Τα Πρότυπα Dvb-s2 / Rcs Για Κινητές Δορυφορικές Επικοινωνίες. Εφαρμογή Σε Γρήγορα Τρένα Και Πλοία.

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των δορυφορικών προτύπων DVB-S2 και DVB-RCS, καθώς και η ανάλυση των επιπτώσεων της διάδοσης στην τροπόσφαιρα στις κινητές δορυφορικές επικοινωνίες, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στην ανάλυση του σιδηροδρομικού περιβάλλοντος και των συνθηκών που αντιμετωπίζουν οι κινητοί χρήστες που βρίσκονται σε πλοία.Αρχικά πραγματοποιείται μια εισαγωγή στις δορυφορικές επικοινωνίες. Εξετάζονται οι δυσμενείς επιδράσεις της ατμόσφαιρας και μελετώνται διάφορες τεχνικές άμβλυνσης των διαλείψεων. Επίσης, παρουσιάζονται οι προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν στο σιδηροδρομικό περιβάλλον.Στη συνέχεια αναλύονται τα δορυφορικά πρότυπα DVB-S2 και DVB-RCS και παρουσιάζονται λεπτομερώς οι αρχιτεκτονικές μετάδοσής τους. Το πρότυπο DVB-S2 έχει σχεδιασθεί για να εξυπηρετεί μια μεγάλη ποικιλία ευρυζωνικών υπηρεσιών και εφαρμογών και μέσω της εισαγωγής της τεχνικής Προσαρμοστικής Κωδικοποίησης και Διαμόρφωσης (Adaptive Coding and Modulation, ACM) προσφέρει εξαιρετικά βελτιωμένη επίδοση. Το πρότυπο DVB-RCS αφορά την άνω ζεύξη και βασίζεται στο πολυσυχνοτικό πολλαπλής πρόσβασης διαίρεσης χρόνου σχήμα (MF-TDMA).Στο πλαίσιο της εργασίας, επιπλέον, μοντελοποιούνται τα διάφορα προβλήματα διάδοσης σε μια ζεύξη μιας κινητής δορυφορικής υπηρεσίας ξηράς, στα οποία περιλαμβάνονται οι τροποσφαιρικές επιδράσεις, οι ιονοσφαιρικές επιδράσεις, το φαινόμενο πολύοδης διάδοσης, η σκίαση και η διακοπή της λήψης λόγω εμποδίων.Σημαντικό τμήμα της εργασίας αφιερώνεται στο μετασχηματισμό των στατιστικών της απόσβεσης λόγω βροχής από σταθερούς ραδιοδρόμους σε κινητούς. Η κίνηση των οχημάτων στις πόλεις προσομοιώνεται μέσω ζιγκ-ζαγκ διαδρομών και δρόμων-δαχτυλίδια και η κίνηση σε αυτοκινητόδρομους μέσω ευθείων διαδρομών, ενώ για την ταχύτητα των οχημάτων χρησιμοποιείται μια λογαριθμοκανονική τυχαία μεταβλητή.Τέλος, ύστερα από τη διεξαγωγή προσομοιώσεων με χρήση του λογισμικού πακέτου Matlab, παρουσιάζονται αριθμητικά αποτελέσματα για την πιθανότητα μη λειτουργίας κινητών τερματικών στις συχνότητες άνω των 10 GHz που οφείλονται στην απόσβεση λόγω βροχής. Παρουσιάζονται χρονοσειρές απόσβεσης λόγω βροχής σε κινητά τερματικά. Επιπλέον δίνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε πλοία, καθώς και αριθμητικά αποτελέσματα της εφαρμογής των τεχνικών άμβλυνσης των διαλείψεων σε γρήγορα τρένα.