Zorlu Hava Koşullarında Alçak Dünya Yörüngesi Uydu ve Yer İstasyonu Haberleşme Sürekliliğinin Sağlanması
Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, cilt.19, sa.2, ss.61-81, 2026 (TRDizin)
- Yayın Türü: Makale / Tam Makale
- Cilt numarası: 19 Sayı: 2
- Basım Tarihi: 2026
- Dergi Adı: Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi
- Derginin Tarandığı İndeksler: TR DİZİN (ULAKBİM)
- Sayfa Sayıları: ss.61-81
- Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Alçak Dünya Yörüngesine (LEO) geçiş yüksek hızlı bağlantı sağlamayı amaçlasa da, Ka-bant frekanslarına (26.5-40 GHz) geçiş temel olarak yağmur sönümlemesinden kaynaklanan ciddi sinyal bozulmalarına yol açmaktadır. Bu çalışma, İstanbul'un iklim koşullarına özel olarak tasarlanmış bir Ka-bant LEO uydu bağlantısının hibrit performans analizini sunmaktadır. Dinamik varyasyonları simüle etmek için GMAT yörünge modeli oluşturulurken, stokastik atmosferik kanalı karakterize etmek için ITU-R P.618-13 modeli kullanılmıştır. Derin sönümlemeyi hafifletmek için DVB-S2X standardına dayalı bir Adaptif Kodlama ve Modülasyon (ACM) mimarisi entegre edilmiştir. Sonuçlar, statik link bütçesi şiddetli yağmurda (25 mm/sa) hizmet kesintisi yaşarken, önerilen ACM algoritmasının erişilebilirliği koruduğunu göstermektedir. ACM destekli sistemin şiddetli yağmurda spektral verimlilikte %101,1 artış ve hafif yağmurda %57 kapasite kazancı sağlaması, dinamik sönümleme hafifletmenin yeni nesil LEO takımyıldızlarının güvenilirliği için gerekli olduğunu doğrulamaktadır.
The transition to Low Earth Orbit (LEO) aims to provide high-speed connectivity, but the shift to Ka-band frequencies (26.5-40 GHz) introduces severe signal degradation due to rain attenuation. This study presents a hybrid performance analysis of a Ka-band LEO satellite link tailored for the climatological conditions of Istanbul, Türkiye. A deterministic orbital model was constructed using GMAT to simulate dynamic variations, while the ITU-R P.618-13 model characterized the stochastic atmospheric channel. To mitigate deep fading, an Adaptive Coding and Modulation (ACM) architecture based on the DVB-S2X standard was integrated. Results demonstrate that while a static link budget experiences service outages during heavy rain (25 mm/h), the proposed ACM algorithm maintains availability. Furthermore, the ACM-enabled system achieves a 101.1% spectral efficiency increase under heavy rain and a 57% capacity gain under light rain, validating that dynamic fade mitigation is essential for next-generation LEO constellations.