А.О. Жуков1, С.Б. Пичугин2, М.К. Бондарева3, А.В. Блошенко4, К.Д. Джатдоев5, А.В. Манойло6

1,2,3,4,5,6 ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России (Москва, Россия)

1,3 АО «ОКБ МЭИ» (Москва, Россия)

1 ИНАСАН (Москва, Россия)

1 РАРАН (Москва, Россия)

1 aozhukov@mail.ru, 2 sergeypichugin@rsce.ru, 3 mkbond@mail.ru, 4 bobengal@yandex.ru, 5 dkemal@mail.ru, 6 amanoylo@bk.ru

Постановка проблемы. На современном этапе развития Российской Федерации в различных сферах деятельности возникает необходимость решить огромное число задач как в космосе, так и из космоса. При этом ужесточились требования в техническом плане к обеспечению спутниковой связи по её широкополосности, оперативности, надёжности и глобальности доставки информации. Доставка сообщений с использованием межспутниковых трактов в настоящее время для низкоорбитальных систем связи (НОСС) только тестируется в одной орбитальной плоскости без осуществления маршрутизации на борту спутника. Остро стоит проблема разработки методов, обеспечивающих заданное качество управления широкополосными потоками информации в орбитальной группировке системы связи на базе спутников на низких орбитах.

Цель. Разработать методы, основанные на реализации НОСС c орбитальными группировками из спутников-ретрансляторов с функцией маршрутизации данных на борту космического аппарата и на принципах бортовой коммутации головным битом. При этом методы должны удовлетворять критериям: снижения стоимости спутника и его обслуживания; массовости предоставления космических услуг; наибольшего приближения космических услуг связи к их наземным альтернативам по показателям времени доставки и скорости передачи данных.

Результаты. Проведен анализ методов управления и обработки информации в НОСС. Для управления потоком информации предложена коммутация данных на борту спутников-ретрансляторов с функцией маршрутизаторов (СРФМ) на основе частичного чтения информации, требуемой для доставки информации, а также на основе чтения головного бита в заголовках пакетов доставляемой информации. Для информации о доставке рекомендовано использовать географические координаты получателя в форме кода зоны обслуживания СРФМ. Для повышения скорости передачи информации в НОСС с сохранением массогабаритных показателей и энергопотребления абонентских устройств в НОСС использованы оптические межспутниковые тракты и абонентские радиотракты.

Практическая значимость. Разработанные методы позволяют экономить ресурсы, необходимые при синхронизации работы радиоэлектронных средств, сократить с течением времени адресную часть информации, что приводит к высвобождению ресурса приёмопередатчиков и времени работы трактов, а также к увеличению объёма абонентской информации, а это дополнительно снижает затраты на её доставку. Реализация методов, разработанных на основе текущего научно-технического задела, позволит на текущем этапе развития телекоммуникаций и в перспективе повысить технико-экономическую привлекательность услуг связи, предоставляемых НОСС, надёжность доставки широкополосной информации абонентов друг другу, независимо от степени их мобильности, обеспечить доставку информации абонентов, минуя наземные станции, в любую точку Земли с задержкой менее 175 мс, а также достичь глобальности охвата связью 100% поверхности Земли.

Жуков А.О., Пичугин С.Б., Бондарева М.К., Блошенко А.В., Джатдоев К.Д., Манойло А.В. Методы управления и обработки информации в низкоорбитальных системах связи // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. Т. 80. № 9. С. 5−15. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202609-01

1. Указ Президента Российской Федерации от 09.05.2017 № 203 «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017–2030 годы».
2. Основы государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденные Указом Президента Российской Федерации от 27.01.2020 № 64.
3. Способ определения маршрута ретрансляции пакета сообщения и устройство для его осуществления: пат. 2001532 Российская Федерация: МПК H 04 B 7/185 / Пичугин С.Б.; заявитель и патентообладатель Пичугин С.Б. – № 5031334/09; заявл. 31.01.1992; опубл. 15.10.1993. Бюл. № 37-38– 5 с.:ил.
4. Пичугин С.Б., Назаров А.А., Крымов В.С. Алгоритм маршрутизации в спутниковой сети связи // Сб. 9-й Белорусской зимней школы-семинара по теории массового обслуживания. Минск: Белорусский государственный университет. 1993. С. 87.
5. Пичугин С.Б., Жуков А.О., Кучумов А.А. и др. Алгоритмы управления потоками информации в низкоорбитальных системах. М.: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Экспертно-аналитический центр» (ФГБНУ «Аналитический центр»), 2023. 279 с. ISBN 978-5-904670-83-2. DOI 10.55469/9785904670832. EDN RGUOVR.
6. Бондарева М.К., Дементьев А.Н., Жуков А.О., Пичугин С.Б. и др. Моделирование оперативности доставки информации орбитальной группировки дистанционного зондирования земли. М.: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Экспертно-аналитический центр». 2023. 261 с. ISBN 978-5-904670-82-5. DOI 10.55469/9785904670825. EDN NFSNHB.
7. Ворона С.Г., Жуков А.О., Калинин Т.В. Математическая модель системы космической оптической связи // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 1. С. 12–18. DOI 10.18127/j0700814-202301-02.
8. Пичугин С.Б. Абонентские и межспутниковые тракты в низкоорбитальных сетях связи // Радиопромышленность. 2019. Т. 29. № 3. С. 48–55. https://doi.org/10.21778/2413-9599-2019-29-3-48-54.
9. Способ определения маршрута ретрансляции пакета сообщения и устройство для его осуществления: пат. 2001532 Рос. Федерация: МПК H 04 B 7/185 / Пичугин С.Б.; заявитель и патентообладатель Пичугин С.Б. № 5031334/09; заявл. 31.01.1992; опубл. 15.10.1993. Бюл. № 37-38– 5 с.:ил.
10. Спутниковый ретранслятор: пат. 2673060 Рос. Федерация: МПК H 04 B 7/185 / Пичугин С.Б.; заявитель и патентообладатель: Публичное акционерное общество «РКК «Энергия» имени С.П. Королева». № 2017140374; заявл. 20.11.2017; опубл. 22.11.2018. Бюл. № 33 – 12 с.:ил.
11. Спутниковый ретранслятор / Пичугин С.Б.; пат. 2783202 Рос. Федерация: МПК H 04 B 7/185 / Пичугин С.Б.; заявитель и патентообладатель: Публичное акционерное общество «РКК «Энергия» имени С.П. Королева». № 20211058119; заявл. 09.03.2021; опубл. 06.11.2022. Бюл. № 31 – 21 с.:ил.
12. Патент № 2793898 C1 Российская Федерация, МПК H04B 7/185, B64G 1/00. Спутник-ретранслятор: № 2022127471: заявл. 21.10.2022: опубл. 07.04.2023 / С.Б. Пичугин; заявитель Публичное акционерное общество «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва».