Tema raportului: "Tendințele actuale în dezvoltarea tehnologiilor radio"
Vorbitor: Butenko Valery Vladimirovich, director general al FSUE NIIR
Utilizarea globală a tehnologiilor radio
Tehnologiile radio în zilele noastre sunt atât de diverse încât este imposibil să acoperiți toate direcțiile și tendințele dezvoltării acestora într-un singur raport. Mai mult de 30 de servicii radio au fost definite de regulamentul de radiocomunicații, iar în fiecare dintre ele se pot identifica propriile tendințe și trăsături de dezvoltare.
Cu toate acestea, dezvoltarea tehnologiilor radio generează aproape întotdeauna o creștere a cerințelor pentru resursele de frecvență radio și dezvoltarea de noi benzi de frecvență radio. Tranziția către semnalele de bandă largă și digitală permite creșterea vitezei de transmitere a informațiilor pentru serviciile de comunicații, îmbunătățirea calității informațiilor transmise pentru serviciile de radiodifuziune și îmbunătățirea acurateței determinării și rezolvării pozițiilor pentru serviciile de radiodeterminare.Direcții prospective de dezvoltare
Raportul prezintă tendințele dezvoltării tehnologiilor radio pentru unele servicii radio:
- Servicii de telefonie mobilă terestră - sisteme publice de comunicații în bandă largă (IMT ADVANCED) și sisteme de bandă largă pentru comunicații de urgență (PPDR în bandă largă);
- Sistemele serviciului mobil aeronautic sunt comunicarea directă între comunicațiile Bort-Earth (DA2GC) și comunicațiile fără fir la bord (WAIC);
- Sisteme mobile de servicii maritime - comunicații maritime pentru transmiterea de date de frecvențe radio VHF (VDES);
- Sisteme de radar - Sisteme inteligente de transport (ITS);
- Sisteme de servicii prin satelit: sateliți pico și nano.
IMT ADVANCED - Viitoarele sisteme de bandă largă
Dezvoltarea standardelor de comunicații mobile este pe calea creșterii ratelor tot mai mari de transfer de date, creșterea stabilității și calității comunicării și extinderea semnificativă a serviciilor furnizate. În același timp, atât lățimea canalului, cât și cerințele generale pentru spectrul de frecvențe radio sunt în creștere.În cadrul WRC-15 privind alocarea spectrului suplimentar pentru IMT și accesul wireless în bandă largă, sunt luate în considerare peste 20 de benzi de frecvență. Pentru sistemele IMT, WRC-15 poate aloca benzile individuale de frecvență în intervalul 470-6425 MHz indicat pe diapozitiv, dar studiile efectuate pe mai multe benzi de frecvență au arătat că EMC nu poate fi furnizată.
Bandă PPDR în bandă largă - Sisteme de comunicații de urgență în bandă largă și de dezastre
Evoluție și scenarii pentru dezvoltarea rețelelor PMR
Potențiali candidați pentru regiunile cu PPDR de bandă largă
Având în vedere complexitatea furnizării unei resurse de frecvență semnificativă pentru rețelele LTE dedicate, problema activității de servire a utilizatorilor speciali ca o prioritate în rețelele comerciale LTE este în mod activ avută în vedere.
WAIC - sistem de interfon fără fir la bord
Sistemele WAIC sunt sisteme cu rază scurtă de acțiune (până la 100 m) proiectate să înlocuiască sistemele de cablu de la bord, menținând în același timp nivelul necesar de siguranță. Se estimează că aproximativ 30% din sistemele de cablu ale aeronavelor pot fi înlocuite cu sisteme WAIC. De exemplu, pentru airbusul A380-800, utilizarea sistemului WAIC poate duce la o scădere a ponderii sistemelor de serviciu de aproximativ 2 tone. Scopul principal al sistemelor WAIC este de a oferi o reducere a ponderii sistemelor de service ale aeronavelor, economia de combustibil și, prin urmare, îmbunătățirea eficienței economice a zborurilor.Având în vedere caracterul transfrontalier al călătoriilor aeriene, introducerea și utilizarea sistemelor WAIC necesită un spectru de frecvențe radio armonizate la nivel global. În ITU-R, această problemă este în prezent analizată la punctul 1.17 pentru WRC-15. Pe baza rezultatelor studiilor efectuate, se propune utilizarea în sistemele WAIC a unei benzi de frecvențe radio de 4200-4400 MHz în cadrul distribuției serviciului mobil aeronautic pe ruta (UP) (R).
Alături de serviciile de furnizare a transmisiilor de date de mare viteză pe trenuri, sunt luate în considerare diferite posibilități tehnice pentru furnizarea accesului la internet pasagerilor care zboară.Până în prezent, comunicarea comercială cu aeronava a fost efectuată exclusiv prin satelit. Cu toate acestea, de mai mulți ani a fost implementată o tehnologie alternativă în mai multe țări: o rețea terestră în care aeronava comunică direct cu cea mai apropiată stație de bază la sol pentru a asigura conectarea pasagerilor la Internet. Utilizarea unei rețele terestre prezintă o serie de avantaje față de utilizarea comunicațiilor prin satelit.
Această tehnologie bazată pe CDMA EV-DO este deja utilizată în SUA și Canada în banda de 800 MHz, iar acum este planificată dezvoltarea acesteia în banda de 2,3 GHz. China testează, de asemenea, posibilitățile de aplicare a standardului LTE TDD în banda de 1800 MHz. Până în prezent, a fost construită o rețea de testare utilizând 17 stații de bază de către operatorul China Telecom de pe linia Beijing-Chengdu.
VDES - comunicații maritime pentru transmisia de date VHF
În serviciul mobil maritim, dezvoltarea tehnologiilor radio este în direcția digitalizării, acordând o atenție deosebită problemelor legate de siguranța navigației. Introducerea de noi tehnologii ar trebui să ofere noi oportunități pentru transferul de date, dar în același timp ar afecta în mod minim sistemele existente care asigură securitatea. Comunitatea maritimă a propus conceptul de sistem integrat de schimb de date VHF - VDES. Sistemul include segmente de sol și de satelit. componenta de la sol permite comunicarea între navă și țărm numai în zonele de acoperire a stației de coastă (20-30 km), iar componenta satelit va ajuta la depășirea acestor limite, ceea ce este deosebit de important pentru calea Mării Nordului și explorarea Arctic.Utilizarea de comunicații prin satelit în linia de „jos“ - este un mijloc eficient de furnizare a informațiilor este difuzat (de exemplu, informații despre vreme sau polei pentru latitudinile de server) un număr mare de nave din zona de acoperire prin satelit. În plus, linia "sus" va oferi un canal pentru feedback de la nava din zone inaccesibile infrastructurii terestre.
VDES - comunicații maritime pentru transmisia de date VHF
Foaie de parcurs pentru implementarea sistemelor VDES
Acest sistem poate deveni un motor al dezvoltării sistemelor electronice de navigație și al procesului de dezvoltare a Sistemului Global de Distrugere și Securitate Maritimă (GMDSS), care va fi una dintre sarcinile WRC-19. Foaia de parcurs pentru dezvoltarea acestor sisteme și a activităților organizațiilor internaționale implicate este prezentată pe scurt.Ca parte a activității ITU, este demn de remarcat faptul că aspectele de reglementare ale sistemului VDES fac obiectul analizei WRC-15 în cadrul punctului de pe ordinea de zi 1.16. Luarea în considerare a măsurilor de reglementare, inclusiv alocarea spectrului suplimentar, pentru a facilita modernizarea GMDSS și implementarea navigației electronice, face obiectul WRC-19.
STI - sisteme inteligente de transport
Sistemele inteligente de transport (ITS) - un nume care este adesea utilizat pentru a descrie un sisteme foarte complexe și adesea foarte avansate, concepute pentru a îmbunătăți situația de pe drumuri. Aceste sisteme acoperă o mașină și șoferi, pasageri și operatorii rutieri care interacționează unele cu altele, precum și asociate cu un sistem foarte complex de infrastructură coloana vertebrală. În sistemele de tehnologie de radio utilizate pentru transmiterea fără fir de date a vehiculului, dar, de asemenea, pentru a oferi un sistem de gestionare a datelor, obținute atât de la vehicule (radar, etichete de identificare de radio, aparat de fotografiat infraroșu și intervalul vizibil al camerei), și de la elementele de infrastructură (radar, camere video, cititoare de etichete, precum și senzori de inducție și senzori de presiune instalați pe sau lângă drum).Sistemele inteligente de transport ITS: rezultate ale studiilor în ITU-R
ITU-R a elaborat Recomandările ITU-R privind mai multe aspecte ale implementării STI, iar pentru o serie de alte aspecte, elaborarea Recomandărilor se află în stadiul final. Pentru a implementa diferite funcții în sistemele ITS, se intenționează utilizarea benzilor de frecvențe diferite de 5.8 GHz, 10 GHz, 24 GHz și 77 GHz. Cu toate acestea, alegerea finală a intervalelor de frecvență nu a fost încă finalizată. WRC-15 va lua în considerare alocarea, în mod primar, serviciului de radiolocație în banda de frecvență 77,5-78,0 GHz pentru aplicațiile auto implementate în STI.Nano- și picosateliți: clasificarea și prognoza lansărilor
Asamblarea rapidă și costurile reduse fac ca vehiculele cu spațiu mic să fie disponibile pentru multe companii. Aceasta deschide o piață nouă, în care cererea de tehnologii și servicii spațiale se va forma nu prin comenzi de state și companii mari, ci de către utilizatori obișnuiți.Se preconizează că, în anii următori, numărul de vehicule cu spațiu mic lansat în fiecare an (nave spațiale cu o masă de până la 50 kg) va fi de la 300 la 400 de sateliți.
nave spațiale adiționale mici adesea recuperate separat și picosatellites nano (sateliți cântărind de la 100 g până la 10 kg) în clasele cele mai frecvent utilizate de sateliți mici și având cel mai mare potențial în viitor.
Nano- și picosatelit: aplicații, avantaje și dezavantaje
În prezent, nano și picosatelles sunt utilizate în principal în domeniul educației, dezvoltării tehnologice și cercetării.În anii următori, distribuția se poate schimba dramatic odată cu apariția de proiecte atractive comercial folosind nano si pico sateliți în diverse domenii, de exemplu în domeniul Pământului teledetecție (ERS).
Dezvoltarea rapidă a nano și picosatelliților se datorează timpului lor relativ scurt de dezvoltare și costului redus comparativ cu navele spațiale de pe scară largă. În același timp, acești sateliți oferă deja dezvoltatorilor funcționalități extinse.
Limitarea utilizării nano și picosatellitelor prin factori sunt:
- Pornind ca sarcină utilă a fost încă nerentabilă pentru a efectua un start și de grup separate pentru start-up-uri de multe ori duce la întârzieri în ceea ce privește punerea în aplicare a proiectelor din cauza necesității de a sincroniza calendarul de dezvoltare între toți sateliții de grup.
- capacitatea limitată de a gestiona orbita, datorită faptului că sistemele de propulsie nu sunt utilizate în mod normal pe nano și picosatelit, deși astfel de tehnologii au început deja să apară.
Nano- și picosateliți: utilizarea spectrului de frecvențe radio și reglementarea
Dezvoltarea tehnologiilor pentru dezvoltarea și crearea de nano și picosateliți conduce la o utilizare mai intensă a spectrului de frecvențe radio, precum și la necesitatea revizuirii prevederilor Regulamentului radiocomunicațiilor. Regulile de sateliți de radiocomunicații ITU-R este nici o diviziune în dimensiune și servicii spațiale în consecință, orice benzi de frecvențe radio alocate pot fi utilizate pentru nave spațiale mici, inclusiv nano si pico sateliți. Cu toate acestea, toate cerințele regulamentului radiocomunicațiilor sunt aplicate în mod egal și pentru nano și picosateliți.Nano și picosateliți utilizează în prezent benzile de frecvențe radio în domeniul de frecvențe radio de 100 MHz - 10 GHz. Practic, după cum puteți vedea pe diapozitive, sunt utilizate benzile de frecvență radio alocate serviciului de amator prin satelit și serviciilor științifice.
În acest caz, dezvoltatorii de nano și pico sateliți au indicat faptul că timpul și costurile financiare pentru executarea procedurilor de Regulamentele radio depășesc în mod semnificativ intervalul de timp de dezvoltare de funcționare, precum și costurile de creare a nano si pico sateliți, care împiedică dezvoltarea acestor tehnologii radio. ITU-R examinează în prezent această problemă pentru a găsi soluții adecvate de reglementare.
În Rusia, a realizat mult timp de cercetare și dezvoltare de sateliți mici, de multe organizații, printre care: MAI, Bauman, MEI, SACU, wikis, Universitatea de Stat din Moscova, Institutul de Cercetare de luare instrument de precizie, le proprii. MV Keldysh RAS, MIPT, RNII al Ingineriei Instrumentului Spațial, IKI RAS, "Corporation VNIIEM". Acum, companiile comerciale DAURIA AEROSPACE și SPUTNIKS au câștigat, de asemenea, o largă popularitate. Astfel, problemele de reglementare a frecvenței sateliților nano și pico sunt relevante și pentru dezvoltatorii ruși de tehnologie spațială.
Caracteristici ale dezvoltării tehnologiilor radio moderne
În concluzie, aș dori să observ că următoarele tendințe principale sunt observate în dezvoltarea tehnologiilor radio moderne:- În primul rând, aceasta este natura globală a utilizării și integrării diferitelor sisteme în rețele interconectate.
- Din punct de vedere tehnologic, aceasta este aplicarea semnalelor de bandă largă digitală și ultra-bandă largă și, ca o consecință, o creștere a cerințelor pentru spectrul de frecvențe radio și dezvoltarea benzilor de frecvență "noi".
- Nu cel puțin rolul este jucat de reducerea timpului de introducere a noilor tehnologii radio și de sporire a accesibilității acestora pentru utilizatori.
Astfel, noile tehnologii radio fac o contribuție semnificativă la dezvoltarea societății informaționale moderne.
Vă mulțumesc pentru atenție.