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Languages: English
Types: Article
Subjects: Système de communications par satellite, Bande Ka, Propagation, Atténuation due à la pluie, Scintillation, Statistiques du premier et du second ordres, Analyse en Composante Principales, Distance de Mahalanobis, Modèles dynamiques de canal, Corrélation Atténuation due à la pluie / Scintillation, 621
Dans les bandes Ka (20-30 GHz) et Q/V (40-50 GHZ) utilisées par les nouveaux systèmes de télécommunications par satellite, les pertes dues à la propagation dans l'atmosphère sont plus élevées que dans les bandes conventionnelles (Ku (12-14 GHz)) et provoquent une dégradation de la disponibilité des communications. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des techniques de compensations des affaiblissements (FMT : Fade Mitigation Techniques) activées en temps réel par une boucle de contrôle en fonction des conditions de propagation. Le paramétrage et la validation de ces algorithmes nécessitent une bonne connaissance de la dynamique du canal de propagation et requièrent l'utilisation de séries temporelles d'affaiblissements atmosphériques. En particulier, il est nécessaire de disposer de modèles dynamiques capables de générer des séries temporelles d'atténuation due à la pluie et de scintillation troposphérique représentatives d’une liaison donnée en bande Ka ou Q/V. Dans un premier temps, un état de l'art des modèles caractérisant la dynamique du canal de propagation en bande Ka ainsi que des générateurs de séries temporelles d’atténuation due à la pluie et de scintillation a été réalisé. La deuxième partie de cette activité de recherche a été dédiée au développement d’une méthodologie globale de validation des modèles dynamiques d’atténuation due à la pluie. Un premier volet reposé sur les critères classiques d’analyse des modèles statistiques de prédiction. Le second est une méthode innovante faisant intervenir une Analyse en Composantes Principales et le calcul de la distance de Mahalanobis associée à une base de données expérimentale d’événements d’atténuation. La troisième partie des travaux de recherche a porté sur le développement de générateurs de séries temporelles d’atténuation due à la pluie. En premier lieu, le modèle « ONERA-CNES » a été consolidé et amélioré, et deux nouveaux générateurs de séries temporelles ont été développés afin de permettre aux utilisateurs de commander certaines caractéristiques des événements synthétisés (modèles dits « on-demand »). La représentativité de ces modèles et d’autres modèles existant a été évaluée à l’aide de la méthodologie de validation développée. La dernière partie de la thèse a été consacrée à l'analyse des fluctuations rapides du canal de propagation et à l'élaboration d’un générateur de séries temporelles combinant atténuation due à la pluie et scintillation. At Ka- and Q/V-bands used by new advanced satellite communication systems, atmospheric propagation losses are more severe compared to conventional bands (Ku (12-14 GHz)) and limit the link availability. It is therefore necessary to use Fade Mitigation Techniques (FMT) activated in real time by a control loop depending on the propagation conditions. The parameterization and the validation of these algorithms require a good knowledge of the channel dynamics and the use of time series of atmospheric impairments. In particular, dynamic models able to synthesise time series of rain attenuation and tropospheric scintillation representative of a given link at Ka- or Q/V band are needed. A review of models characterizing the propagation channel dynamics at Ka-band and the time series synthesisers for rain attenuation and scintillation has been conducted first. The second part of the research activity has been dedicated to the development of an overall validation methodology for dynamic models of rain attenuation. A first section relies on classical ciiterions useful for the analysis of statistical prediction models. The second one is an innovative method that uses a Principal Components Analysis and the calculation of the Mahalanobis distance given by an experimental databank of rain attenuation events. Another part of this research work aimed at developing rain attenuation time series synthesisers. First, the so-called “ONERA-CNES” model has been consolidated and improved. Then, two new time series synthesisers have been developed in order to enable users to command some characteristics of synthesised events (“on-demand” models). The physical soundness of these models and of other existing ones have been assessed using the developed validation methodology. In the last part of this PhD thesis, an analysis of fast fluctuations of the propagation channel has been carried out. Then a dynamic model able to synthesise time series combining rai11 attenuation and scintillation has been developed.
  • No references.
  • No related research data.
  • No similar publications.

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