Yüksek rakımlı platform istasyonlarda (HAPs) yayılım modellemesi ve başarım analizi

Abstract

Kablosuz gezgin haberleşme servislerinde, yüksek veri hızı taleplerindeki sürekli artış, daha yenilikçi ve daha çok isteğe cevap verebilen haberleşme altyapılarına ihtiyacı da arttırmıştır. Karasal yer tabanlı sistemler ve uydu sistemleri, gezgin haberleşme servislerini sağlamada kullanılan sistemlerdir. Hem karasal yer tabanlı sistemlerin hem de uydu sistemlerinin birtakım dezavantajlarına çözüm olarak ve hücresel haberleşme teknolojisine yenilikçi bir bakış açısı olarak "Yüksek Rakımlı Platform İstasyon (High Altitude Platform Station-HAPs) " teknolojisi karşımıza çıkar. Bu nedenle bu alanda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bu tezde HAPs (Yüksek Rakımlı Platform İstasyon) sistemlerinde yayılım modellemesi ve kanal başarımı üzerinde çalışılmıştır. Yükselme açısı modelin en önemli parametresidir. Olası yayılım ortamları, Yarı kent (SU), Kent (U), Yoğun kent (DU) ve Yüksek yapılı (Metropol) kent (UHR) olmak üzere dört gruba bölünmüştür. Bu gruplar bilinen istatistiksel modeller kullanılarak yükselme açısına bağlı olarak modellenmiştir. Modeldeki temel parametreler yükselme açısı, Rayleigh-Rice yayılım katsayıları ve sönümleme derinliğinin başarım yüzdesi olmuştur. Model parametrelerinin etkilerini gözlemlemek için sönümleme derinliği ile parametreler arasındaki ilişki katsayıları hesaplanmıştır. Aynı zamanda yükselme açısının ve her bir yükselme açısına karşılık gelen sönümle derinliklerinin toplam alandaki olasılık dağılımı hesaplanmış ve yükselme açısına bağlı bir dağılım fonksiyonu olarak ifade edilmiştir.Sonuç olarak oluşturulan sönümleme modeli serbest uzay yol kaybı ile birleştirilerek, 2-6 GHz frekans bandında, HAPs için olası dört yayılım ortamında toplam yol kaybı modelleri oluşturulmuştur. Bunun ardından, mevcut her bir yayılım ortamı için farklı durumlarda kanal başarım analizi yapılmıştır. The increasing demand for higher data rate wireless mobile communications services has accelerated the need to develop more innovative communications infrastructures. Terrestrial ground-based systems and satellite systems are the systems which is used for providing mobile communications services.An innovative way of overcoming the shortcomings of both terrestrial ground-based systems and satellite systems, is to provide cellular communications via ?High Altitude Platform Station (HAPs). So there are many researchs in this area.In this thesis, propagation modeling and performance analysis on the HAPs are obtained. Elevation angle is the dominant parameter on the model. All possible propagation environments are divided into four groups: suburban (SU), urban (U), dense urban (DU) and urban high rise (UHR) area. These groups are modeled using well-known statistical models with a dependence on elevation angle. The main parameters are the elevation angle, Rayleigh and Ricean factors, and percentage of time a given fade depth is exceeded. To observe the effects of the parameters on the model, the correlation coefficients between model parameters and the fade depth are calculated. At the same time, probability distribution of elevation angle and fading depths are calculated, expressed as a distribution function with a dependence on elevation angle.In a conclusion, obtained models are combined with free space path loss, and full formulations of total path loss for the four possible HAPs propagation environments at 2-6 GHz frequency band are given. Then, channel performance analysis is made for all possible propagation environments.