ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ-ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Διδάσκων

Λούβρος Σπυρίδων

Επίκουρος Καθηγητής - ΤΕΣΥΔ

ΔΙΑΛΕΞΗ 4

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΣΥΡΜΑΤΟΥ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟΥ ΚΑΝΑΛΙΟΥ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ

ΤΟ ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΚΑΝΑΛΙ

ΤΟ ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΚΑΝΑΛΙ

ΤΟ ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΚΑΝΑΛΙ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΚΕΡΑΙΑΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΚΕΡΑΙΑΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΚΕΡΑΙΑΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΚΕΡΑΙΑΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ

Γραμμικό Πολωμένο ΚύμαΓραμμικό Πολωμένο Κύμα Κυκλικά Πολωμένο ΚύμαΚυκλικά Πολωμένο Κύμα

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

H2O

O2

O2

H2OH2O

Radio Frequency(GHz)10 50 100 1000500

1000

100

10

1

0,1

0,01

+15 CH2O 7,5 g/m3

1013 hPa

Gases to be considered• Dry air (oxygen) • Water vapour

Atte

nuat

ion

Coe

ffici

ent

d

B /

km

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΕΡΙΩΝ

Total specific atmospheric attenuation for different values of temperature and relative humidity (g water/m3 atmosphere)

H2O 41 g/m3

H2O 25 g/m3

H2O 15 g/m3

For further studies:ITU Rec. P.676 and P.836

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΕΡΙΩΝ

For further studies:ITU Rec. P.676 and P.836

Equator

South 22°

North 22°

South 45°

North 45°

Annual statistics

Summer (worst case

Summer (worst case

Summer (worst case

Summer (worst case

Statistics used forcalculation of loss due togas absorbtion

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΑΕΡΙΩΝ

Fading mechanism

Rain fading(precipitation)

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑΚΡΥΜΝΗΣΗΣ ΙΣΧΥΟΣ

Precipitation

Precipitation can take the form of:• Snow

• Negligible for frequencies below 50 GHz• Ice coating can increase attenuation

• Hail• Depend on size• Consider as negligible

• Fog and haze• Consider as negligible

• Rain• Absorption and scattering

Rain fading

Falling raindropshape

Two types of attenuation mechanism:

Horizontally polarised waves are attenuated more than vertically polarised waves

Absorption

Scattering

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΕΩΣ

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕΣΟΥ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

Attenuation per km

ITU-R presents the cumulative distribution of rain intensity based on the rain intensity exceeded for 0,01 % of time.

Distance reduction factor has to be taken into consideration.

For calculations of outage due to rain, the percentage of time during which a given rain intensity is exceeded is of interest.

Rai

n A

ttenu

atio

n C

oeffi

cien

t [d

B /

km]

1501005025

5

1.25

0.25

Frequency [GHz]

Inst

anta

neou

s R

ain

Inte

nsity

[mm

/h]

Effective rain pathThe reduction factor transforms actual path lengthto effective rain path length, along which the rain is regarded as having a uniform distribution

Distance reduction factor:

effd = d r . d: Actual path length

r: Distance reduction factor

r = 1

1+0d

d 0d = 35 e. -0,015 R. 0,01where

R0,01= maximum rain intensityUse 100 for rain intensity 100 mm/h)

effd:Distance covered by the maximum rain intensity

effd

d

Rain intensityITU-R Rec. P.837-1

• ”Old way” of describing rain intensity.• The world divided into 15 Rain zones.• Data from maps. No data files.• Refer to ITU-R Rec. P.837-1

Rainfall exceeded for 0.01% of time

Rain zonemm/h

Rain zonemm/h

Rain intensityITU-R Rec. P.837-5

• Rain rate exceededfor 0.01% of theaverage year.

• Rain data available from the ITU-R asdata files or maps

• Resolution long. x lat. 1.125 x 1.125 degrees

• Integration time 1min• Refer to:

ITU-R Rec. P.837-5

Rain modelsComparison ITU-R vs Crane

0.00001

0.00010

0.00100

0.01000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Path length (km)

UATR Example for 26 GHz, rain intensity 30 mm/h

ATR=99.000%

ATR=99.900%

ATR=99.990%

ITUCrane

ATR=99.999%

145dB 155dB 165dB

175dB

185dB

Improvement factors+Higher system gain

that is increased fade marginHigher output powerHigher antenna gainShorter path

+ Lower frequency band+ Vertical polarization

Fade margin

effd

d

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΟΡΙΣΜΟΙ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΟΡΙΣΜΟΙ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΟΡΙΣΜΟΙ

ΕΠΟΜΕΝΩΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΟΡΥΒΟΥ ΚΕΡΑΙΑΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΙΣΟΔΥΝΑΜΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΟΡΥΒΟΥ ΕΞΑΣΘΕΝΗΤΗ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΘΟΡΥΒΟΥ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΘΟΡΥΒΟΣ

ΣΗΜΑΤΟΘΟΡΥΒΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ