Επίδοση σύγχρονων δορυφορικών δικτύων που κάνουν χρήση τεχνικών άμβλυνσης διαλείψεων σε περιβάλλον πολλαπλών παρεμβολών
Authors: Κρητικός Θεόδωρος 
Published: August 2021

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναλύονται προβλήματα διάδοσης που αφορούν την λειτουργία των σύγχρονων δορυφορικών επικοινωνιών. Με δεδομένη την χρήση υψηλών συχνοτήτων μετάδοσης, που ανήκουν στις φασματικές ζώνες της Ku-band (12/14 GHz) και Ka-band (20/30 GHz), αντιμετωπίζεται το πρόβλημα των προκαλούμενων, από τις ατμοσφαιρικές κατακρημνίσεις, διαλείψεων των δορυφορικών σημάτων, και της επίδρασης αυτών στον ολικό χρόνο διαθεσιμότητας των δορυφορικών ζεύξεων, μέσω της ανάπτυξης στοχαστικών μοντέλων. Μελετώνται συστήματα που κάνουν χρήση σύγχρονων τεχνικών άμβλυνσης διαλείψεων και λειτουργούν σε περιβάλλον παρεμβολών από ένα ή περισσότερα γειτονικά τηλεπικοινωνιακά συστήματα. Στην πρώτη ενότητα παρουσιάζεται ένα δορυφορικό σύστημα που χρησιμοποιεί την τριπλή διαφορική λήψη χώρου για την αντιμετώπιση των αποσβέσεων λόγω βροχής, στις δύο ξεχωριστές περιπτώσεις χρήσης ή μη της τεχνικής αναχρησιμοποίησης συχνότητας στο φέρον του επιθυμητού σήματος. Λαμβάνονται υπόψη οι παρεμβολές που δέχεται από γειτονικό δορυφορικό σύστημα, ενώ γενικά η στάθμη των παρεμβολών θεωρείται ισοδύναμη ή ακόμα και επικρατέστερη αυτής του λευκού θερμικού θορύβου. Υπολογίζεται η στατιστική κατανομή του ολικού λόγου σήματος προς θόρυβο και παρεμβολής του συστήματος, υπό την επίδραση της διαφορικής απόσβεσης και κατά περίπτωση της αποπόλωσης λόγω της βροχής και των παγοκρυστάλλων. Αποδεικνύεται ότι, ειδικά σε επιβαρυμένες κλιματολογικά γεωγραφικές περιοχές, η τριπλή λήψη είναι απαραίτητη για την επίτευξη μεγάλων τιμών διαθεσιμότητας των ζεύξεων όταν ακόμα και η διπλή λήψη δεν επαρκεί για την παροχή εφαρμογών με μικρούς αποδεκτούς χρόνους αποκοπής. Στην δεύτερη ενότητα μελετάται η περίπτωση δορυφορικού συστήματος που δέχεται παρεμβολές από δυο γειτονικά δορυφορικά συστήματα. Η θεώρηση αυτή είναι πλέον επιβεβλημένη, κατά την φάση του σχεδιασμού των σύγχρονων δορυφορικών δικτύων, λαμβανομένου υπόψη του μεγάλου αριθμού των ενεργών τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων και της συμφόρησης που πλέον επικρατεί στην γεωστατική τροχιά. Παρουσιάζονται ξεχωριστά οι δύο περιπτώσεις θεώρησης του θερμικού θορύβου ή τον παρεμβολών, σαν τον επικρατέστερο περιοριστικό παράγοντα της διαθεσιμότητας της ζεύξης. Σε κάθε περίπτωση μελετώνται τα συστήματα απλής και διπλής διαφορικής προστασίας, ως επίσης και χρήσης απλής και διπλής πόλωσης στην μετάδοση του επιθυμητού σήματος. Αποδεικνύεται ότι η θεώρηση του δεύτερου παρεμβάλλοντα γειτονικού δορυφόρου διαφοροποιεί σημαντικά την κατανομή των λόγου σήματος προς παρεμβολή, ή σήματος προς θόρυβο και παρεμβολή, ιδιαίτερα στις πιο ένυδρες περιοχές. Επιβαρύνει σημαντικά την παροχή υπηρεσιών με απαίτηση μεγάλων χρόνων διαθεσιμότητας ενώ ταυτόχρονα αμβλύνει το διαφορικό κέρδος που προκύπτει από την χρήση της διπλής διαφορικής λήψης, κυρίως στα συστήματα με επικρατούσα παρενόχληση της παρεμβολές. Στην τρίτη και τελευταία ενότητα παρουσιάζεται η περίπτωση ενός δορυφορικού συστήματος το οποίο δέχεται παρεμβολή από γειτονικό δορυφορικό σύστημα, όταν και τα δύο συστήματα χρησιμοποιούν την τεχνική του αυτομάτου ελέγχου της ισχύος εκπομπής, στην άνω και στην κάτω ζεύξη. Επιπρόσθετα μελετάται η επίδραση του ίδιου γειτονικού δορυφορικού συστήματος στον λόγο σήματος προς παρεμβολή στην λήψη επίγειου μικροκυματικού δικτύου LMDS. Αποδεικνύεται ότι η ενεργοποίηση τέτοιων συστημάτων αυτομάτου ελέγχου ισχύος εκπομπής, αν και είναι αποδοτική ως προς την άμβλυνση των διαλείψεων των ζεύξεων που αφορούν, αποτελούν μια σαφή πηγή παρενόχλησης των γειτονικών ζεύξεων. Τα επίπεδα παρενόχλησης αυξάνονται όταν αυξάνεται η συχνότητα λειτουργίας, άρα και τα επίπεδα των αποσβέσεων των υπό μελέτη ζεύξεων, αλλά και όταν αυξάνεται ο συντελεστής συσχέτισης των αποσβέσεων που ρυθμίζουν την ενεργοποίηση των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου εκπομπής.