RU2575647C1 - Method of optimising distribution of user traffic by spacecraft of orbital constellation of satellite communication system - Google Patents

Method of optimising distribution of user traffic by spacecraft of orbital constellation of satellite communication system Download PDF

Info

Publication number
RU2575647C1
RU2575647C1 RU2014135867/07A RU2014135867A RU2575647C1 RU 2575647 C1 RU2575647 C1 RU 2575647C1 RU 2014135867/07 A RU2014135867/07 A RU 2014135867/07A RU 2014135867 A RU2014135867 A RU 2014135867A RU 2575647 C1 RU2575647 C1 RU 2575647C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
parameters
orbital constellation
served
power supply
Prior art date
Application number
RU2014135867/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Безруков
Юрий Григорьевич Выгонский
Евгений Аркадьевич Голубев
Евгений Парфенович Екимов
Александр Викторович Котов
Симон Израильевич Сулькин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Спутниковая система "Гонец"
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Спутниковая система "Гонец" filed Critical Открытое акционерное общество "Спутниковая система "Гонец"
Application granted granted Critical
Publication of RU2575647C1 publication Critical patent/RU2575647C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: optimisation is carried out through more accurate accounting for the state of each spacecraft (SC) of an orbital constellation to determine potential capabilities thereof for the intended number of served users. To this end, each SCi of the orbital constellation determines parameters of the on-board electric power supply system (e.g. output power Wi) and parameters of the on-board temperature control system (e.g. temperature in the electric power supply system Ti). The method includes, for each SC, determining a relative coefficient of the possible load (number of possible served ground-based user stations Ni) by placing current values of the parameters into mutual correspondence (Wi, Ti) ~ Ni and association thereof with the number of served user stations N on the orbital constellation (e.g. in the table form or functionally). All parameters and values of the coefficients are specified by the designers of the space system and the satellite communication system overall. The possible number of ground (sea, aerial) user stations served by each spacecraft is selected proportionally taking into account the total number of user stations N and the relative coefficient of the possible load Ni. A signal on the possible number of served user stations from each spacecraft of the orbital constellation is transmitted to a control system and a consumer system for scheduling user traffic taking into account the possible load of each spacecraft.
EFFECT: high capacity of the system due to the optimisation of the distribution of user traffic between spacecraft of an orbital constellation of a satellite communication system.
1 dwg

Description

Изобретение относится к системам передачи информации и может найти применение в спутниковых системах связи.The invention relates to information transmission systems and may find application in satellite communication systems.

В настоящее время передача информации в сети с наземными и космическими абонентами производится с учетом состояния космических аппаратов (патент №2070738, Кравец В.Г. и др. Основы управления космическими аппаратами. М.: Машиностроение. 1983, с.175-184).Currently, information is transmitted in a network with terrestrial and space subscribers taking into account the state of spacecraft (patent No. 2070738, Kravets VG and other fundamentals of spacecraft control. M: Engineering. 1983, p.175-184).

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является «Автоматизированная система управления связным комплексом» (см. Низкоорбитальная космическая система персональной спутниковой связи и передачи данных. ООО издательство Юлиса, 2011, с.68-69)», в которой обеспечивается формирование трафика передачи сообщений с учетом состояния космических аппаратов (КА) орбитальной группировки (ОГ). Недостатком данного способа является неудовлетворительная пропускная способность системы в целом из-за сравнительно грубого учета состояния каждого КА ОГ (исправен - неисправен) при планировании абонентского трафика. Технической задачей, решаемой предложенным изобретением, является повышение пропускной способности системы в целом за счет оптимизации распределения абонентского трафика между КА ОГ спутниковой системы связи и продление срока активного существования КА за счет экономии бортовых ресурсов.Closest in technical essence to the proposed invention is the "Automated control system for the communications complex" (see. Low-orbit space system for personal satellite communication and data transfer. Publishing House Yulisa, 2011, p. 68-69) ", which provides the formation of transmission traffic communications taking into account the state of spacecraft (SC) of the orbital group (OG). The disadvantage of this method is the unsatisfactory throughput of the system as a whole due to the relatively rough accounting of the state of each spacecraft exhaust gas (serviceable - faulty) when planning subscriber traffic. The technical problem solved by the proposed invention is to increase the throughput of the system as a whole by optimizing the distribution of subscriber traffic between the spacecraft of the satellite communications system and extending the active life of the spacecraft by saving on-board resources.

Оптимизация производится за счет более точного учета состояния каждого КА ОГ для определения его потенциальных возможностей по предполагаемому количеству обслуживаемых абонентов. Для этого на каждом КАi ОГ определяют параметры бортовой системы электропитания (например, выходная мощность Wi) и параметры бортовой системы терморегулирования (например, температура в системе электропитания Ti).Optimization is carried out by more accurately taking into account the state of each exhaust gas spacecraft to determine its potential capabilities according to the estimated number of subscribers served. To do this, on each spacecraft i exhaust gas, the parameters of the on-board power supply system (for example, the output power W i ) and the parameters of the on-board temperature control system (for example, the temperature in the power supply system T i ) are determined.

Для каждого КА определяют относительный коэффициент возможной загрузки (число возможного обслуживания наземных абонентских станций N), ставя во взаимное соответствие текущие значения параметров (Wi, Ti) ~ Ni и отнеся его к общему числу обслуживаемых абонентских станций N по орбитальной группировке (например, задается таблично или функционально). Все параметры и значения коэффициентов задаются разработчиками космического комплекса и спутниковой системы в целом.For each spacecraft, the relative coefficient of the possible load (the number of possible service of ground subscriber stations N) is determined, setting the current values of the parameters (W i , T i ) ~ N i in correlation and referring it to the total number of serviced subscriber stations N by orbital grouping (for example , is set table or functionally). All parameters and coefficient values are set by the developers of the space complex and the satellite system as a whole.

Возможное количество обслуживаемых каждым КА наземных (морских, воздушных) абонентских станций выбирают пропорционально с учетом общего числа абонентских станций N и относительного коэффициента возможной загрузки Ni.The possible number of ground (sea, air) subscriber stations serviced by each spacecraft is selected proportionally taking into account the total number of subscriber stations N and the relative coefficient of possible load N i .

Сигнал о возможном количестве обслуживаемых абонентских станций с каждого КА ОГ поступает в управляющий комплекс и в потребительский комплекс для планирования абонентского трафика с учетом возможной загрузки каждого КА.A signal about the possible number of serviced subscriber stations from each exhaust gas spacecraft is sent to the control complex and to the consumer complex to plan subscriber traffic, taking into account the possible load of each spacecraft.

На фиг. 1 представлена возможная схема реализации предложенного способа, гдеIn FIG. 1 presents a possible implementation scheme of the proposed method, where

1 - управляющий комплекс;1 - control complex;

2 - логический блок;2 - logical block;

3 - блок компараторов;3 - block comparators;

4 - бортовая система электропитания;4 - on-board power supply system;

5 - бортовая система терморегулирования;5 - on-board thermal control system;

6 - потребительский комплекс.6 - consumer complex.

На борту каждого КА системы на блоки компараторов в аналоговой форме поступают сигналы Wi от бортовой системы электропитания (4) и Ti от бортовой системы терморегулирования (5) (от соответствующих датчиков).On board each spacecraft of the system, the signals W i from the on-board power supply system (4) and T i from the on-board temperature control system (5) (from the corresponding sensors) are received in analog form on the comparator units.

Сигналы от каждого блока компараторов (3) поступают на вход логического блока (2) (например, набор элементов И) и от него на вход управляющего блока (1), на выходе которого формируется сигнал относительного коэффициента загрузки Ni пропорциональный соотношению Wi и Ti.The signals from each block of comparators (3) are fed to the input of the logical block (2) (for example, a set of AND elements) and from it to the input of the control block (1), the output of which forms a signal of the relative load factor N i proportional to the ratio of W i and T i .

Сигналы Ni от каждого КА поступают на потребительский комплекс наземного спецкомплекса. На выходе потребительского комплекса формируются планы трафика Pi, пропорциональные входным Ni.Ni signals from each spacecraft arrive at the consumer complex of the ground-based special complex. At the output of the consumer complex traffic plans P i are formed , proportional to the input N i .

Таким образом, более точный учет текущих параметров бортовых систем электропитания и терморегулирования позволяет адаптировать процесс планирования абонентского трафика в системе к состоянию параметров системы электропитания и системы терморегулирования каждого КА ОГ. Возможности радиолинии каждого КА по передаче сообщений определяются значениями текущих параметров Wi, Ti. Тем самым обеспечивается повышение пропускной способности спутниковой системы связи.Thus, a more accurate account of the current parameters of the on-board power supply and temperature control systems allows you to adapt the process of planning subscriber traffic in the system to the state of the parameters of the power supply system and the temperature control system of each exhaust gas spacecraft. The capabilities of the radio line of each spacecraft to transmit messages are determined by the values of current parameters W i , T i . This provides increased throughput of the satellite communications system.

Claims (1)

Способ оптимизации распределения абонентского трафика в спутниковой системе связи, состоящей из орбитальной группировки космических аппаратов, снабженных бортовыми системами электропитания и терморегулирования, отличающийся тем, что в процессе распределения абонентского трафика на каждом космическом аппарате определяют текущие параметры бортовой системы электропитания и бортовой системы терморегулирования, а также относительный коэффициент возможной загрузки и определяют конкретное значение взаимного соответствия текущих значений параметров систем электропитания и терморегулирования и соотносят это значение с общей шкалой обслуживаемых орбитальной группировкой абонентов, а также возможное количество обслуживаемых наземных абонентских станций каждым космическим аппаратом этой группировки и на основе этих данных на каждом космическом аппарате генерируют пропорциональный сигнал в управляющий и потребительский комплексы для планирования абонентского трафика с учетом возможной загрузки каждого космического аппарата. A method for optimizing the distribution of subscriber traffic in a satellite communication system, consisting of an orbital constellation of spacecraft equipped with on-board power supply and temperature control systems, characterized in that in the process of distributing subscriber traffic on each spacecraft, the current parameters of the on-board power supply system and on-board temperature control system are determined, as well as the relative coefficient of the possible load and determine the specific value of the mutual correspondence of current values parameters of power supply and temperature control systems and correlate this value with the general scale of subscribers serviced by the orbital constellation, as well as the possible number of serviced ground subscriber stations by each spacecraft of this group and based on these data on each spacecraft generate a proportional signal to the control and consumer systems for planning subscriber traffic, taking into account the possible loading of each spacecraft.
RU2014135867/07A 2014-09-04 Method of optimising distribution of user traffic by spacecraft of orbital constellation of satellite communication system RU2575647C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2575647C1 true RU2575647C1 (en) 2016-02-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128886C1 (en) * 1992-10-27 1999-04-10 Эриксон джи-и мобил коммьюникейшнз Инк. Multimode radio communication device and multimode cellular radiophone
RU2136108C1 (en) * 1995-06-06 1999-08-27 Глоубалстар Л.П. Method for load allocation for several satellite retransmitters by extended spectrum signals from several antennas of ground stations
RU2146418C1 (en) * 1993-12-06 2000-03-10 Моторола, Инк. Method for limiting access of userts devices to communication system and the latter to users; communication center operation in system; method for controlling access of userтs devices to communication system; communication system and its access limiting device
RU2394373C2 (en) * 2004-11-03 2010-07-10 Эл Джи Электроникс Инк. Method and device for controlling mobile telephone capacity
RU2518186C2 (en) * 2008-10-01 2014-06-10 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Handling local direct connection traffic in home base station

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128886C1 (en) * 1992-10-27 1999-04-10 Эриксон джи-и мобил коммьюникейшнз Инк. Multimode radio communication device and multimode cellular radiophone
RU2146418C1 (en) * 1993-12-06 2000-03-10 Моторола, Инк. Method for limiting access of userts devices to communication system and the latter to users; communication center operation in system; method for controlling access of userтs devices to communication system; communication system and its access limiting device
RU2136108C1 (en) * 1995-06-06 1999-08-27 Глоубалстар Л.П. Method for load allocation for several satellite retransmitters by extended spectrum signals from several antennas of ground stations
RU2394373C2 (en) * 2004-11-03 2010-07-10 Эл Джи Электроникс Инк. Method and device for controlling mobile telephone capacity
RU2518186C2 (en) * 2008-10-01 2014-06-10 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Handling local direct connection traffic in home base station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020204080B2 (en) Airborne relays in cooperative-MIMO systems
CN111418168B (en) Method, device and system for estimating link quality in communication system
US8509098B2 (en) Method and apparatus for identifying network connectivity changes in dynamic networks
Zhou et al. Gateway placement in integrated satellite–terrestrial networks: Supporting communications and Internet of Remote Things
Huang et al. An optimized snapshot division strategy for satellite network in GNSS
Zhu et al. Joint UAV access and GEO satellite backhaul in IoRT networks: Performance analysis and optimization
Huang et al. Optimization design of inter-satellite link (ISL) assignment parameters in GNSS based on genetic algorithm
WO2007082719A3 (en) Systems and methods for satellite communications with mobile terrestrial terminals
CN110825510A (en) Task-driven multi-satellite cooperative task allocation method and system
Kumar et al. Backhaul and delay-aware placement of UAV-enabled base station
Huang et al. Cascade optimization design of inter-satellite link enhanced with adaptability in future GNSS satellite networks
Huang et al. Online green data gathering from GEO-distributed IoT networks via LEO satellites
CN103684576B (en) A kind of data high-speed communication means based on moonlet cluster ad-hoc network
CN112040449A (en) Relay optimization selection method for unmanned aerial vehicle intensive formation communication network
Bozkaya et al. Airnet: Energy-aware deployment and scheduling of aerial networks
Yan et al. Topology design for GNSSs under polling mechanism considering both inter-satellite links and ground-satellite links
Gholami et al. Joint mobility-aware UAV placement and routing in multi-hop UAV relaying systems
He et al. Optimizing information freshness in RF-powered multi-hop wireless networks
CN102237904A (en) Wireless substrate device and wireless control device
Su et al. Cooperative relaying and power control for UAV-assisted vehicular networks with deep Q-network
Wang et al. Load-balancing method for leo satellite edge-computing networks based on the maximum flow of virtual links
Liu et al. Opportunistic data ferrying in UAV-assisted D2D networks: A dynamic hierarchical game
RU2575647C1 (en) Method of optimising distribution of user traffic by spacecraft of orbital constellation of satellite communication system
Guo et al. A novel trajectory design approach for UAV based on finite Fourier series
Almasoud et al. Energy efficient data forwarding in disconnected networks using cooperative UAVs