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:
Художник Jeff Rowland закончил колледж искусств в Северном Тайнсайде, после чего с 1984 года работает как профессиональный художник. Jeff рассказывает, что его картины это не просто визуальная картинка, в каждой есть свой скрытый смысл, история и ...
© Антон Новодережкин/ТАСС МОСКВА, 15 мая. /ТАСС/. Официальный представитель МИД РФ Мария Захарова предположила, что на следующем конкурсе "Евровидение" нужно исполнить песню про президента Сирии Башара Асада. Так она прокомментировала итоги конкурса, завершившегося накануне в Стокгольм ...
Сегодня у нас был назначен на удаление всех зубов один пациент, назовём его, например, Ральф Бустер, т.е. имя и фамилия не то чтоб необычные, но и не скажешь чтоб слишком распространенные. Подходит время его визита - Ральфа нет. Пять минут проходит, ...
В тихой уютной обстановке своего вечернего убежища, где мне удается-таки первый раз за суетной день уединиться, где каждая вещь наполнена личными воспоминаниями, я задумался о теме, которая, возможно, не часто занимает умы многих из нас. Мои размышления касаются не только нас, но и ...
Nissan Juke у многих вызывает сильные эмоции -- одни в восторге, другие в ярости. Есть и третьи, которые спокойно относятся к его дизайну. К таким отношусь и я. Да, смелое решение, тем более тогда когда его впервые показали, но меня, например, не отталкивает и не манит. Реакция мой ...