Last MileLast MileПервая миля2070-8963Technosphera JSC70546410.22184/2070-8963.2026.134.2.72.78WIRED COMMUNICATIONПРОВОДНАЯ СВЯЗЬResearch ArticleEvaluation of the impact of doppler frequency shift in NTN 5G networks using L- and S-BandsОценка влияния эффекта доплеровского сдвига частоты в сети NTN 5G при использовании L- и S-диапазоновPastukhA. S.ПастухА. С.
Russian Federation

начальник лаборатории Центра исследований перспективных беспроводных технологий связи

apastukh@lenta.ruAkhmediarovV. A.АхмедиаровВ. А.
Russian Federation

магистрант

v.ahmediarov@mail.ruTikhvinskyV. O.ТихвинскийВ. О.
Russian Federation

д.э.н., проф. МГТУ им. Н.Э. Баумана и Севастопольского государственного университета, главный научный сотрудник ФГАУ НИЦ Телеком

vtniir@mail.ruФГАУ НИЦ ТелекомМГТУ им. Н.Э. БауманаСевастопольский государственный университетФГАУ НИЦ Телеком04042026272800404202604042026Copyright ©; 2026, Pastukh A.S., Akhmediarov V.A., Tikhvinsky V.O.Copyright ©; 2026, Пастух А.С., Ахмедиаров В.А., Тихвинский В.О.2026Pastukh A.S., Akhmediarov V.A., Tikhvinsky V.O.Пастух А.С., Ахмедиаров В.А., Тихвинский В.О.https://journals.eco-vector.com/2070-8963/article/view/705464

The results of an evaluation of the impact of Doppler frequency shift on the capabilities of satellite communication links when using standard 5G smartphones as subscriber equipment in an NTN network based on low Earth orbit (LEO) satellites are presented. The assessment considered downlink (DL) and uplink (UL) communication paths of the NTN 5G network to determine the availability of such a communication channel with and without a Doppler shift compensator on the LEO satellite. A simulation study of the NTN satellite constellation operating in the S- and L-bands was conducted to compare the channel availability time with and without the Doppler frequency shift compensator. The obtained estimates made it possible to analyze the problems of using commercially available smartphones already operating in 5G networks for communication through such channels and the impact of Doppler frequency shift on them.

Представлены результаты оценки влияния доплеровского сдвига частоты на возможности спутниковых линий связи при использовании обычных смартфонов 5G в качестве абонентского оборудования в сети NTN на основе спутников связи на низких орбитах LEO. В ходе оценки рассмотрены линии связи вниз (DL) и вверх (UL) сети NTN 5G для определения доступности такого канала связи при использовании компенсатора доплеровского сдвига на стороне спутника связи LEO и без него. Проведена оценка моделирования работы группировки спутников сети NTN в S- и L-диапазонах для сравнения времени доступности канала связи с компенсатором доплеровского сдвига частоты и без него. Полученные оценки позволили проанализировать проблемы использования уже работающих в сетях 5G коммерчески доступных смартфонов для связи таких каналов связи и влияния на них доплеровского сдвига частоты.

5Gsatellite communicationNTN 5G networkDoppler shiftDoppler shift compensation5Gспутниковая связьсеть NTN 5Gдоплеровский сдвигкомпенсация доплеровского сдвига3GPP TR 23.737. Study on architecture aspects for using satellite access in 5G.ITU-R Report M.2460-0. Key elements for integration of satellite systems into Next Generation Access Technologies.Иванов О.А., Девяткин Е.Е., Тихвинский В.О., Пастух А.С., Калугина Д.И. Гибридные наземно-спутниковые системы связи на геостационарных орбитах: анализ состояния и тенденций развития // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2025. № 6 (130). С. 34–40.3GPP TS 38.101-1. NR; User Equipment (UE) radio transmission and reception; Part 1: Range 1 Standalone.Pastukh A. et al. Impact of the Doppler Shift Effect to the Direct-to-Device NTN Systems Using Terrestrial Bands Spectrum // 2024 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology (EMCTECH). 2024, DOI: 10.1109/EMCTECH63049.2024.10741841.3GPP TR 38.811. Study on New Radio (NR) to support non-terrestrial networks.3GPP TR 38.821. Solutions for NR to support Non-Terrestrial Networks (NTN).Шаврин С.С., Липатов А.А., Мусатова О.Ю. Динамика деформации сигнала, вызванной эффектом Доплера, в низкоорбитальных спутниковых системах // Электросвязь. 2022. № 11. С. 34–40.Павлова Г.Г. Влияние эффекта Доплера на спектр частот, передаваемых с борта ИСЗ, находящихся на наклонных орбитах // Вологдинские чтения. Электротехника, электронная техника, информационные технологии. 2009. С. 142–145.3GPP TS 38.101-5 NR; User Equipment (UE) radio transmission and reception; Part 5: Satellite access Radio Frequency (RF) and performance requirements.3GPP TS 38.300 NR; NR and NG-RAN Overall description; Stage-2.3GPP TS 38.108. NR; Satellite Access Node radio transmission and reception.Pastukh A.S., Tikhvinskiy V.O., Dymkova S.S. Comparative Analysis of Tri-Band Payload Utilization in Satellite Access Node for Future 5G NTN // T-Comm. 2025. Vol. 19. No. 5. PP. 62–74.Yeh B.H. et al. Efficient Doppler Compensation for LEO Satellite Downlink OFDMA Systems // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2024. Vol. 73. No. 12. PP. 18863–18877.Xingqin Lin X. et al. Doppler Shift Estimation in 5G New Radio Non-Terrestrial Networks. [Электронный ресурс]. URL: https://doi.org/10.48550/arXi. v. 2108. 07757 (дата обращения 15.02.2026).Kumar Meshram A. at al. Reduced Complexity Initial Synchronization for 5G NR Multibeam LEO-Based Non-Terrestrial Networks // IEEE Open Journal of the Communications Society. 2025. Vol. 6. PP. 1528–1551.Argyriou A., Kosmanos D. Doppler Spoofing in OFDM Wireless Communication Systems. [Электронный ресурс]. URL: https://arxiv.org/abs/2212.14241 (дата обращения 15.02.2026).Андреев Ю.В., Серегин Г.М., Графодатский О.С., Худыкин А.А., Афонин А.А. Виртуальный персональный спутниковый канал без доплеровского сдвига для не-наземных сетей 5G // Труды Московского физико-технического института. 2025. Т. 17. № 1(65). С. 4–12.Maunder R. Technical Challenges for 5G satellites. AccelerComm Ltd, 2022.Tadavarty X.S., Kishore Chavali N. Estimation and Compensation of Doppler in 5G NR Based Non-Terrestrial Networks // 2022 IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS). December 2022. DOI: 10.1109/ANTS56424.2022.10227793.3GPP TS 38.202 NR; Services provided by the physical layer. Status: Under change control.