REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

V disertaciji so predstavljeni novi modeli za napovedovanje statistike slabljenja signala zaradi dežja v zemeljsko-satelitskih prostorsko raznolikih komunikacijskih sistemih. Modeli temeljijo na funkcijah kopula. Namen prostorsko raznolikih sistemov je blaženje močnega slabljenja signala zaradi dežja in posledično povečevanje razpoložljivosti sistema. Predlagane modele lahko uporabimo za natančnejše načrtovanje zanesljivih prostorsko raznolikih zemeljsko-satelitskih komunikacijskih sistemov, ki delujejo na visokih frekvencah in omogočajo visoke hitrosti prenosa podatkov.
Prvi predlagani model temelji na Gaussovi funkciji kopula. Skupno statistiko slabljenja zaradi dežja smo izračunali z upoštevanjem izmerjenih statistik slabljenja zaradi dežja za posamezne nagnjene zemeljsko-satelitske povezave ter razdalj med zemeljskimi postajami. Predlagani model prekaša obstoječi model ITU-R P.618 za prostorsko raznolik sistem z dvema postajama in model, ki temelji na Claytonovi funkciji kopula. Model lahko uporabljamo tudi za prostorsko raznolike sisteme s poljubnim številom zemeljskih postaj, ki jih drugi sodobni modeli ne podpirajo ustrezno.
Za izboljšanje natančnosti smo predlagali tudi nadgradnjo modela, ki temelji na Gaussovi funkciji kopula in poleg razdalje med postajami upošteva še dve geometrijski značilnosti prostorsko raznolikega sistema, in sicer položajni in elevacijski kot. Primerjava skupne napake obeh modelov kaže, da drugi model v večini primerov prekaša prvega pri prostorsko raznolikih sistemih z dvema in tremi postajami. Edina slabost modelov, ki temeljijo na Gaussovi funkciji kopula, je njihova računska zahtevnost.
Glede na to, da so Arhimedove funkcije kopula na splošno enostavnejše, smo po obsežni analizi funkcij iz Arhimedove družine ugotovili, da je hiperbolična kosekantna funkcija kopula najprimernejša za napovedovanje skupne statistike slabljenja zaradi dežja. Predlagali smo dva večpostajna modela napovedovanja: prvi upošteva le razdaljo med postajami, drugi pa tudi položajni in elevacijski kot.
Napako napovedovanja štirih modelov smo ocenili na podlagi primerjave z izmerjenimi podatki iz 56 eksperimentov s prostorsko raznolikimi sistemi z dvema postajama v različnih regijah sveta in 11 eksperimentov s prostorsko raznolikimi sistemi s tremi postajami v Evropi in ZDA. Ugotovili smo, da predlagani modeli za prostorsko raznolike sisteme z dvema postajama dajejo precej boljše rezultate kot model ITU-R in nekoliko boljše rezultate kot model, ki temelji na Claytonovi funkciji kopula. Gaussovi modeli imajo na splošno najmanjšo napako. Pri različnih podmnožicah eksperimentov se statistične napake posameznih modelov razlikujejo.
Gaussov model, ki upošteva le razdaljo, daje najboljše rezultate za prostorsko raznolike sisteme z dvema in tremi postajami v Evropi. Za prostorsko raznolike sisteme z dvema postajama v ZDA, Kanadi in na Japonskem ter za sisteme s tremi postajami v ZDA pa se najbolje obnese model, ki temelji na hiperbolični kosekantni funkciji kopula ter upošteva odvisnost od razdalje, elevacijskega kota in položajnega kota. Gaussov model, ki upošteva razdaljo ter elevacijski in položajni kot, daje boljše rezultate kot drugi modeli pri prostorsko raznolikih sistemih z dvema postajama, kadar je razdalja med postajama večja od 10 km, položajni kot pa večji od 45°.