[pt] O desenvolvimento de sistemas de comunicações via satélite requer a introdução de novas tecnologias e novas técnicas, e o uso de freqüências elevadas superiores a 10 GHZ. Para aplicações utilizando freqüências acima de 10 GHz, deve ser considerada predominantemente a atenuação causada pela chuva. Este trabalho apresenta resultados intermediários de uma campanha de medidas realizada no CETUC, na faixa de 12 GHz. Esta campanha foi iniciada em 1987 com a realização de medidas radiométricas em diferentes regiões climáticas do Brasil. Em 1995, foram adquiridos sistemas de recepção de sinais de beacon de satélite. O principal objetivo das medidas é a aquisição das distribuições estatísticas de longo termo da atenuação causadas pela chuva, a serem utilizadas no planejamento e dimensionamento de futuros sistemas de comunicações via satélite. Além das distribuições cumulativas de longo termo, são analisadas: a variabilidade das distribuições ano a ano, as estatísticas de pior mês, as características dinâmicas da atenuação por chuva, a dependência da ocorrência de atenuação com a hora do dia, a distribuição da taxa de precipitação e a previsão da atenuação a partir da taxa de precipitação. / [en] The development of satellite communication systems requires the introduction of new technologies and techniques as well as the use of high frequencies, above 10GHz. Above such frequencies, rainfall induced attenuation effects, which are strongly frequency dependent, become important as the main source of reliability impairment. Thid work presents the intermediate results from a measurements campaign at 12GHz. This campaign began in CETUC in 1987 with radiometric measurements on several different Brazilian climatic regions. In 1995, systems for receiving satellite beacon signal were acquired. The main objective of the satellite beacon measurements is to obtain the long term distributions of rainfall induced attenuation, which will be used to aid the planning and design of future satellite communication systems. Besides the long term distributions of attenuation, the following results will be sought out: year-to-year variability of the attenuation distributions,worst-month statistics, the dynamic characteristics of rainfall induced attenuation, the daily variation of the occurrence of attenuation events, rainfall rate distributions and the possibility of modelling the attenuation as a function of the rainfall rate.

[pt] Com o objetivo de prover acesso global ao mundo da informação, as comunicações via satélite desempenham um papel fundamental, possibilitando o acesso de serviços de faixa larga em áreas onde a infra-estrutura terrestre não permite. Este trabalho apresenta uma caracterização destas aplicações potenciais para redes ATM via satélite, descrevendo os problemas e as limitações que ainda precisam ser superados, assim como as soluções que já foram sugeridas. Entre estes problemas, está o desenvolvimento de protocolos de múltiplo acesso que possibilitem a utilização eficiente do segmento espacial e, ao mesmo tempo, garanta a qualidade do serviço. Os protocolos de múltiplo acesso tradicionais não são adequados para redes com múltiplos serviços, como se espera num ambiente de faixa larga, visto que foram desenvolvidos para redes com um determinado tipo de aplicação. Desta forma, é necessário realizar uma adaptação destas técnicas convencionais, para esta nova realidade, pois através de protocolos de múltiplos acesso eficiente, será possível obter ganhos consideráveis nos recursos de segmento espacial, cada vez mais escassos e, conseqüentemente, caros. Para verificar em mais detalhes este problema, descreveremos três protocolos propostos para múltiplo acesso em redes ATM via satélite, todas eles baseados na técnica de método de acesso por divisão do tempo (ADTMA). O desempenho destes protocolos é analisado, através de simulação, comparando-se as vantagens e desvantagens de cada um. / [en] In order to provide global Access to the world of information, the satellite communications play a key rolo, making possible the Access of broadband services to areas where the terrestrial infrastructure doesn´t allow. This work shows a characterization of the potencials applications to the satellite ATM networks, making a description of the problems and limitations that need to be overcome, as well as the solutions that have been suggested. Among thesse problems, we have the development of multiple access protocols that allow an efficient utilization of space segment and, at same time, guarantee the quality of service. The traditionals multiples access protocols are not well suitable to multiple service networks, as we hope in a broadband environment, since they were created to networks with a specific application. So, it´s necessary to make an adaptation in these conventionals technics to this new reality, because through efficients multiple access protocols, will be possible to have considerable gains in space segment`s resources, more and more rare and, consequantly, expensive. To verify in more details this problem, we describe three protocols suggested to provide multiple access in satellite ATM networks, all of them based on the technic of time division multiple access (TDMA). The performance analysis of these protocols is done, through simulations, confronting the advantages and disadvantages of each one.

[pt] Um problema importante em sistemas de comunicações por satélite utilizando múltiplo acesso por divisão no tempo (TDMA) é a consignação de bursts no espaço tempo-freqüência disponível para estabelecer a interconexão entre as estações da rede. Alguns algoritmos tem sido sugeridos para realizar tal consignação de bursts. Este trabalho examina um conjunto de algoritmos que, embora heurísticos, procuram minimizar custos relacionados aos segmentos espaciais e de Terra bem como utilizar eficientemente os transpoders. Os algoritmos propostos são simples e nas situações examinadas apresentaram resultados pelo menos tão bons quanto os daqueles propostos anteriormente na literatura. / [en] An important problem in time division multiple Access (TDMA) sattelite systems is the assignment of bursts in the time-frequency space, available to provide the interconnection among a given pumber of earth stations. Algorithms for burst assignment in such an environment have already been considered in the literature. A set of algorithms are suggested here, which take into account that the resulting assignment should minimize space and earth terminal costs as well as leasd to efficient use of transponder capacities. The proposed algorithms are very simple and led to sebeduling results at least as good as those examined in the literature.

[pt] Em comunicações Via-Satélite, o regime de chuvas brasileiro se apresenta como fator limitante na análise da viabilidade de redes VSAT (Very Small Aperture Terminal) nas bandas Ka e Ku. O objetivo do trabalho é analisar a indisponibilidade por chuvas de redes VSAT com topologia em estrela usadas no Brasil para determinados serviços, tais como telefonia e transmissão de dados e TV, utilizando-se cenários hipotéticos em termos da localização das estações terminais, de satélites com transponders nas bandas Ka e Ku e das características reais dos equipamentos e sistemas. Um dos objetivos dentro deste tema foi a análise da influência do modelo de atenuação. Para tal foram utilizadas as duas últimas versões de modelo de atenuação por chuvas que tem sido recomendado pela UIT-R para aplicações em Engenharia. Complementando este objetivo, analisou-se também a influência de dados de taxas de precipitação para o Brasil utilizado nestes modelos, tendo sido utilizadas duas fontes: a Recomendação P.837 do UIT-R e medidas regionais realizadas pelo CETUC. Outro objetivo foi à comparação entre os valores estimados de indisponibilidade com limites máximos recomendados o que permite obter conclusões sobre a viabilidade destes sistemas no Brasil. Complementado o estudo acima descrito, um segundo caso foi analisado correspondendo a um sistema DVBS. O cenário é composto de outro satélite (PAS-9), porém com as mesmas configuração (rede VSAT e topologia em estrela) e estações terrenas com mesmas localizações. A diferença em relação ao primeiro caso reside principalmente na maior taxa de transmissão e por ter sido utilizado na análise da indisponibilidade um modelo de atenuação por chuvas regional, desenvolvido pelo CETUC com base em dados de medidas no Brasil. Uma análise similar foi feita considerando o modelo atual da UIT-R para fins comparativos. / [en] In satellite communication, the Brazilians rains distributions are presented like limited factor in the viability analyze of VSAT networks (Very Small Aperture Terminal) in the bands Ka and Ku. The aim of the work is analyze the unavailable caused by VSAT rains with star topology used in Brazil to some kinds of service, like telephone and data transmission and TV, using conjectural scenes on the satellite s terminal stations with transponders in the bands Ka and Ku and the real characteristics of the equipments and systems. One of the objectives is analyze the influence of the attenuation system. For it were used the last two versions models rainy attenuation that has been recommended by UIT-R for applications in engineering. Completing this objective, were also analyzed the influence precipitation taxes data for Brazil using this models, have been used two fonts: the recommendation P.837 from UIT-R and regional measured realized by CETUC. Other objective was the comparison between unavailable esteem values with maxim limits recommended what allows having conclusions about the viability of these systems in Brazil. Concluding the study, a second case was analyzed corresponding a system. The scene is composed by from other satellite (PAS-9), by the way, with the same localizations. The difference between both are: the first one has a bigger tax of transmission for being used analyze of the unavailable one model of attenuation for regional rains, made by CETUC based on measure data from Brazil. One similar analyze was made considering an actual model of UTI-R for final comparisons.

[pt] Este trabalho está relacionado ao problema do uso eficiente da órbita de satélite geoestacionário. A utilização eficiente da órbita é obtida através de um algoritmo de otimização que permite escolher as posições orbitais para os diversos sistemas de modo a reduzir ao máximo o percentual do arco orbital utilizado. Sendo assim, desenvolvido um modelo matemático que considerou além de aspectos de interferência, detalhes da geometria envolvida no problema (posições orbitais dos satélites, posições das estações terrenas, apontamento de antenas, etc.). Este modelo foi utilizado na definição de um problema de otimização com restrição cuja função objetivo se baseia na parcela do arco orbital utilizado. Neste problema de otimização com restrição foram consideradas restrições de níveis máximos de interferência (de entrada única e agregada) além de restrições de arcos orbitais, impostas por aspecto de propagação. O algoritmo de otimização utilizado requer o cálculo do Vetor Gradiente e da Matriz Hessiana. Para evitar erros de origem numéricos essas quantidades foram calculadas utilizando expressões analíticas desenvolvidas neste trabalho. O método matemático foi aplicado a situações específicas conduzindo a resultados que mostraram um uso eficiente da órbita de satélites geoestacionários através de soluções onde a parcela utilizada do arco é minimizada. / [en] This work is related to the efficient use of the geostationary satellite orbit. It presents and describes an optimization model which chooses the best orbital position for each satellite so that the length used orbital arc is minimized. A mathematical model considering aspects such as interference, geometry details (orbital position of the systems, earth station position, boresight of the antenna, etc) is proposed. This model was used in the definition of a constrained optimization problem in which the cost function is the length of the used orbital arc. Constrained imposed by propagation aspects (minimum elevation angle) and by the maximum allowable interference levels (aggregate and single-entry) are considered. The optimization algorithm requires the evaluation of the Gradient vector and the Hessian matrix. To avoid numeric problems, analytic expressions of these quantities were derived. Results of the application of this model to specific situations involving real data were also described and conducted to solutions where the length of the orbit used was minimized

[pt] Com a crescente utilização de sistemas de acesso sem fio ponto-multiponto em banda larga, operando em freqüências cada vez mais elevadas, cresce também a necessidade do desenvolvimento de novos modelos, mais precisos e consistentes, para a previsão da atenuação por chuvas, principal efeito da propagação em freqüências superiores a 10 GHz. Este trabalho apresenta uma modelagem semi-empírica para a previsão do comportamento estatístico da atenuação por chuvas em enlaces rádio terrestres ponto-a- ponto e via satélite. Os modelos foram desenvolvidos com base em resultados de medições conjuntas de taxa de precipitação e atenuação por chuvas em diversas regiões do Brasil, realizadas no período de desenvolvimento deste trabalho, além de medidas de várias partes do mundo, disponíveis no banco de dados de propagação da União Internacional de Telecomunicações (UIT-R). Os modelos desenvolvidos permitem obter a distribuição cumulativa de probabilidades da atenuação por chuvas a partir da distribuição da taxa de precipitação medida ou estimada na região do enlace. Embora existam diversos modelos propostos na literatura para previsão da atenuação em enlaces terrestres ou em enlaces via satélite, duas características importantes não são encontradas, conjuntamente, na maioria deles: utilizar, como base para a previsão, a distribuição da taxa de precipitação em toda a faixa de percentagens de tempo de interesse, e não apenas em um ou dois pontos; e manter consistência entre os modelos para os casos terrestre e via satélite. Além não de atender a estes requisitos, os modelos propostos apresentam erros de previsão menores ou equivalentes aos dos principais modelos da literatura, quando testados contra os resultados disponíveis de medidas em enlaces reais. / [en] The development of new technologies for broadband wireless access, using increasingly higher frequencies, points to the necessity of more accurate methods for rain attenuation, that represents the most serious impairment for radio systems operating in frequencies above 10 GHz. This work presents semi-empirical models for the prediction of rain attenuation in terrestrial and satellite links. The models were developed using data obtained in concurrent measurements of rain attenuation and point rainfall rate in different regions of Brazil. Some of these measurements were performed as part of this work and some were already available from previous measurements campaigns. Data available in the UIT-R data banks of propagation measurements were also used, in order to develop global methods. The models that have been developed allow the prediction of the cumulative probability distribution of rain attenuation from the cumulative distribution of point rainfall rate in the region of the link. Although several methods with these purpose can be found in the technical literature, the ones developed in this work present some important features that are not found, as a whole, in any of those models: they use the full rainfall rate distribution over the entire range of time percentages of interest; the terrestrial and satellite models are consistent, that is, the elements used in the terrestrial prediction model are kept in the satellite prediction model that involves a mor complex geometry. Besides that, the models proposed show an excelent performance in terms of prediction error, when compared with measured data.