ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ»
Introduction. Earth observation by low Earth orbit (LEO) satellites plays a critical role in supporting various sectors of the national economy. To increase the efficiency of this technology, optimizing the video data downlink —particularly with respect to the satellite’s elevation angle relative to...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
PH “Akademperiodyka”
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/834 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Репозитарії
Science and Innovation| id |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-834 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Science and Innovation |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-10-28T05:34:24Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
супутниковий зв'язок дистанційне зондування Землі DVB-S2X запас зв'язку |
| spellingShingle |
супутниковий зв'язок дистанційне зондування Землі DVB-S2X запас зв'язку MAGRO, V. PLAKSIN, S. ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| topic_facet |
satellite communication remote sensing of the Earth DVB-S2X link margin супутниковий зв'язок дистанційне зондування Землі DVB-S2X запас зв'язку |
| format |
Article |
| author |
MAGRO, V. PLAKSIN, S. |
| author_facet |
MAGRO, V. PLAKSIN, S. |
| author_sort |
MAGRO, V. |
| title |
ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| title_short |
ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| title_full |
ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| title_fullStr |
ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| title_full_unstemmed |
ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» |
| title_sort |
покращення якості зв’язку в x-діапазоні каналу «супутник leo — наземна станція» |
| title_alt |
Enhancement of Communication Quality in the X-Band Downlink Channel for Leo Earth Observation Satellites |
| description |
Introduction. Earth observation by low Earth orbit (LEO) satellites plays a critical role in supporting various sectors of the national economy. To increase the efficiency of this technology, optimizing the video data downlink —particularly with respect to the satellite’s elevation angle relative to the ground station — is essential.Problem Statement. The communication link margin varies depending on the selected signal waveform, whilechanges in the satellite’s elevation angle alter the propagation path length and, consequently, the energy characteristics of the downlink. For small satellites such as CubeSats, which have limited onboard power, the potential to transmit high-data-rate video within a brief communication window — depending on modulation mode — has not been sufficiently studied.Purpose. This study aims to enhance the performance of Earth remote sensing systems by improving the energy efficiency and throughput of satellite-to-ground video transmission in the X-band.Materials and Methods. The analysis applies microwave communication theory to evaluate the energy budget of the downlink, incorporating Adaptive Coding and Modulation (ACM) techniques supported by the DVB-S2/S2X standard. The study considers various modulation and coding (MODCOD) schemes and output power levels at diff erent satellite elevation angles.Results. The energy margin of the LEO satellite downlink has been calculated, enabling an assessment of thefeasibility of using DVB-S2X for video transmission from Earth observation satellites. The findings have shownthat at low elevation angles, a connection can be established using the most robust mode (QPSK 1/4), supporting a data rate of 38 Mbps. At elevation angles exceeding 50 degrees, higher-order modulation such as 32APSK 9/10 becomes feasible, achieving data rates up to 384 Mbps.Conclusions. The study has demonstrated that applying the DVB-S2(X) standard to CubeSat-class Earth observation missions enables more efficient and adaptive use of the X-band downlink channel. This approach has improved flexibility and throughput of video data transmission, especially when tailored to satellite elevation angles. |
| publisher |
PH “Akademperiodyka” |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/834 |
| work_keys_str_mv |
AT magrov enhancementofcommunicationqualityinthexbanddownlinkchannelforleoearthobservationsatellites AT plaksins enhancementofcommunicationqualityinthexbanddownlinkchannelforleoearthobservationsatellites AT magrov pokraŝennââkostízvâzkuvxdíapazoníkanalusuputnikleonazemnastancíâ AT plaksins pokraŝennââkostízvâzkuvxdíapazoníkanalusuputnikleonazemnastancíâ |
| first_indexed |
2025-10-29T02:40:07Z |
| last_indexed |
2025-10-29T02:40:07Z |
| _version_ |
1848278602799382528 |
| spelling |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-8342025-10-28T05:34:24Z Enhancement of Communication Quality in the X-Band Downlink Channel for Leo Earth Observation Satellites ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВ’ЯЗКУ В X-ДІАПАЗОНІ КАНАЛУ «СУПУТНИК LEO — НАЗЕМНА СТАНЦІЯ» MAGRO, V. PLAKSIN, S. satellite communication remote sensing of the Earth DVB-S2X link margin супутниковий зв'язок дистанційне зондування Землі DVB-S2X запас зв'язку Introduction. Earth observation by low Earth orbit (LEO) satellites plays a critical role in supporting various sectors of the national economy. To increase the efficiency of this technology, optimizing the video data downlink —particularly with respect to the satellite’s elevation angle relative to the ground station — is essential.Problem Statement. The communication link margin varies depending on the selected signal waveform, whilechanges in the satellite’s elevation angle alter the propagation path length and, consequently, the energy characteristics of the downlink. For small satellites such as CubeSats, which have limited onboard power, the potential to transmit high-data-rate video within a brief communication window — depending on modulation mode — has not been sufficiently studied.Purpose. This study aims to enhance the performance of Earth remote sensing systems by improving the energy efficiency and throughput of satellite-to-ground video transmission in the X-band.Materials and Methods. The analysis applies microwave communication theory to evaluate the energy budget of the downlink, incorporating Adaptive Coding and Modulation (ACM) techniques supported by the DVB-S2/S2X standard. The study considers various modulation and coding (MODCOD) schemes and output power levels at diff erent satellite elevation angles.Results. The energy margin of the LEO satellite downlink has been calculated, enabling an assessment of thefeasibility of using DVB-S2X for video transmission from Earth observation satellites. The findings have shownthat at low elevation angles, a connection can be established using the most robust mode (QPSK 1/4), supporting a data rate of 38 Mbps. At elevation angles exceeding 50 degrees, higher-order modulation such as 32APSK 9/10 becomes feasible, achieving data rates up to 384 Mbps.Conclusions. The study has demonstrated that applying the DVB-S2(X) standard to CubeSat-class Earth observation missions enables more efficient and adaptive use of the X-band downlink channel. This approach has improved flexibility and throughput of video data transmission, especially when tailored to satellite elevation angles. Вступ. Дистанційне зондування Землі суттєво сприяє розвитку багатьох галузей економіки нашої країни. Для вищої результативності технології важливо оптимізувати канал передачі відеоданих з точки зору визначення кута положення супутника.Проблематика. Використання різних форм сигналів передбачає різні значення запасу каналу. З іншого боку, зміна кута спостереження супутника відносно наземної станції змінює довжину маршруту, яким проходить сигнал, і, відповідно, змінює енергетичні характеристики лінії зв’язку. Для малих супутників CubeSat з обмеженим запасом живлення можливість передачі інформаційного сигналу від супутника Землі до наземної станції стеження протягом короткого сеансу зв’язку, залежно від обраного режиму генерації сигналу, не була достатньо досліджена.Мета. Удосконалення системи дистанційного зондування Землі. Матеріали й методи. Теорія радіозв’язку в мікрохвильовому діапазоні, розрахунок запасу енергії лінії зв’язку при використанні функції ACM в DVB-S2 для додаткової адаптивної модуляції, кодування (MODCOD) та схеми живлення при різних положеннях малого супутника відносно земної станції.Результати. Розраховано запас енергії низхідного супутникового радіозв’язку, що дозволяє оцінити можливість використання стандарту DVB-S2X для потреб передачі відеоінформації із супутника дистанційного зондування Землі. Показано, що при малих значеннях кута положення супутника можливо встановити з’єднання в найнижчому режимі QPSK 1/4, що забезпечує швидкість передачі 38 Мбіт/с. Тільки коли кут положення супутника становить 50 градусів, можна використовувати швидший режим 32APSK 9/10, який забезпечує швидкість передачі 384 Мбіт/с.Висновки. Використання стандарту DVB-S2(X) для малих супутників дозволяє ефективніше використовуватисупутниковий канал, зокрема, забезпечує більш гнучку та ефективну передачу відеоданих для певних кутів спостереження супутників. PH “Akademperiodyka” 2025-10-27 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/834 10.15407/scine21.05.076 Science and Innovation; Том 21 № 5 (2025): Science and Innovation; 76-88 Science and Innovation; Vol. 21 No. 5 (2025): Science and Innovation; 76-88 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine21.05 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/834/285 Copyright (c) 2025 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |