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http://hdl.handle.net/10773/28937
Title: | High-order Earth-satellite propagation channel measurement and modelling at Ka and Q/V-bands |
Other Titles: | Medida e modelação de elevada ordem do canal de propagação Terra-satélite nas bandas Ka e Q/V |
Author: | Jorge, Flávio Miguel da Silva |
Advisor: | Rocha, Armando Riva, Carlo Giuseppe |
Keywords: | Spectrum planning and management Space-borne radio systems and services Earth-space radio channel structure Earth-space propagation phenomena Impairments variability and dynamics Propagation impairment mitigation techniques Spectral-efficiency Frequency-reuse schemes Polarization diversity Radio-frequency interference detection Identification and mitigation Atmospheric depolarization Cross polarization Depolarization ratio Ice depolarization Rain depolarization Depolarization variability Depolarization mitigation Depolarization dynamics Rain attenuation Attenuation variability Fade mitigation Fade dynamics Tropospheric scintillation |
Defense Date: | Jul-2020 |
Abstract: | This work focuses on high-capacity spectral-efficient Earth-space microwave
communication links, supporting the access to wider and less congested
bandwidths and providing the required technological advances on radiowave
propagation for the design and operation of system-technologies improving the
spectral efficiency, proposing the operation of frequency-reuse schemes and
polarization diversity techniques at Ka- and Q/V-bands.
Because the suitable planning, successful deployment and effective, spectralefficient
and interference-free, operation of all space-borne systems and services
is necessarily related and directly dependent, although not exclusively, on the
propagation channel conditions, this work provides a comprehensive and
systematic approach intending the relevant propagation phenomena
characterization and understanding, modelling and mitigation.
It is proved that there is a bigger operational margin for the operation of the
abovementioned system-technologies than what may be believed by considering
the international recommended models. Major challenges are envisaged,
specially in what concerns the ice-induced depolarization that is more persistent
and takes longer than the corresponding rain-induced effects. Nevertheless, their
mitigation is possible for which the depolarization shall be the controlling variable.
The time lag of 15 minutes is identified as the best trade-off between affordable
time and achievable gain in the framework of a time diversity scheme. Este trabalho foca-se em links de comunicação Terra-espaço em microondas espectralmente eficientes e de elevada capacidade, suportando o acesso a larguras de banda maiores e menos congestionadas e ofereçendo os avanços tecnológicos necessários em termos de propagação de ondas de rádio para o projeto e operação de tecnologias de sistema que visam o uso otimizado do espectro, propondo a operação de esquemas de reuso de frequência e de técnicas de diversidade de polarização nas bandas Ka e Q/V. Porque o adequado planeamento, a implementação bem sucedida, bem como a efetiva operação, espectralmente eficiente e livre de interferências, de todos os sistemas e serviços espaciais está necessariamente relacionada e diretamente dependente, ainda que não exclusivamente, das condições do canal de propagação, este trabalho oferece uma abordagem completa e sistemática pretendendo a caracterização, compreensão, modelação e mitigação dos fenómenos de propagação relevantes. É provado existir uma maior margem operacional para a operação das tecnologias acima mencionadas do que aquela que se acredita existir considerando os modelos internacionais recomendados. São previstos maiores desafios, especialmente no que concerne à despolarização causada por gelo que é mais persistente e que dura mais tempo do que os correspondentes efeitos causados por chuva. De qualquer forma, a sua mitigação é possível e para a qual a despolarização deverá ser a variável de controlo. O intervalo de tempo de 15 minutos é identificado como o melhor compromisso entre tempo acessível e ganho alcançável no contexto de um esquema de diversidade temporal. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/28937 |
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