Στατιστική κατανομή της απόσβεσης λόγω βροχής στην Αθήνα με χρήση πραγματικών δεδομένων ρυθμού βροχόπτωσης

Σωφρονάς, Γιώργος; Sofronas, Giorgos

dc.contributor.author	Σωφρονάς, Γιώργος	el
dc.contributor.author	Sofronas, Giorgos	en
dc.date.accessioned	2017-02-14T09:30:31Z
dc.date.available	2017-02-14T09:30:31Z
dc.date.issued	2017-02-14
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44355
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13796
dc.rights	Default License
dc.subject	SST	en
dc.subject	ITU	en
dc.subject	Rain attenuation	en
dc.subject	FMTs	en
dc.subject	Υψηλές συχνότητες	el
dc.subject	Χρονοσειρά απόσβεσης βροχής	el
dc.title	Στατιστική κατανομή της απόσβεσης λόγω βροχής στην Αθήνα με χρήση πραγματικών δεδομένων ρυθμού βροχόπτωσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων	el
heal.classification	Δορυφορικές επικοινωνίες	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/82ce2630cce0cc2ab159abe97436d718e211c582
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/4f43c76edd3fc3710e2eeb1d6e82ede8c8589b01
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-06-10
heal.abstract	Η 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(SyntheticStormTechnique-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.	el
heal.abstract	The scope of this Diploma thesis is the study of the impact of rain attenuation in satellite communication systems operating at high frequencies. The spectral congestion of the conventional frequency bands allocated for satellite services, namely L (1/2GHz), S (2/4GHz) and C (4/6GHz)and the increasing demand for high data rates and large bandwidth have already revealed the necessity of moving the satellite communications towards higher frequency bands.However, the use of frequency bands between 10GHz and 50GHz is limited by rain attenuation, which drastically decreases the system’s availability. The 1st Chapter presents a review of the satellite communication systems characteristics. The most important tropospheric phenomena affecting satellite communication systems at frequencies above10GHz are summarized and various FMTs are presented in a novel and compact way. Moreover, the modern high-frequency broadband satellite communication networks are briefly introduced. In the 2nd Chapter, the main propagation loss factors of the satellite signal are examined and emphasis is given to the rain. Τhe methods proposes by ITU-R Recommendations, to derive the rainfall rate and the rain attenuation statistics that exceeded for a given probability of the average year and a given location are analyzed. Furthermore, the frequency scaling model is discussed and two models (one theoretical and one empirical) are presented. In the 3rd Chapter, we develop and discuss the theory and the applications of the Synthetic Storm Technique (SST), a reliable physical-mathematical propagation tool developed for terrestrial or slant paths that can be used to generate rain attenuation time series and consequently long-term rain attenuation exceedance probability. Amongst other things, the SST model is compared to nine other well-known prediction methods with remarkable conclusions. With the SST we can also predict fade durations, rates of change of fades, the time diversity gain of a time diversity scheme etc. In the 4th Chapter, we present annual, seasonal rainfall rate statistics derived from a 25-month data bank of 1 sample/min, measured by a rain-gauge located inside the National Technical University of Athens Campus. Afterwards, we apply SST on the measured rainfall rate time series and we represent using Matlab environment the long-term simulated annual, seasonal and diurnal rain attenuation statistics, at 12, 20 and 40GHz for a hypothetical downlink from Hellas Sat 2 to Athens. Then, we test the annual results against the statistics derived by the most recent ITU-R P.618-12. Finally, the 5th Chapter presents the most important conclusions drawn by the simulation results in previous Chapters and topics for future research and study are recommended.	en
heal.advisorName	Παναγόπουλος, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Παναγόπουλος, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Φικιώρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κωττής, Παναγιώτης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true