Низькоорбітальна супутникова система інтернету речей на базі розподіленого супутника

Рубрика: 
Космічна навігація та зв’язок
Ільченко, МЮ, Наритник, ТМ, 1Присяжний, ВІ, Капштик, СВ, Матвієнко, СА
1Товариство з обмеженою відповідальністю «Aерокосмічне агентство «Магеллан», Київ
Косм. наука технол. 2020, 26 ;(4):57-85
https://doi.org/10.15407/knit2020.04.057
Мова публікації: Українська
Анотація: 
Розглянуто питання побудови супутникової низькоорбітальної системи інтернету речей, яка використовує архітектуру «розподіленого супутника». Запропонована супутникова система об’єднує в собі низькоорбітальну супутникову телекомунікаційну систему, що надає послуги широкосмугового доступу до інтернету широкому колу споживачів, та системи інтернету речей, яка призначена для надання послуг користувачам, чуттєвим та нечуттєвим до затримки обробки інформації інтернету речей. Показано принципи побудови орбітального сегменту низькоорбітальної супутникової системи інтернету речей, розкрито особливості застосування в низькоорбітальній супутниковій системі централізованої архітектури «розподіленого супутника» з використанням космічних апаратів класу мікросупутник та кубсат. Запропоновано метод формування зони обслуговування супутникової низькоорбітальної системи із урахуванням захисту геостаціонарних систем та багаторазового використання виділеного частотного ресурсу. Визначено шляхи запровадження багатьох протоколів для передачі інформації інтернету речей і формування комбінованих зон обслуговування. Запропоновано рішення щодо реалізації концепції «хмарних обчислень» шляхом включення до складу орбітального сегменту низькоорбітальної супутникової системи окремих супутників-обчислювачів, головним завданням яких є формування у складі орбітального сегменту системи власних обчислювальних потужностей.
       Вивчено можливість об’єднання супутників-обчислювачів в єдину обчислювальну мережу і створення таким чином безпосередньо на орбіті розподіленої обчислювальної мережі. Визначено склад бази даних, яка зберігається в орбітальній розподіленій мережі, вивчено напрямки інформаційних потоків, пов’язані із підтримкою та актуалізацією бази даних, запропоновано алгоритм перерозподілу надлишкового обчислювального навантаження.
Ключові слова: інтернет речей, кубсат, мікросупутник, низькоорбітальна супутникова система, орбітальна обчислювальна мережа, розподілений супутник, супутникова інформаційна система, хмарні обчислення
Повний текст (PDF)
References: 
1. Ильченко М. Е., Нарытник Т. Н., Рассомакин Б. М., Присяжный В. И., Капштык С. В. Создание архитектуры «распределенного спутника» для низкоорбитальных информационно-телекоммуникационных систем на основе группировки микро- и наноспутников. Авиационно-космическая техника и технология. 2018. No 2 (146). С. 33—43.
2. Интернет вещей. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Интернет_вещей (дата звернення 10.10.2019).
3. Проферансов Д. Ю., Сафонова И. Е. К вопросу о туманных вычислениях и интернете вещей. Образовательные ресурсы и технологии. 2017. No 4 (21). С. 30—39.
4. Туманные вычисления. Fog Computing. 2018. URL: www.tadviser.ru/index.php/Статья:Туманные_вычислени-я_%28Fog_computing%29 (дата звернення 10.10.2019).
5. Туманные вычисления (Fog Computing), как составная часть 5G. URL: https://shalaginov.com/2018/07/24/4510/ (дата звернення: 10.10.2019).
6. 2800 microsatellites to launch over next five years: SpaceWorks. URL: http://satelliteprome.com/news/2800-microsatellites-to-launch-over-next-five-years-spaceworks/ (дата звернення: 10.10.2019).
7. Coldewey D. SpaceX reveals more Starlink info after launch of first 60 satellites. URL: https://techcrunch.com/2019/05/24/spacex-reveals-more-starlink-info-after-launch-of-first-60-satellites/ (дата звернення: 10.10.2019).
8. Fleet. URL: https://www.fleet.space/portal (дата звернення 10.10.2019).
9. Gavish B., Kalvenes J. The impact of satellite altitude on the performance of LEOS based communication systems. Wireless Networks. 1998. 4. P. 199—213. URL: https://www.researchgate.net/publication/220292693 (дата звернення: 10.10.2019).
10. Handley M. Delay is Not an Option: Low Latency Routing in Space/Mark Handley, University College London/Proceeding HotNets ’18 Proceedings of the 17th ACM Workshop on Hot Topics in Networks. P. 85—91. URL: https://doi.org/10.1145/3286062.3286075 (дата звернення: 10.10.2019).
11. Internet of Things Statistics 2019 [The Rise of IoT]. URL: https://techjury.net/stats-about/internet-of-things-statistics/ (дата звернення: 10.10.2019).
12. Kota S., Giambene G. Satellite 5G: IoT Use Case for Rural Areas Applications. Conference: The Eleventh International Conference on Advances in Satellite and Space Communications — SPACOMM 2019, At Valencia, Spain, March 24 —28, 2019. URL: https://www.researchgate.net/publication/332029135_Satellite_5G_IoT_Use_...Applications (дата звернення: 10.10.2019).
13. LeoSat/Gunter’s space page. URL: https://space.skyrocket.de/doc_sdat/leosat.htm (дата звернення: 10.10.2019).
14. LEOSAT non-geostationary satellite system. Attachment A. Technical Annex to Supplement Schedule S. URL: file:///C:/Users/admin/Downloads/Technical%20Annex.pdf (дата звернення: 10.10.2019).
15. Narayanasamy A., Ahmad Y. A., Othman M. Nanosatellite constellation as an IoT communication platform for near equatorial countries/6th International Conference on Mechatronics — ICOM’17.
16. Narytnik T., Rassamakin B., Prisyazhny V., Kapshtyk S. Coverage Area Formation for a Low-Orbit Broadband Access System with Distributed Satellites UkrMiCo-2018.
17. OneWeb Minisatellite Constellation for Global Internet Service. URL: https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/content/-/article/oneweb (дата звернення: 10.10.2019).
18. SpaceBelt 1, ..., 10/Gunter’s space page. URL: https://space.skyrocket.de/doc_sdat/spacebelt.htm (дата звернення: 10.10.2019).
19. SpaceBelt: Our First Outer Space Partner. URL: https://wasabi.com/blog/spacebelt/ (дата звернення 10.10.2019).
20. SpaceX V-band non-geostationary satellite system. Attachment a technical information to supplement schedules. URL: file:///C:/Users/admin/Downloads/Technical%20Attachment%20(1).pdf (дата звернення: 10.10.2019).
21. State of the IoT 2018: Number of IoT devices now at 7B — Market accelerating. URL: https://iot-analytics.com/state-of-the-iot-update-q1-q2-2018-number-of-iot-devices-now-7b/ (дата звернення: 10.10.2019).
22. Ten Million Euros to Fund the First Demonstration of GLoT by NanoAvionics, KSAT and Antwerp Space. URL: http://www.satnews.com/story.php?number=1179815788 (дата звернення: 10.10.2019).
23. Wang B. FCC will approve Kepler, LeoSat, Telesat and SpaceX satellites. 2018. URL: https://www.nextbigfuture.com/2018/11/fcc-will-approve-kepler-leosat-telesat-and-spacex-satellites.html (дата звернення: 10.10.2019).
24. Zhicheng Qu, Gengxin Zhang, Haotong Cao, Jidong Xie. LEO Satellite Constellation for Internet of Things. IEEE Access. 2017. 5. P. 18391—8401. DOI: 10.1109/ACCESS.2017.2735988/. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8002583/authors#authors (дата звернення: 10.10.2019).