Μονάδα:
Κατεύθυνση Διαστημική ΤεχνολογίαΠληροφορική
Ημερομηνία κατάθεσης:
2025-03-10
Συγγραφέας:
Ροντίδης Γεώργιος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Λάππας Βάιος, Καθηγητής, Τμήμα Αεροδιαστημικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Investigation of Diversity Techniques for Satellite Communications over 5G Non-Terrestrial Networks in Rural Areas for Frequencies above 10GHz
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Εξέταση Τεχνικών Διαφορικής Λήψης για Δορυφορικές Επικοινωνίες σε Μη-Επίγεια Δίκτυα 5G σε Αγροτικές Περιοχές για Συχνότητες άνω των 10GHz
Περίληψη:
Τα Μη-Επίγεια Δίκτυα (Non-Terrestrial Networks, NTNs) αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του οικοσυστήματος του 5G, επεκτείνοντας τις δυνατότητές του και προσφέροντας αξιόπιστη και οικονομική συνδεσιμότητα σε απομακρυσμένες και ανεπαρκώς εξυπηρετούμενες περιοχές. Τα NTNs λειτουργούν κυρίως σε χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη (LEO) και εξασφαλίζουν αποδοτικότητα στον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, τη χωρητικότητα και τη μείωση της καθυστέρησης σε δυναμικά και απαιτητικά περιβάλλοντα.
Παρόλο που τα NTNs αξιοποιούν προηγμένες τεχνολογίες για να παρέχουν αξιόπιστη παγκόσμια κάλυψη σε κινητούς χρήστες, αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις. Η μεγάλη απόσταση μεταξύ του Τερματικού Εξοπλισμού Χρήστη (UE) και των δορυφόρων αποτελεί την κυριότερη δυσχέρεια. Οι ατμοσφαιρικές απώλειες λόγω των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, όπως η βροχή, το χιόνι και το χαλάζι, η απορρόφηση από τα αέρια, όπως το οξυγόνο και οι υδρατμοί καθώς και οι σπινθηρισμοί επιδεινώνουν την εξασθένιση του σήματος, ιδιαίτερα σε συχνότητες άνω των 10 GHz. Επιπλέον, το φαινόμενο Doppler που εμφανίζεται λόγω της σχετικής κίνησης μεταξύ του δορυφόρου και του τερματικού, προκαλεί μεταβολές στη συχνότητα του σήματος, με αποτέλεσμα την περαιτέρω υποβάθμιση της ποιότητάς του.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει διεξοδικά αυτές τις προκλήσεις μέσω ανασκόπησης της σχετικής βιβλιογραφίας και ανάλυσης των προδιαγραφών 3GPP και ITU, ενώ προτείνει τον επιλογικό διαφορισμό (selection diversity) ως μια αποτελεσματική στρατηγική αντιμετώπισης των επιπτώσεων από την εξασθένηση του σήματος, τις συχνές αλλαγές δορυφόρων και τις διαλείψεις.
Ο επιλογικός διαφορισμός επιλέγει δυναμικά το ισχυρότερο σήμα από πολλούς δορυφόρους και διασφαλίζει βέλτιστη ποιότητα σήματος ακόμη και σε συνθήκες υψηλής κινητικότητας. Η τεχνική επιλέγει το σήμα με τον υψηλότερο λόγο φέροντος προς θόρυβο (Carrier-to-Noise Ratio, C/N), ενισχύει τον λόγο σήματος προς θόρυβο (Signal-to-Noise Ratio, SNR), μειώνει το ρυθμό σφαλμάτων bit (Bit Error Rate, BER) και υποστηρίζει αξιόπιστη επικοινωνία υψηλής ταχύτητας.
Η πρόταση που παρουσιάζεται σε αυτή τη διπλωματική εργασία επιβεβαιώθηκε μέσω προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τις πλατφόρμες STK και MATLAB. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, που προέκυψαν από τη σύγκριση δύο διαφορετικών αστερισμών LEO, ανέδειξαν τα σημαντικά οφέλη των τεχνικών διαφορικής λήψης στη βελτίωση της αξιοπιστίας του σήματος και της συνδεσιμότητας υπό διαφορετικές συνθήκες κινητικότητας. Παρά τις διαφορές στον σχεδιασμό και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και οι δύο αστερισμοί πέτυχαν υψηλή απόδοση, με τη διαφορική λήψη να εξασφαλίζει υψηλότερα επίπεδα SNR από αυτά που θα ήταν δυνατά χωρίς τη χρήση της. Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τον κρίσιμο ρόλο της διαφορικής λήψης στη βελτίωση της απόδοσης των δορυφορικών δικτύων επικοινωνίας.
Καθώς τα δίκτυα 5G εξελίσσονται, προτείνεται η υιοθέτηση του επιλογικού διαφορισμού ως βασική στρατηγική για την εξασφάλιση αξιόπιστης και αδιάλειπτης συνδεσιμότητας σε ποικίλα και απαιτητικά περιβάλλοντα.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Τεχνολογία – Πληροφορική
Λέξεις-κλειδιά:
5G, Μη-Επίγεια Δίκτυα (NTN), Επιλογικός Διαφορισμός, Ισοζύγιο Ζεύξης, Δορυφορικές Επικοινωνίες
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
2
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
109
Αρχείο:
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2025-09-13.
Rontidis_STAR_Thesis.pdf
10 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2025-09-13.
