Zorlu Hava Koşullarında Alçak Dünya Yörüngesi Uydu ve Yer İstasyonu Haberleşme Sürekliliğinin Sağlanması


Taçyıldız İ. F., Batur F., Güner M., KELEK M. O., Sakarya U.

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.