Определена Структура радиосигнала СтарЛинк - это OFDM

топ 100 блогов vsatman88807.01.2023
Итак группа ученых из Техаса смогла исследовать структуру Радиосигнала СтарЛинка.
Signal Structure of the Starlink Ku-Band Downlink Todd E. Humphreys∗ , Peter A. Iannucci∗ , Zacharias M. Komodromos† , Andrew M. Graff† ∗Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, The University of Texas at Austin †Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin
https://radionavlab.ae.utexas.edu/wp-content/uploads/2022/10/starlink-structure.pdf

И я не радиоинженер, поэтому часть информации оценить не могу - всех, кто силен в данной теме,  приглашаю высказываться и анализировать..

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

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Как все жители России уже знают, в Красноярске и окрестностях наступила самая настоящая осень. Воздух не прогревается в течении дня выше +10°С. Поэтому некоторые наши друзья, по заветам героя Василия Макаровича Шукшина из фильма "Печки-лавочки", поехали "к югу" отдохнуть и ...
Заметила давно такую тенденцию в кулинарных блогах и простигосподи, видео-рецептах: "Как я готовлю для мужа мясо", "Сегодня приготовила для мужа такой ужин, показываю", "Смотрите как легко и быстро приготовить мужу куриные крылья", "Приготовила салат. Муж в восторге", "Как я готовлю детям ...
Пока  не  собралась  про  свой   очередной  этап  лечения   онкологического  написать,  в  основном  гимн  нашей  медицине  написать, перепощу  френда  об  этом  же. А.Майофис ...
Впервые я написала автобиографию в художественной упаковке на курсах литераторов. У меня еще не было уверенности, вправе ли я называть настоящие имена-фамилии людей, с которыми пересеклась в жизни. А раз меняла имена, то слегка меняла облик и характеры тех людей. Даже усадила одного ...
Цитирую свежепришедшую новость. С 22 июля 2017 года изменяются тарифы на проезд по ЗСД для пользователей транспортных средств 1 класса, оплачивающих проезд наличными и банковскими картами 14 июля 2017 Только для пользователей, оплачивающих проезд наличными или банковскими картами при ...