаем, что для поддержки
начального входа в сеть требуется постоянный поток кадров, хотя и
разреженный. То есть каждый 30-й кадр или 3,3% передает инфо
для инициализации терминала и не передает полезную информацию для
абонента
5) Спектральная занятость: защитная полоса 10 МГц между
каналами снижает спектральную занятость Starlink до Fs/Fδ = 24/25 .
Оставление такой широкой неиспользуемой полосы пропускания между
каналами, которая составляет более 42 интервалов поднесущих,
предполагает, что Starlink намеревается активировать более одного
канала одновременно в данной служебной ячейке и желает поддерживать
низкую стоимость UT за счет снижения их частоты дискретизации и
Требования к радиочастотной фильтрации.
6) Занятость символа OFDM: Отношение интервала полезного
символа к полному интервалу символа OFDM составляет T /Tsym = N/(N
+ Ng) = 32/33 , что отражает довольно эффективную схему
По сравнению с LTE, для которого отношение N/Ng колеблется от
12,8 (более эффективное) до 4 (больше запаса для разброса
задержек), коэффициент Starlink составляет 32. Очевидно, что
разработчики Starlink пользуются преимуществами низкого разброса
задержек в космическом пространстве-«Земля- канал». Тем не менее,
Tg = Ng/Fs = 130 нс превышает наихудший 95% среднеквадратичный
разброс задержки для Ku-диапазона, найденный в [19] и равный Td =
108 нс.
7) Занятость кадра: Занятость кадра можно просмотреть как
NsfdTsym/Tf = 298/303,03. Если дополнительно исключить символы OFDM
с индексом i ∈ {2, 3, 4, 5}, которые, по-видимому, содержат
информацию заголовка, тогда занятость становится равной 294/303,03.
Количество интервалов символов OFDM, предназначенных для
последовательностей синхронизации, — четыре каждые 1,33 мс —
необычно высока по сравнению с наземными сигналами OFDM. Например,
LTE передает две последовательности синхронизации каждые 5 мс.
Добавляя к каждому кадру две последовательности синхронизации,
разработчики Starlink гарантируют, что UT могут выполнять
выравнивание каналов и оценку доплеровского сдвига (CFO) с
необычайно высокой точностью, но это уменьшает занятость
кадра
8) мы определили четыре последовательности синхронизации,
которые можно использовать для пассивного использования сигналов
Starlink для позиционирования, навигации и синхронизации на основе
псевдодальности (PNT), и явно оценили две из них.
Результаты в этой статье освещают путь к использованию
сигналов Starlink в качестве резервной копии традиционной GNSS для
PNT.
Какие выводы я сделал для себя – Старлинк сейчас
использует сейчас 75% от доступного ему ресурса.(привет от
Астрономов)
В Старлинке примерно 10% это служебная информация и
интервалы
СтарЛинк заточен для того , чтобы работать в том числе и с
плохо наведенными /частично затененными терминалами
СтарЛинк может стать независимой системой спутниковой
навигации (хотя и с известными ограничениями по размерам приемной
антенны) .
В целом - Огромное спасибо ученым из Техаса - это на мой взгляд
самое ценное и интересное исследование по "внутренней
кухне " СтарЛинка