Joint use of reconfigurable antenna pattern and adaptive coding and modulation in satellite communications at high frequency bands.

The Telecommunication market is driven by the increasing need of the end users for multimedia services which require high data rates. Within the fixed satellite service, frequency bandwidths wide enough to carry such high data rates are to be found in Ka band (26 − 40 GHz), and Q/V bands (40 − 50 GHz). However, at Ka band and above, transmitted signals can be severely affected by tropospheric attenuation for substantial percentages of time, resulting in the degradation of the quality and of the availability of communication services. Fade Mitigation Techniques must be used to counteract those severe propagation impairments. In this thesis we explore the joint use of two of the most promising techniques, known as Reconfigurable Antenna and Adaptive Coding and Modulation, which up to now has been separately developed. Some of our accomplishments include, but are not limited to: a methodology to describe rain attenuation conditions for multiple users in large geographical areas, a tractable framework for the generation of correlated time se- ries of rain attenuation for multiple receiving stations, the comparison of performance between Fixed antenna system and Reconfigurable antenna system coupled with Adaptive Coding and Modulation.

Il mercato delle Telecomunicazioni e' caratterizzato da una crescente richiesta di servizi multimediali da parte degli utenti e dalla conseguente richiesta di alta velocita' di trasmissione dati. Nel campo satellitare, le bande di frequenza adatte a supportare questi servizi sono la Ka (26 - 40 GHz) e le Q/V (40 - 50 GHz). A queste frequenze, le trasmissioni sono fortemente limitate dall'attenuazione causata dall'atmosfera, che ha come effetto finale una riduzione della qualita' di trasmissione e della disponibilita' dei servizi. Per ovviare a questa difficolta' devono essere implementate particolari tecniche di trasmissione, note come Fade Mitigation Techniques. In questa tesi viene esplorato l'uso congiunto di due di queste tecniche, fino ad ora sviluppate in modo separato: un'Antenna Riconfigurabile a bordo del satellite usata a supporto di Modulazioni e Codici Adattativi. Tra i risultati ottenuti in questo lavoro, i maggiori contributi riguardano, ma non sono limitati a: una metodologia per descrivere l'attenuazione dovuta a pioggia per siti multipli in un'ampia area di servizio, lo sviluppo di un modello efficace per ottenere serie temporali di attenuazione per stazioni riceventi multiple, il confronto in termini di prestazioni tra un sistema ad antenna fissa con un sistema ad antenna riconfigurabile che prevedono l'uso di Modulazioni e Codici Adattativi.