فناوری در مهندسی هوافضا

فناوری در مهندسی هوافضا

طراحی مفهومی محموله ذخیره و ارسال یک ماهواره LEO

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
2 مربی، پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
چکیده
یکی از سرویس‌های مخابرات ماهواره‌ای سرویس ذخیره و ارسال است که در این مقاله تحلیل مشخصات این سرویس و تبیین تاثیر هریک از آنها روی پارامترهای طراحی محموله ‌انجام شده است. یکی از چالش‌های طراحی محموله مخابراتی نگاشت پارامترهای سرویس به الزامات فنی اجزای محموله است. ابتدا روابط تحلیلی بین پارامترهای سرویس ( تعداد کاربران، ترافیک هر کاربر و تاخیر مجاز) و الزامات فنی ( ظرفیت شبکه و حافظه روی برد) ارائه شده است. سپس پروتکل‌های لایه‌های شبکه و پارامترهای آن‌ها با هدف بهینه‌سازی توان و بازده شبکه براساس شرایط لینک مخابرات ماهواره‌ای انتخاب می‌شود. با مشخص شدن اثرگذاری مشخصات سرویس روی پارامترهای طراحی و سیستماتیک کردن فرایند طراحی، استخراج الزامات محموله در مسیر توسعه شبکه براحتی انجام می‌شود. یکی از عوامل موثر در طراحی بلوک دیاگرام محموله مخابراتی قابلیت اطمینان آن است. نوع و طرح افزونگی با در نظر گرفتن قابلیت اطمینان اجزای محموله مخابراتی و کارکرد هر جزء با هدف حصول قابلیت اطمینان محموله و کاهش انتشار خطا پیشنهاد شده‌است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Conceptual Design of Store and Forward Payload for LEO Satellite

نویسندگان English

Elham Hosseini 1
Razieh Narimani 2
1 Assistant Professor, Satellite Systems Research Institute (SRI), Tehran, Iran
2 Instructor, Satellite Systems Research Institute (SRI), Tehran, Iran
چکیده English

One of the satellite telecommunication services is the S&F service. In this article, the service characteristics are analyzed and the impact of them on the design parameters is explained. One of the challenges of telecommunication payload design is the mapping of service parameters to the technical requirements of payload components. First, analytical relationships between service parameters (the number of users, traffic, and delay) and technical requirements (network capacity and onboard memory) are presented. Then, the protocol stack and its parameters are selected with the aim of optimizing the power and network efficiency while considering the link conditions. By systematically identifying the service specification's impact on the design parameters and the design process, payload requirements in order to develop a network are easily extracted. One of the effective factors in the payload block diagram design is its reliability. The design of redundancy is proposed by considering the component's reliability and its function with the aim of achieving reliability and reducing fault propagation.

کلیدواژه‌ها English

Communication Network Protocol
Conceptual Design
Store and Forward Payload
Satellite Communication Link
[1] J. Ward, "store-and-forward message relay using microsatellites: the uosat-3 pacsat communications payload," in 4th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, 1990.
[2J. J.P.C. Rodrigues, Advances In Delay-Tolerant Networks (Dtns): Architecture And Enhanced Performance, 2nd ed., Woodhead Publishing, 2020.
[3] D. Ta, S. Booth, and R. Dudukovich, "Towards software-defined delay tolerant networks," Network, vol. 3, no. 1, pp. 15-38, 2023, https://doi.org/10.3390/network3010002.
[4] M. Bacco, M. Colucci, and A. Gotta, "Application protocols enabling internet of remote things via random access satellite channels," in IEEE International Conference on Communications (ICC), Paris, France, 2017, pp. 1-6, https://doi.org/10.1109/ICC.2017.7997292.
[5] G. Cocco and C. Ibars, "On the feasibility of satellite m2m systems," in 30th AIAA International Communications Satellite System Conference (ICSSC), Ottawa, Canada, 2012, Paper ICSSC74,  https://doi.org/10.2514/6.2012-15074.
[6] A. Addaim, A. Kherras and E. B. Zantou, "Design and analysis of store-and-forward data collection network using low-cost leo small satellite and intelligent terminals," Journal of Aerospace Computing, Information, and Communication, vol. 5, no. 2, pp. 35-46, 2008, https://doi.org/10.2514/1.34276.
[7] W. A. Beech, D. E. Nielsen, and J. Taylor, "AX. 25 link access protocol for amateur packet radio," Tucson Amateur Packet Radio Corporation, pp. 1-133, 1998.
[8] K. Martin, V. Venkatesan, and U. N. Das, "Data link control in the LEO satellite store and forward network," in TENCON 2003. Conference on Convergent Technologies for Asia-Pacific Region, Bangalore, India, 2023, pp. 1234-1238 Vol. 3,  http://dx.doi.org/10.1109/TENCON.2003.1273444.
[9] H. Cruz-Sanchez, L. Franck, and A. L. Beylot, "Precomputed routing in a store and forward satellite constellation," in IEEE 66th Vehicular Technology Conference, Baltimore, MD, USA, 2007, pp. 240-243, https://doi.org/10.1109/VETECF.2007.64.
[10] H. Cruz-Sánchez, G. S. Staples, R. Schott and Y. Q. Song, "Operator calculus approach to minimal paths: Precomputed routing in a store and forward satellite constellation," in IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), Anaheim, CA, USA, 2012, pp. 3431-3436, https://doi.org/10.1109/GLOCOM.2012.6503645.
[11] D. Abbasi-Moghadam, S. M. H. N. Hotkani, and M. Abolghasemi, "Store and forward communication payload design for LEO satellite systems," Majlesi Journal of Electrical Engineering, vol. 10, no. 3, pp. 7-17, 2016.
[12] L. Franck, "Store and forward for real-enough-time services in satellite constellations," in Broadband Satellite Comunication Systems and the Challenges of Mobility: IFIP TC6 Workshops on Broadband Satellite Communication Systems and Challenges of Mobility, World Computer Congress, Toulouse, France, 2005, pp. 75-80, https://doi.org/10.1007/0-387-24043-8_8.
[13] H. Cruz-Sánchez, L. Franck, and A. L. Beylot, "Routing metrics for store and forward satellite constellations," The Institute of Engineering and Technology Communications, vol. 4, no. 13, pp. 1563-1572, 2010.
[14] R. Dhaou, A. Beylot, M. J. Montpetit, D. Lucani, and L. Mucchi, "Personal satellite services," in 5th International ICST Conference, Toulouse, France, 2013.
[15] S. V. Krishnamurthy, C. Liu, and V. Gupta, "Medium access control protocols for satellite communications," in Internetworking and Computing Over Satellite Networks, Y. Zhang, Ed. Boston, MA: Springer US, 2003, pp. 35-93, https://doi.org/10.1007/978-1-4615-0431-3_3.

  • تاریخ دریافت 01 بهمن 1401
  • تاریخ بازنگری 15 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش 29 شهریور 1402
  • تاریخ اولین انتشار 14 آبان 1402