Atenuação e taxa de precipitação: estudo de variabilidade em Aveiro

Abstract

Com o crescimento do mercado das comunicações por satélite a atribuição de serviços a frequências abaixo dos 20 GHz tornou-se muito difícil. Dessa forma, bandas de frequência acima dos 20 GHz são de interesse. Elas permitem a disponibilidade de maiores larguras de banda e a possibilidade de reutilização de frequências em pequenas distâncias. Contudo a tradicional margem de atenuação para 0.01% de indisponibilidade não é realizável a estas frequências devido à maior atenuação. Uma mais profunda caracterização do canal é necessária para avaliar a qualidade de serviço que pode ser oferecida ou até o desempenho alcançável com técnica de mitigação. O principal objectivo desta tese foi o estudo dos fenómenos de propagação, nomeadamente devidos à precipitação, através da exploração dos dados de propagação e meteorológicos de uma base de dados recolhida em Aveiro e que completou 5 anos. Para caracterizar estes fenómenos, foram analisadas as estatísticas mensais e anuais. Também as estatísticas condicionadas para os mesmos meses do ano -sazonais e bi-horárias- encontram-se apresentadas neste trabalho, pois podem ser úteis para os sistemas de telecomunicações cuja qualidade de serviço pode depender da estação do ano e da hora do dia. Os resultados obtidos, foram ainda comparados com os modelos existentes e com outros locais a fim de analisar a dependência da atenuação com os parâmetros de ligação.

With the rapid growth of the satellite communications market, the allocation of frequencies below 20 GHz has become very difficult. Thus, frequency bands above 20 GHz are becoming attractive for the satellite communications. They offer higher bandwidths and the possibility of frequency reuse over shorter distances. However the traditional fade margin for 0.01% of unavailability at Ku band can not be achieved due to higher attenuation. The characterization of the channel is so more demanding to evaluate the quality of service and performance of attenuation mitigation techniques. The main objective of this thesis was to study the propagation phenomena, particularly due to heavy rainfall through the exploration of a 5 several year propagation and meteorological database that is the first one in Portugal. To characterize these phenomena, monthly and annual statistics were analyzed. Also, seasonal and daily statistics are presented because they can be useful for telecommunications systems whose quality of service may depend on the season and/or time of day. The data was collected in the framework of a beacon experiment. The beacon receiver is pointed to the satellite HotBird-6 at 19.7GHz, and collected data between September 2004 and August 2009. The results are analysed, including the annual, seasonal, monthly and daily variability of the propagation phenomena, and compared with existing models and with other sites.