Geri Dön

Uydularda güvenilirlik incelemesi ve haberleşme uydularının taktik saha iletişiminde kullanılması

Reliability in satellites and communication satellites usage in tachtical area

  1. Tez No: 126880
  2. Yazar: HÜSEYİN AKGÜN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAT ŞEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 106

Özet

UYDULARDA GÜVENİLİRLİK İNCELEMESİ VE HABERLEŞME UYDULARININ TAKTİK SAHA İLETİŞİMİNDE KULLANILMASI ÖZET Uydu haberleşmesi son yıllarda büyük ilerlemeler kaydetmiş mobil haberleşme, bilgisayar ağlan, endüstri çalışmaları, askeri haberleşme sistemlerinin gelişmesine sebep olmuştur. Uydu haberleşmesi ile askeri alanda değişik hız yapılarına, değişik terminallere, farklı mesafelere sahip kullanıcıların iletişimi sağlanmaktadır. Bu iletişim aynı zamanda düşmanın karıştırma ve bastırma faaliyetleri altında olmaktadır. Uydu haberleşmesi ile dünyanın büyük bir bölümü kapsama alanına alınarak ses, veri ve görüntü haberleşmesi yapılmaktadır. Bu yapı mesafeden bağımsız, geniş band frekans spektrumu ile esnek, güvenilir ve uzun ömürlüdür. Uydu sistemleri askeri alanda haberleşme, konum bilgisi, erken uyan, meteoroloji, çevre koruma, gözlem ve hedef bulma konularında kullanılmaktadır. Ayrıca silah, sensör ve komuta merkezleri arasındaki haberleşmede uydu sistemleri kullanılarak silahların etkinliği artırılmaktadır. Günlük yaşamımızın önemli bir parçası olan haberleşme ihtiyaçları uydular tarafından sağlanmaktadır. Uluslararası televizyon yayınları, yer belirleme sistemleri, kara, deniz, hava taşımacılığında özellikle ses, veri ve görüntü iletiminde, gözlem ve bilimsel amaçlarla uydular kullanılmaktadır. Uydular haberleşmede büyük avantajlar sağlamaktadır. Ekonomik olarak uzun mesafeli haberleşme sağlarlar. İki kullanıcı arasındaki mesafe farklı olsa bile haberleşme maliyeti aynıdır. Geniş band olanakları ile kısa zamanda büyük miktarda bilgi gönderilebilir. Gelişmiş yerleşim birimlerinde olan hizmetler uydu yer istasyonu kurulan bir kırsal bölgede de elde edilebilir. Yeryüzü engellerinden etkilenmediği için karasal hatların ulaşamadığı yerlere ulaşır. Geniş kitlelere özellikle dijital yayınlarda çok sayıda televizyon kanalının ulaşmasını sağlar. Uyduların birbirine bağlanması ile çok geniş bir veri ağı oluşturulur. Karasal sistemlerin sunduğu tüm ses, veri ve görüntü hizmetlerini sunarlar. Uydu haberleşmesinde kullanılan frekanslara ulaşmak için bilgi sinyallerinin uygun bir taşıyıcı frekans üzerine bindirilmesi gerekir. Bu işleme modülasyon denir. Bu işlem genlik, frekans ve sayısal modülasyon şeklinde olabilir. Çok sayıda uydu yer istasyonu, mevcut bir uyduyu belli bir program içinde kullanması gerekmektedir. Uydu sistemleri, çok sayıda kullanıcıya çoklu erişim teknikleri ile hizmet verirler. Çoklu erişim; sabit ayrılmış sistemler, rasgele erişimli sistemler ve kontrollü erişim sistemleri olarak üçe ayrılır. Sabit ayrılmış sistemler de XIkendi içinde frekans bölmeli çoklu erişim, zaman bölmeli çoklu erişim ve kod bölmeli çoklu erişim olarak üçe ayrılır. Frekans bölmeli çoklu erişimin karasal sistemlerin kullandığı ucuz teknoloji kullanma, ağ zamanlaması olmama gibi avantajları vardır. Buna karşın modülasyondan oluşan az miktarda karışım söz konusudur. Ayrıca kanal tahsisi ve gönderme güç kontrolü gerekmektedir. Zaman bölmeli çoklu erişimde ise kullanıcılar ayrılmış tüm spektrumu T saniyeden oluşan iletim zamanım belli aralıklara bölünmüş çerçeveler ile kullanırlar. Zaman bölmeli çoklu erişimin avantajları ise, FDMA da olan modülasyon gürültüsü daha azdır. Ayrıca tüm spektrumu belli aralıklarla tek kullanıcı kullandığından göndermeç güç kontrolüne gerek yoktur. İletişim planlan oluşturulması daha kolaydır. Fakat zaman bölmeli çoklu erişiminde ağ zamanlama senkronizasyonu, analog sinyallerin dijital sinyallere çevrilme zorunluluğu gibi dezavantajları vardır. Diğer bir sabit ayrılmış çoklu erişim tekniği de kod bölmeli çoklu erişimdir. Bu sistemde belli miktarda kullanıcı birbirine dik farklı kodlar kullanarak aynı iletim zamanında, aynı band genişliğini kullanabilir. Bu teknik daha güvenli, küçük anten ve gürültü gerektiren sistemlerde kullanılır. Ancak bu da karmaşık ve pahalı bir sistemdir. Rasgele erişimli sistemler ise saf aloha, bölmeli aloha, kapasite ayırmalı aloha, tutma etkili aloha, seçici dışlamalı aloha olmak üzere beşe ayrılır. Kontrollü erişim teknikleri ise TDMA rezervasyonlu DAMA, bölmelendirilmiş aloha rezervasyonlu DAMA, bölmelendirilmiş yerel senkronize rezervasyon ve hibrit rezervasyon-rasgele erişim olarak dört grupta incelenir. Uydu haberleşmesi uzun mesafeler arasında yapılır. İletim esnasında sinyal seviyesinin düşmesi alıcı tarafında bit hatası olasılığım artırır. Bu hata olasılığım azaltmak için kodlama yapılmaktadır. Kodlama özellikle gücü sınırlı olan, hata olasılığı düşük ve kanal kapasitesinin iyi kullanılması gereken sistemlerde kullanılır. Uydular değişik şekil ve uzaklıktaki yörüngeler kullanarak hizmet verirler. Bunlardan bazıları alçak yörünge, güneş senkron yörünge, yan senkron yörünge, molniya yörünge, jeosenkron yörünge ve derin uzay yörüngelerdir. Uydu sistemlerinin güvenilirliği, verilen yaşam ömrü içinde doğru çalışma olasılığıdır. Elverişlilik ise uydu sisteminin çalışması gerekli zaman ile bozulma zamanı arasındaki farkın çalışması gereken zamana oranıdır. Uydu sistemlerinin ortalama ömrü veya ortalama hata yapma süresi, sistemin hizmete girmesinden sonra ilk hatanın olması ortalama süresidir. Uydu sistemlerinin güvenilirliği seri ya da paralel olarak düzenlenmiş alt sistemlerin güvenilirliğinden elde edilir. Ayrıca sistemdeki anahtarların güvenilirlik hesabına katılması güvenilirliğin daha iyi hesaplanmasını sağlar. Askeri haberleşme sistemlerinde, çeşitli milletlerden ve bu milletlerin deniz, hava ve kara kuvvetlerinden oluşan haberleşme bölgeleri birbirine bağlanır. Buradaki kullanıcılar piyade, zırhlı araçlar, hava araçları, gemiler, sensörler, radarlar, karıştırıcılar ve silah sistemlerinden bir ya da birkaçı olabilir. Bu kullanıcılar değişik hız yapılarına sahiptir ve çeşitli terminaller kullanırlar. Ayrıca haberleşme yapılacak mesafeler de çok farklıdır ve bir kısmı sürekli yer değiştirirler. Haberleşme düşman tarafından karıştırılır veya bastadır. Ayrıca haberleşme öncelikleri ve güvenlik kısıtlamaları vardır. Böyle bir haberleşme ortamı karmaşık bir haberleşme yapısı gerektirir. XIIBu haberleşme yapısı; çoklu ortam haberleşmesi, mobil ağ yapısı, modüler ve esnek bir yapı, karasal olmayan bir ağ, yatay ve dikey haberleşme, yüksek devre kapasitesi, geniş band, ağ güvenliği, hava ve arazi koşullarına dayanıklılık gereklerini sağlaması gerekir. Körfez savaşında uydu haberleşmesi ile bölgeye kısa sürede gelen yaklaşık 540.000 askerin haberleşme ihtiyaçları mükemmel seviyede sağlanmıştır. Operasyonun en hızlı geliştiği zamanlarda günlük 700.000 telefon konuşması, 152.000 mesaj trafiği karşılanmıştır. Ayrıca 30.000'den fazla telsiz frekansı başarılı bir şekilde yönetilmiştir. A.B.D. savaşı uydular yardımıyla 7.000 km. uzaktan yönetmiştir. Etkin haberleşme sistemleri Irak' m haberleşme yapmasına imkan vermemiştir. Modern uydu haberleşme sistemleri savaşın kazanılmasında önemli rol oynamıştır. Uydu haberleşmesinde gelişmeler gelecekte de sürecektir. Tek noktadan geniş coğrafi alanlardaki çok noktaya yayın konusunda uydular çok avantajlıdır. Birçok uygulama için servis sağlayıcılar uydu, fiber optik kablo, mikro dalga telsizler, hücresel ve diğer mobil uygulamalar gibi alternatiflere sahiptir. Bundan dolayı uydu haberleşmesi diğerleri ile yarışmak, gelişmek zorundadır. Bazı uygulamalarda birkaç alternatif birlaştirilerek daha az maliyetli servis sağlanır. Özellikle uluslar arası sistemlerde iletim hatları için son noktaya ulaşma problemi çok önemlidir. Ülkeler arası hatlarda fiber optik kablo bitiş noktası trafik noktalarından uzaktır. Ülkeler genellikle diğer ülke sınırlan içinden geçen kablo hattını kullanmak istemezler. Uydu haberleşmesi bu son mil problemini ortadan kaldırır. Fiber optik iletim hatları genel olarak gelişmiş bölgelerden gelişmekte olan bölgelere doğru çekilir. Buna rağmen uydu haberleşmesi bütün bölgeler için eşit sistem kurma imkanı sağlar. Noktadan noktaya bağlantılar için fiber optik kablo mu yoksa uydu haberleşmesi mi daha avantajlı olduğu gerekli maliyet, mesafe, kullanıcı sayısı ve özelliklerine göre karar verilir. Uydu haberleşmesinde daha geniş bir frekans band genişliği, dolayısıyla daha fazla bilgi akışı sağlayan Ka bandının (20-30 GHz) kullanılması da büyük imkanlar sağlar. Uyduların birbirleri ile bağlanması ile kapsama alanları büyük ölçüde artacaktır. Bir uydunun kapsama alam uygun olarak bağlanan tüm uyduların kapsama alanlarının toplamına eşit olur. Uyduların birbirleriyle gruplandırılması ile de farklı hizmet veren servisler birbirine bağlanarak geniş bir ağ yapısı elde edilir. Sonuç olarak uydu haberleşmesindeki gelişmeler uydu sistemlerini haberleşme sistemlerinin en önemli parçası yapmıştır. Mevcut uydularımıza yenileri de eklenerek şimdiki haberleşme yapımız daha da genişleyecek, bilgiye hızlı ulaşmanın ve etkin bir şekilde kullanmanın çok önemli olduğu günümüzde uydu haberleşmesi ülkemizin gücüne güç katacaktır. X1U

Özet (Çeviri)

RELIABILITY IN SATELLITES AND COMMUNICATION SATELLITES USAGE IN TACHTICAL AREA SUMMARY In recent years satellite communications have developed very fast especially in mobile communications, computer networks, industry studies and military communications systems. In military communications, users with different speed, terminals and distance communicate with satellites. In the same time military communications take place under enemy suppress and interference activities. Voice, data and images can be transfered easiliy with satellites. This structure is independent from distance, reliable, elastic and has long life. Civilian communication systems can be seperate into two; public and private communications systems. Satellites are used in our daily life very much. Especially in international television broadcasting, global positioning systems, transportation, navigation, meteorology, voice, data and video communication, observation and science. Satellites have many adventages in communications. They provide economic, long distance communications. Even if distance between two user is different, communication cost is the same. They can transmit huge data sources by broadband characteristics. Because they are not effected by earth obstacles they can reach places which teresrial lines cannot. Many people get digital television broadcast by satellites. A huge computer network becomes by intersatellite links. Satellites can give all terrestrial services like voice, data and video transmission. Voice, data and video signals must be overlapped on a carrier frequency to be transmit on higher frequencies with satellite services. This process is called as modulation. There are three kinds of modulation like amplitude, frequency and digital modulation. Many earth stations use a satellite service with some programs. These programs are multiple access tecniques. Multiple access tecniques are fixed reserved systems, random access systems and controlled access systems. Fixed reserved systems are divided into three as frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access(TDMA) and code division multiple access(CDMA). FDMA has some advantages like using cheap systems which are used by terrestrial lines and not need network synchronization. But FDMA has some signal interference from modulation. FDMA also needs sending power control and channel reservation. TDMA has advantages too. It has low modulation noise. A user uses all frequency spectrum in a period so it doesn't need a sending power control. Making communication plans are easier than others. Also TDMA uses digital techniques. It has some disadvantages too. It must have a network time synchronization and analog to digital signal transformation. With code division multiple access (CDMA), «3HSSSS? XIV KBftMAinttKWnetwork stations transmit continuously and together on the same frequency band of the channel. There is interference between the transmission of different stations and this interference is resolved by the receiver which identifies the 'signature' of each transmitter. The signature is presented in the form of a binary sequence, called a code, which is combined with the useful information at each transmitter. CDMA is complex and expensive system. Random access techniques are pure aloha, slotted-aloha, reserved-aloha, hold effective-aloha, selective rejective-aloha. Controlled multiple access techniques are TDMA reserved DAMA, Slotted aloha reserved DAMA, Slotted local synchronized reservation and hybrit reservation-random access. Satellites have long distances to communicate. While they are transmitting signal, signal level decreases. Because of low signal level there are some bit errors. To decrease this bit error rate satellite systems must make coding. Coding is made by systems which have limited power, optimum channel utilization and must have low error rate. Satellites have orbits with different shape and distances. Some of them are low earth orbit, sun synchronious orbit, semi-synchronious orbit, high elliptic orbit, molniya orbit and geosynchronious orbit. Reliability of a system is defined by the probability of correct operation of the system during a given lifetime. The reliability of a complete satellite communication system depends on the reliability of its two principal constituens- the satellite and the ground stations. Reliability of a complete satellite system can be calculated by serial or parellel constituens' reliabilities. Reliabilities of switches can be added too. The availibility is the ratio of the actual period of correct operation of the system to the required period of correct operation. The availibility of a complete satellite communication system depends not only on the reliability of the constituents of the system but also on the probability of successful launching, replacement time and the number of operational and back-up satellites. In the military communications there are diffrent nations' units and these nations' army, navy and air components. These users are infantry, armoured vehicles, planes, ships, sensors, radars, interferers and weapon systems. These users have different speed structures and terminals. Communication distances are also very different. Users are always change their places. Enemy communication systems suppress and interfere communication systems. There are also communication priority and secrecy levels. In this tactical area communication there must be a complex satellite and communication structure. This communication structure must have multiple environment, mobile network structure, modular and elastic structure, non-terrestrial structure, vertical-horizontal communication, high channel capacity, broadband, network security. They must be suitable for weather and terresrial conditions. Satelllite communications meet 540.000 A.B.D. soldiers' communication needs exactly in the Gulf War. They made about 700.000 telephone speaking and 152.000 message transmission daily in the most intensive operation times. They also managed about 30.000 radio frequencies without any problem. A.B.D. managed this war from 7.000 km. distance by the help of satellite communications. Effective communication systems suppressed Iraq's communication systems so they couldn't communicate. Modern satellite communication systems have a great role in winning the war. Satellite communication systems will develop in the future. Satellites have great advantages in one point to multi point broadcasting. Servers can use satellites, fiber optic cables, microwave radios, cellular and other mobile systems. For this reason xvsatellites must compete with others. In some applications for cost effective result some alternatives may be combined. There is a last-mile problem in fiber optic lines especially in international systems. Fiber optic ending points in international lines have some distance from traffic points. A country may not want a fiber optic cable passing through another country. Satellite communication has not such a problem. Fiber optic cables are generally pass through from developped areas to developping areas. But satellite communications give equal system forming probability for all the regions. For point to point connections fiber optic cables and satellites can be used. To decide one of them cost, distance, user number and properties must be thought. In satellite communications using Ka-band (20-30 GHz) has a lot of advantages too. It has wider bandwith and data transfer capacity. Combined satellite systems give wider coverage areas. One satellite's coverage area is coverage areas of all suitable satellites' coverage areas. Combining satellites with different services gives wide network structure. As a result developments in satellite systems make them the most important part of communication systems. By adding more new satellites to our communication structure will develop. Satellite communication will give more power to our country in the future. xvi

Benzer Tezler

  1. Tez No

    547729

    Sentinel-2 uydu görüntüleri kullanılarak ayçiçeği bitkisi fenolojik evresinin izlenmesi ve verim tahmin çalışması

    Monitoring of phenological stage and yield estimation of sunflower plant using sentinel-2 satellite images

    ÖMER GÖKBERK NARİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Jeodezi ve FotogrametriZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAYGIN ABDİKAN

  2. Tez No

    637054

    Measurement and analysis of sky brightness in tae-3: A case study in Antarctica

    Tae-3 kapsamında gökyüzü parlaklığı ölçümü ve analizi: Antarktika için vaka çalışması

    FURKAN ALİ KÜÇÜK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CEYHAN KAHYA

  3. Tez No

    389396

    İSKİ UKBS ağı istasyonlarının zamansal yer değişimlerinin incelenmesi

    Research of timewise transpositions of the İSKİ UKBS network stations

    HATİCE ŞULE POSTACI TEMİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAHMİ NURHAN ÇELİK

  4. Tez No

    777911

    Statistical investigation of magnetosphere-ionosphere-ground interaction over mid-latitudes during geomagnetic storms

    Jeomanyetik fırtınalar sırasında orta enlemlerdeki manyetosfer-iyonosfer-yer etkileşiminin istatistiksel olarak incelenmesi

    EZGİ GÜLAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEREFŞAN KAYMAZ

  5. Tez No

    796592

    Design and implementation of high data rate is-OWC system based DWDM technique

    Başlık çevirisi yok

    MOHAMED JAFAR GHANI MAJEED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYÇA KURNAZ TÜRKBEN

Geri Dön