Στατιστική Κατανομή Της Απόσβεσης Λόγω Βροχής Στην Αθήνα Με Χρήση Πραγματικών Δεδομένων Ρυθμού Βροχόπτωσης

Abstract

ΠερίληψηΗ παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μοντελοποίηση της εξασθένησης λόγω βροχής σε δορυφορικά συστήματα που λειτουργούν σε υψηλές ραδιοσυχνότητες μετάδοσης. Ο κορεσμός των τυπικών ,για δορυφορικές υπηρεσίες, χαμηλότερων ζωνών συχνοτήτων(L,S,C) σε συνδυασμό με τις διευρυνόμενες απαιτήσεις σε όγκο μεταδιδόμενης πληροφορίας καθιστούν αναγκαία τη μελέτη διάδοσης του σήματος σε υψηλότερες ζώνες συχνοτήτων. Μάλιστα, σημειώνεται ότι η βροχή αποτελεί τον καθοριστικό παράγοντα εξασθένησης σε συχνότητες από 10 έως τα 50 GHz. Πιο αναλυτικά,στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή στα συστήματα δορυφορικών επικοινωνιών και παρουσιάζεται η βασική δομή τους. Αναφέρονται συνοπτικά, τα κυριότερα τροποσφαιρικά φαινόμενα που επηρεάζουν την απόδοση μίας ζεύξης και παρουσιάζονται , με κατηγοριοποιημένο και περιεκτικό τρόπο, οι τεχνικές άμβλυνσης των διαλείψεων του σήματος (FMT). Επιπλέον, γίνεται μία σύντομη αναφορά στα σύγχρονα υψίσυχνα ευρυζωνικά δορυφορικά δίκτυα επικoινωνιών. Στο Κεφάλαιο 2, εξετάζονται οι σημαντικότεροι παράγοντες εξασθένησης του δορυφορικού σήματος και δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην βροχή . Παρουσιάζονται ,όπως προτείνονται από την ΙTU-R, η διαδικασία εκτίμησης τόσο της κατανομής του ρυθμού βροχόπτωσης όσο και της κατανομής απόσβεσης λόγω βροχής. Επίσης παρουσιάζονται μοντέλα κλιμάκωσης της απόσβεσης λόγω βροχής σε διαφορετικές συχνότητες (ένα θεωρητικό και ένα εμπειρικό). ,για μια δεδομένη τοποθεσία και δεδομένη πιθανότητα υπέρβασης. Στο Κεφάλαιο 3 , παρουσιάζεται διεξοδικά η τεχνική πρόβλεψης της απόσβεσης λόγω βροχής που ονομάζεται SST(Synthetic Storm Technique-Τεχνική Συνθετικής Καταιγίδας). Μετά την παράθεση αποτελεσμάτων εφαρμογής του μοντέλου, η SST συγκρίνεται με άλλα μοντέλα πρόβλεψης. Επίσης, αναφέρονται άλλες αξιόπιστες χρήσεις του μοντέλου, όπως η πρόβλεψη της διάρκειας των διαλείψεων λόγω βροχής, η εκτίμηση του διαφορικού κέρδους χρόνου σε σχήματα διαφορικής λήψης χρόνου κά.Στο Κεφάλαιο 4, χρησιμοποιούνται πειραματικές χρονοσειρές ρυθμού βροχόπτωσηςπροερχόμενες από βροχόμετρο, που είναι εγκατεστημένο στην περιοχή της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου ΕΜΠ. Εφαρμόζοντας την SST με μεθοδολογία, που αναπτύχθηκε σε περιβάλλον Μatlab, υπολογίστηκαν οι ετήσιες, εποχιακές και ημερήσιες κατανομές απόσβεσης λόγω βροχής για 3 συχνότητες λειτουργίας μίας υποθετικής ραδιοζεύξης με τον Ηellas Sat 2. Παράλληλα, γίνεται σύγκριση των ετήσιων κατανομών απόσβεσης της τεχνικής SST και του προτεινόμενου μοντέλου της ITU-R. Στο Κεφάλαιο 5,γίνεται παρουσίαση και ανάλυση των πιο σημαντικών αποτελεσμάτωνκαι συμπερασμάτων που προέκυψαν από τις προσομοιώσεις του Κεφαλαίου 4 και τέλος παρουσιάζονται συνοπτικά προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.