Д.А. Караваев1

1 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций имени профессора М.А. Бонч-Бруевича (Санкт-Петербург, Россия)

1 d.a.karavaev@yandex.ru

Постановка проблемы. Современным этапом развития мобильных системы связи пятого поколения 5G является миграция элементов системы радиодоступа на космические аппараты (КА) для предоставления высокоскоростных услуг в удаленных от крупной наземной инфраструктуры регионах (Non-Terrestial Networks – NTN). В случае мобильного сценария сеанса связи в нисходящем радиоканале от КА до абонентского терминала (АТ) может возникать эффект многолучевого распространения из-за приема копий сигнала (лучей), отраженных от объектов наземной окружающей АТ среды. Однако в силу применения на АТ сильно направленной приемной антенны прием отраженных лучей имеет направленный характер.

Цель. Провести анализ помехового воздействия многолучевого радиоканала с направленным приемом на сигналы 5G NTN.

Результаты. Представлена статистическая модель, учитывающая направленный характер прихода отраженных лучей в силу применения на АТ узконаправленной приемной антенны. Для определения скоростного характера замираний, возникающих в радиоканале, получено выражение его времени когерентности. Решена задача определения границ применимости предположения о стационарности моделируемого радиоканала, поскольку спектральные свойства исходной модели значительно изменяются в зависимости от углов поворота антенны АТ на КА. Получено аналитическое выражение мощности взаимной интерференции поднесущих при распространении в радиоканале OFDM-сигналов, к которым относятся сигналы 5G. Приведена имитационная модель радиоканала, функционирующая в реальном времени и реализованная на программируемой логической интегральной схеме в составе программно-определяемого приемопередающем устройства.

Практическая значимость. Полученные значения характеристик радиоканала для типового сценария сеанса связи свидетельствуют о медленном характере замираний в нем и незначительности эффекта взаимной интерференции поднесущих.

Караваев Д.А. Моделирование нисходящего многолучевого радиоканала с направленным приемом для спутниковых систем связи стандарта 5G NTN // Электромагнитные волны и электронные системы. 2026. Т. 31. № 4. С. 81−93. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202604-07

1. Rinaldi F., Maattanen H.-L., Torsner J., Pizzi S., Andreev S.D., Iera A., Koucheryavy Y., Araniti G. Non-Terrestrial Networks in 5G & Beyond: A Survey // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 165178–165200. DOI 10.1109/ACCESS.2020.3022981.
2. Черепенин В.А., Дмитриев А.С., Быстров Р.П., Перунов Ю.М., Дмитриев В.Г. Современные космические системы связи и особенности их развития // Радиотехника. 2011. № 10. С. 4–19.
3. Wang F., Zhang S., Yang H., Quek T.Q.S. Non-Terrestrial Networking for 6G: Evolution, Opportunities, and Future Directions // Engineering. 2025. V. 54. P. 56–68. DOI 10.1016/j.eng.2025.05.013.
4. Dang S., Amin O., Shihada B., Alouini M.-S. What should 6G be? // Nature Electronics. 2020. V. 3. № 1. P. 20–29. DOI 10.1038/ s41928-019-0355-6.
5. 3GPP TR 38.811. Study on New Radio to support non-terrestrial networks. Release 15. 2019.
6. 3GPP TS 38.101-5. NR; User Equipment radio transmission and reception; Part 5: Satellite access Radio Frequency and performance requirements. Release 18. 2024.
7. Бакулин М.Г., Бен Режеб Т.Б.К., Крейнделин В.Б., Панкратов Д.Ю., Смирнов А.Э. Пространственная модель канала с кластеризованной линией задержки (CDL) для перспективных систем MIMO // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2025. Т. 19. № 8. С. 38–48. DOI 10.36724/2072-8735-2025-19-8-38-48.
8. Jakes W.C. Microwave Communications. New York: John Wiley & Sons. 1974. 586 p.
9. Караваев Д.А, Глушанков Е.И. Статистическая модель направленных замираний для мобильных систем спутниковой связи. Часть 1 // Радиотехника и электроника. 2025. Т. 70. № 7. С. 635–643. DOI 10.7868/S3034590125070029.
10. Караваев Д.А, Глушанков Е.И. Статистическая модель направленных замираний для мобильных систем спутниковой связи. Часть 2 // Радиотехника и электроника. 2025. Т. 70. № 7. С. 644–650. DOI 10.7868/S3034590125070039.
11. ITU Recommendation F.1245-3. Mathematical model of average and related radiation patterns for point-to-point fixed wireless system antennas for use in interference assessment in the frequency range from 1 GHz to 86 GHz. 2019.
12. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 1. Случайные процессы. Изд. 2-е. М.: Наука. 1976. 494 с.
13. Dahlhaus R. Locally stationary processes // Time Series Analysis: Methods and Applications. 2012. V. 30. P. 351–413. DOI 10.1016/B978-0-444-53858-1.00013-2.
14. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. Изд. 4-е. М.: Физматгиз. 1962. 1100 с.
15. Ali I., Al-Dhahir N., Hershey J.E. Doppler characterization for LEO satellites // IEEE Transactions on Communications. 1998. V. 46. № 3. P. 309–313. DOI 10.1109/26.700910.
16. Li Y., Cimini L.J. Bounds on the interchannel interference of OFDM in time-varying impairments // IEEE Transactions on Communications. 2001. V. 49. № 3. P. 401–404. DOI 10.1109/26.911445.
17. Starlink Mini Kit Product Specification Sheet. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://api.starlink.com/public-files/specification_sheet_mini.pdf, дата обращения 05.03.2026.
18. Karavaev D.A. Numerical simulation of flat directional fading based on Bessel filter for land-mobile satellite channels // Proceedings of the XXVIII International Scientific Conference «Distributed Computer and Communication Networks: Control, Computation, Communications» (DCCN-2025). M.: ISC RAS. 2025. P. 45–50.
19. Petrinovic D. Causal Cubic Splines: Formulations, Interpolation Properties and Implementations // IEEE Transactions on Signal Processing. 2008. V. 56. № 11. P. 5442–5453. DOI 10.1109/TSP.2008.929133.