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- Análise de Sistemas de Comunicação LEO / MEO para Otimizar a Transmissão de Dados na AviaçãoPublication . Rodrigues, Tayná; Reis, António; Velez, Fernando J.Este trabalho consiste em estudar e analisar um conjunto de modelos de comunicação entre satélites e aviões, explorando novas tecnologias LEO (Low Earth Orbit)/ MEO (Medium Earth Orbit). Por muitas décadas, os aviões dependiam só de sistemas de comunicações no solo, como o NDB (Non-Directional Beacon), cujas estações terrestres transmitem numa só direcção, e o VOR (Very high frequency Omnidirectional radio Range), cujas estações transmitem em todas as direcções. Estes sistemas, operam na banda dos 118 MHz – 137 MHz, estão a ficar obsoletos e, sobretudo nos vôos transcontinentais, têm vindo a ser substituidos por comunicações via satélite. Estas comunicações já possibilitam que os passageiros possam utilizar telemóveis a bordo. A órbita terrestre é a rota de movimento dos satélites naturais ou artificiais em volta da Terra. Há quatro tipos de órbitas para satélites de comunicação que são: GEO (Geostationary Earth Orbit), com uma altitude de 36000 km da Terra, LEO, com uma altitude de 500km a 1500 km, MEO, com uma altitude de 10400 km e a HEO (Highly Elliptical Orbit), com uma altitude elíptica, entre 1000 km (próximo) e 39000 km. Esta investigação foca-se nas comunicações de satélites LEO / MEO, assim como na integração com as futuras redes 5G. Através de uma simulação com a ferramenta Ansys STK, cujo objectivo é analisar os parâmetros críticos da ligação ascendente (UL) e também ligação descendente (DL), num contexto de comunicação de satélite para avião e de avião para satélite, respetivamente, estudou-se como diferentes condições meteorológicas afetam a comunicação. Verificou-se que a degradação na qualidade da comunicação apenas ocorreu logo após o satélite começar a comunicação com o avião e imediatamente antes de ocorrer o handover. Foram sugeridas também técnicas de mitigação, como a utilização de satélites redundantes, técnicas de modulação adaptativa, diversidade de frequência.
- Novas Tecnologias de Comunicação entre Satélites e Aeronaves sob Condições MeteorológicasPublication . Rodrigues, Tayná Gurupy; Reis, António Domingos; Velez, Fernando José da SilvaEsta dissertação de mestrado analisa e avalia o efeito das condições meteorológicas desfavoráveis na comunicação entre satélites de órbita baixa (LEO), como os pertencentes à constelação Starlink, e um avião comercial durante um voo transatlântico, partindo do Aeroporto Internacional de Lisboa (LIS) e aterrissando no Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro (GIG). A interação ocorre na faixa Ku e emprega parâmetros da tecnologia 5G-NR. A pesquisa examina o impacto de fenômenos atmosféricos, como chuva, neblina, nuvens, cintilação ionosférica e troposférica, na qualidade do sinal nas ligações ascendente e descendente. Por meio de simulações minuciosas executadas no Ansys STK, constatou-se que tais condições climáticas afetam negativamente a relação sinal-ruído (C/N e C/No), intensificam a atenuação do sinal e elevam a taxa de erro de bits (BER), prejudicando a estabilidade da comunicação. Contudo, as simulações, considerando 177 pontos para a modelação da trajetória do avião entre Lisboa e Rio de Janeiro, também revelaram que a BER se aprimora à medida que o sistema se ajusta às mudanças, nomeadamente da influência da variação dos aspetos climáticos e do handover. A avaliação realizada confirma que a eficácia, confiabilidade e durabilidade das comunicações via satélite é influenciada por fenômenos atmosféricos. O estudo ressalta a importância de adotar estratégias de mitigação efetivas, como algoritmos adaptativos de controlo de potência, para ajustar dinamicamente a potência de emissão, e ligações redundantes, com o objetivo de aumentar a resiliência dos sistemas de comunicação em situações de intensas mudanças climáticas, para assegurar a continuidade e a fiabilidade da comunicação por satélite, particularmente em cenários críticos como a gestão do tráfego aéreo e em tecnologias emergentes, como eVTOL e Mobilidade Aérea Urbana. Também poderão ser benéficos métodos de introdução da diversidade em frequência, como a combinação de bandas Ka e Ku, e a modelação dinâmica, em tempo real, dos fenómenos atmosféricos.