Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11778
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAhmad Fadzil Ismail, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorKhairayu Badron, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMd. Rafiqul Islam, Ph.Den_US
dc.contributor.authorNur Hanis Sabrina Suhaimien_US
dc.date.accessioned2023-10-04T01:14:23Z-
dc.date.available2023-10-04T01:14:23Z-
dc.date.issued2023-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11778-
dc.description.abstractThe congestion at the lower frequency bands is pushing the demands for the usage and operation in the higher bands. The bands above 10 GHz are now required to satisfy the tremendously increasing needs in satellite communication (SatCom) systems. The biggest problem in deploying frequencies above 10 GHz in tropical-equatorial regions is that such areas will experience acute degradation of signal quality due to heavy rainfall throughout the year. A reliable estimation of rain attenuation is required. Dependable fade margins are required in mitigating the harsh signal losses. It is found that data validation for rain attenuation estimation using the frequency scaling technique is not available in any previous studies conducted in tropical regions. It has been suggested that instead of using the conventional method of predicting rain attenuation using the point rainfall rate information, an applicable non-meteorological technique should also be established. A frequency scaling technique can be the alternatives mean to predict rain attenuation when rainfall data is not available. The objectives of the research entail rain-induced attenuation studies for SatCom in tropical regions. They comprise identifying the best fade margin for rain attenuation at various links, formulating a new frequency scaling model with improved accuracy, and validating the proposed model. The methodologies involved in the study encompass the processing of the beacon signals into first-order statistics of rain attenuation. This, later, leads to the generation of monthly and annual rain attenuation Cumulative Distribution Functions (CDFs). The worst month analysis for rain intensity and rain attenuation was also carried out. The signal loss is expected to be appalling in the worst month because of the high occurrence of rain events. The required fade margin was determined from an exceedance at a specific point from the annual CDF. In brief, the frequency scaling model was derived based on the correlation between the attenuation ratio of a higher and lower frequency against the attenuation at a lower frequency. The newly developed formulation was utilized to generate new CDFs of attenuation at different frequencies. The proposed model offers a lower RMSE value and percentage error of 2.8 and 11.3% respectively. In contrast, the generic method suggested by the ITU-R only managed to perform prediction with RMSE value and percentage errors of 28.3 and 28% accordingly. The new model was validated using data set from alternative years and alternate locations. In conclusion, the results from the research demonstrate a model that can be used in the tropical-equatorial region in a way denoting the achievement of fulfilling the stated objectives. The satellite signal performance can be improved by applying developed mitigation techniques with an economically viable cost where dependable fade margins can be attained. The newly developed frequency scaling technique can offer the right margin to achieve the required quality of service (QoS) for future SatCom in supporting near-future 5G communication. Consistent connectivity for high-speed broadband communication demand in delivering digital and internet applications during heavy precipitation can be attained.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2023en_US
dc.titleFrequency scaling in millimetre-wave rain attenuation estimation for satellite link in tropical regionsen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityG1520024NurhanisSabrinaBintiSuhaimien_US
dc.description.identifierThesis : Frequency scaling in millimetre-wave rain attenuation estimation for satellite link in tropical regions / by Nur Hanis Sabrina binti Suhaimien_US
dc.description.kulliyahAhmad Ibrahim Kulliyyah of Lawsen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineeringen_US
dc.description.abstractarabicيؤدي الازدحام في نطاقات التردد المنخفضة إلى زيادة الطلب على استخدام وتشغيل نطاقات التردد الأعلى. لذلك، فإنّ النطاقات فوق 10 جيجاهرتز مطلوبة الآن لتلبية الاحتياجات المتزايدة بشكل كبير في أنظمة اتصالات الأقمار الاصطناعية (SatCom). ولكنّ أكبر مشكلة في نشر الترددات فوق 10 جيجاهرتز في المناطق الاستوائية المدارية هي أن هذه المناطق ستشهد تدهوراً حاداً في جودة الإشارة بسبب هطل الأمطار الغزيرة على مدار العام. فمن المطلوب تقدير موثوق للتوهين الناجم عن المطر. وكذلك، هناك حاجة لهوامش تلاشي موثوقة للتخفيف من الخسائر الحادّة في الإشارة. لقد وجد أن التحقق من صحة البيانات لتقدير التوهين الناجم عن المطر باستخدام تقنية تعديل التردد (Frequency Scaling) لم يرد في أي دراسات سابقة أجريت في المناطق المدارية. لذا يقترح هذا البحث أنه بدلاً من استخدام الطريقة التقليدية للتنبؤ بالتوهين الناجم عن المطر باستخدام معلومات معدل هطل المطر النقطي، ينبغي أيضاً إنشاء تقنية قابلة للتطبيق غير متعلقة بالأرصاد الجوية. ويمكن أن تكون تقنية تعديل التردد هي الوسيلة البديلة للتنبؤ بالتوهين الناجم عن المطر عندما لا تتوفر بيانات هطل الأمطار. تتضمن أهداف البحث دراسات التوهين الناجم عن المطر لاتصالات الأقمار الاصطناعية (SatCom) في المناطق المدارية. وتشمل تحديد أفضل هامش تلاشي للتوهين الناجم عن المطر في وصلات مختلفة، وصياغة نموذج جديد لتعديل التردد بدقة محسنة، والتحقق من صحة النموذج المقترح. كما تشمل المنهجيات المتضمنة في الدراسة معالجة الإشارات المرسلة للحصول على إحصائيات أولية للتوهين الناجم عن المطر. ويؤدي هذا لاحقاً إلى توليد دوالّ توزيع تراكمي (CDFs) للتوهين الناجم عن المطر شهرية وسنوية. كما تم إجراء تحليل الشهر الأسوأ لكثافة المطر والتوهين الناجم عن المطر. حيث من المتوقع أن تكون خسارة الإشارة مروعة في أسوأ شهر بسبب ارتفاع معدل هطل المطر. وقد تم تحديد هامش التلاشي المطلوب من خلال تجاوز الحد الأقصى عند نقطة معينة من (CDF) السنوي. باختصار، تم اشتقاق نموذج تعديل التردد بناءً على الارتباط بين نسبة التوهين لتردد أعلى وتردد أدنى مقابل التوهين عند تردد أدنى. كما تم استخدام الصيغة المطورة حديثاً لتوليد (CDFs) جديدة للتوهين عند ترددات مختلفة. يقدم النموذج المقترح قيمة (RMSE) ونسبة خطأ بمقدار 2.8 و 11.3٪ على التوالي. وعلى النقيض من ذلك، فإن الطريقة العامة التي اقترحها قطاع الاتصالات الراديوية (ITU-R) لم تتمكن إلا من التنبؤ بقيمة (RMSE) ونسبة خطأ بمقدار 28.3 و 28٪ على التوالي. تم التحقق من صحة النموذج الجديد باستخدام مجموعة بيانات من سنوات مختلفة ومواقع مختلفة. وفي الختام، تظهر نتائج البحث نموذجاً يمكن استخدامه في المنطقة الاستوائية المدارية بطريقة تدل على تحقيق الأهداف المذكورة. يمكن تحسين أداء إشارة القمر الاصطناعي من خلال تطبيق تقنيات تخفيف مطورة بتكلفة مجدية اقتصادياً، حيث يمكن تحقيق هوامش تلاشي موثوقة. ويمكن أن توفر تقنية تعديل التردد المطورة حديثاً الهامش الصحيح لتحقيق جودة الخدمة (QoS) المطلوبة لاتصالات الأقمار الاصطناعية (SatCom) المستقبلية في دعم اتصالات الجيل الخامس (5G) في المستقبل القريب. كما يمكن تحقيق اتصال ثابت لتلبية حاجة اتصالات النطاق العريض عالي السرعة في تقديم التطبيقات الرقمية وتطبيقات الإنترنت أثناء هطل الأمطار الغزيرة.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.emailhanis.sabrinasuhaimi@gmail.comen_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2023.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xi, 218 leaves) ; color illustrations.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
G1520024NurhanisSabrinaBintiSuhaimi_24.pdf24 pages file3.08 MBAdobe PDFView/Open
G1520024NurhanisSabrinaBintiSuhaimi_SEC.pdfFull text secured file29.25 MBAdobe PDFView/Open
G1520024NurhanisSabrinaBintiSuhaimi_SEC_COPYRIGHT_DECLARATION.pdf
  Restricted Access
Copyright Declaration85.24 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.