Інтегрована супутникова мережа 6G

Abstract

Technologies for building multi-link satellite relay access to information services to users who are usually beyond the reach of telecommunication radio systems with a direct relay architecture have been explored, which allows traditional services to provide their services to almost all users around the world, and is also useful for services such as global emergency notification and response to natural disasters. Methods have been developed to ensure universal and extended operational coverage of 6G radio information communication networks on a global scale using satellite technologies. The possibilities of providing three-dimensional coverage by 6G ground stations due to integration with transit satellite networks for the expansion of wireless terrestrial services are considered. The peculiarities of the formation of direct connections for providing fixed and mobile communication services in the 6G network using satellite technologies have been studied. At the same time, the satellite network transmits user data and control signals in one tunnel, and user data processing can be carried out directly in the satellite network as a type of payload. Features of the application of 3D coverage for IoT technology in remote areas with limited deployment of ground base stations or without them are also considered. Because IoT sensor devices consume a small amount of power and are often in standby mode, they may require special support from the satellite network, such as special control commands to turn on the devices. Design features of the structure of the network element and the architecture of the satellite part of the access network are determined to reduce the delay in each telecommunication routing node. Satellite networks used for interactive services such as voice and data are considered. In particular, a delay analysis is performed for HAPS and satellites, including both single-hop and multi-hop cases, which shows that the transmission of the signal over the non-terrestrial part of the network can provide lower delay than that achieved with the current HOL. At the same time, the advantage achieved depends on the height of the non- Міжнародний науково-технічний журнал «Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах» ISSN 2219-9365 International Scientific-technical journal «Measuring and computing devices in technological processes» 2023, Issue 1 67 terrestrial network (NTN) platform and the distance between two points on the ground. It is also necessary to take into account some differences in the speed of the satellite path due to the movement of the satellite, which in the worst case will increase the delay in the transmission of user data. It has been determined that the delay performance can be improved if the ground station (or user) can see multiple satellites and subsequently select the one that minimizes the delay given the type of interface

Досліджено технології побудови багатоланкової супутникової ретрансляції доступу до інформаційних послуг користувачам, які зазвичай перебувають поза досяжністю телекомунікаційних радіосистем з архітектурою прямої ретрансляції, що дозволяє традиційним сервісам надавати свої послуги майже всім користувачам у всьому світі, а також корисно для таких сервісів як глобальне повідомлення про надзвичайні ситуації та реагування на стихійні лиха. Розроблено способи забезпечення універсального та розширеного робочого покриття інфокомунікаційними радіомережами 6G у глобальному масштабі із використанням супутникових технологій. Розглянуто можливості забезпечення тривимірного покриття наземними станціями 6G за рахунок інтеграції із транзитними супутниковими мережами для розширення бездротових наземних послуг. Досліджено особливості формування прямих з'єднань для забезпечення послуг фіксованого та мобільного зв'язку в мережі 6G з використанням супутникових технологій. При цьому, супутникова мережа в одному тунелі передає дані користувача, та сигнали керування, а обробка даних користувача може проводитися безпосередньо в супутниковій мережі як різновид корисного навантаження. Також розглянуто особливості застосування тривимірного покриття для технології IoT у віддалених районах з обмеженим розгортанням наземних базових станцій або без них. Оскільки сенсорні пристрої IoT споживають невелику кількість енергії і часто знаходяться в режимі очікування, вони можуть вимагати спеціальної підтримки з боку супутникової мережі, наприклад спеціальних команд керування для включення пристроїв. Визначено особливості проектування структури мережевого елемента та архітектури супутникової частини мережі доступу для зменшення затримки в кожному телекомунікаційному вузлі маршрутизації. Розглянуто супутникові мережі, які використовуються для інтерактивних послуг, таких як передача голосу та даних. Зокрема здійснений аналіз затримки для HAPS та супутників, включаючи випадки як з одним переходом, так і з кількома, який показує, що передача сигналу через неназемну частину мережі може забезпечити меншу затримку, ніж та, яка досягається за допомогою сучасної ВОЛЗ. При цьому, досягнута перевага залежить від висоти платформи неназемної мережі (NTN) та відстані між двома точками на землі. Також необхідно враховувати деякі відмінності у швидкодії супутникового тракту через рух супутника, що в найгіршому випадку збільшить затримку при передаванні даних користувача. Визначено, що показник затримки можна покращити, якщо наземна станція (або користувач) може бачити кілька супутників та згодом вибирати той, який мінімізує затримку із врахуванням типу інтерфейсу