Publication
Novas Tecnologias de Comunicação entre Satélites e Aeronaves sob Condições Meteorológicas
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica | por |
| dc.contributor.advisor | Reis, António Domingos | |
| dc.contributor.advisor | Velez, Fernando José da Silva | |
| dc.contributor.author | Rodrigues, Tayná Gurupy | |
| dc.date.accessioned | 2025-02-27T11:23:30Z | |
| dc.date.embargo | 2027-10-11 | |
| dc.date.issued | 2024-12-02 | |
| dc.date.submitted | 2024-10-11 | |
| dc.description.abstract | Esta 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. | por |
| dc.description.abstract | This master's thesis analyzes and evaluates the effect of unfavorable weather conditions on communication between low earth orbit (LEO) satellites, such as those belonging to the Starlink constellation, and a commercial airliner during a transatlantic flight, departing from Lisbon International Airport (LIS) and landing at Rio de Janeiro International Airport (GIG). The interaction takes place in the Ku band and uses 5G-NR technology parameters. The research examines the impact of atmospheric phenomena, such as rain, fog, clouds, ionospheric and tropospheric scintillation, on signal quality in the uplink and downlink. Through detailed simulations carried out in Ansys STK, it was found that such weather conditions negatively affect the signal-to-noise ratio (C/N and C/No), intensify signal attenuation and increase the bit error rate (BER), jeopardizing communication stability. However, by considering 177 points to model the trajectory of the airplane between Lisbon and Rio Janeiro, the simulations also revealed that the BER improves as the system adjusts to changes, namely to the influence of the variation aspects of climate and handover. The evaluation confirms that the quality of effectiveness, reliability and durability of satellite communications is highly susceptible to atmospheric phenomena. The study highlights the importance of adopting effective mitigation strategies, such as adaptive power control algorithms, to dynamically adjust emission power, and redundant links, with the aim of increasing the resilience of communication systems in situations of intense climate change, to ensure the continuity and reliability of satellite communication, particularly in critical scenarios such as air traffic management and emerging technologies such as eVTOL and Urban Air Mobility. Methods for introducing frequency diversity, such as the combination of Ka and Ku bands, and real-time dynamic modeling of atmospheric phenomena could also be beneficial. | eng |
| dc.identifier.tid | 203846370 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/15154 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | 5g-Nr | por |
| dc.subject | Atenuação Atmosférica | por |
| dc.subject | Banda Ku | por |
| dc.subject | Comunicações Satélite-Aeronave | por |
| dc.subject | Ligações Ascendente e Descendente | por |
| dc.subject | Satélites Leo | por |
| dc.subject | Starlink | por |
| dc.title | Novas Tecnologias de Comunicação entre Satélites e Aeronaves sob Condições Meteorológicas | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| person.familyName | Rodrigues | |
| person.givenName | Tayná | |
| person.identifier.ciencia-id | A413-0F1A-E577 | |
| person.identifier.orcid | 0009-0008-6314-0509 | |
| rcaap.embargofct | Contém dados temporariamente confidenciais | por |
| rcaap.rights | embargoedAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| relation.isAuthorOfPublication | eba2008c-9413-405a-96dd-d36d65bd43b9 | |
| relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery | eba2008c-9413-405a-96dd-d36d65bd43b9 | |
| thesis.degree.name | 2º Ciclo em Engenharia Eletromecânica | por |
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