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위성통신 시스템에서 강우 감쇠 보상을 위한 알고리즘
Algorithms for Rain-Attenuation Compensation in Satellite Communication System 원문보기

한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, v.25 no.11A, 2000년, pp.1642 - 1651  

임광재 (한국전자통신연구원 위성통신시스템부) ,  권태곤 (한국전자통신연구원 위성통신시스템부) ,  유문희 (한국전자통신연구원 위성통신시스템부)

초록
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위성통신시스템에서의 10GHz이상의 Ku 또는 Ka 대역은 수십 dB의 크기를 갖는 강우에 의한 감쇠 현상이 심각하여 이러한 감쇠는 위성 링크의 심각한 성능 정하를 가져온다. 본 논문은 위성통신 링크 상에서의 강우 감쇠 보상을 위한 알고리즘을 제시하고, Ku 대역의 강우 감쇠 데이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 비교 분석하였다. 예측 기법 측면에서, 적응형 알고리즘을 적용한 기법과 신호 레벨 변화량에 근거한 예측 기법은 거의 동일한 예측 오차를 보였고, 따라서, 급속한 신호레벨 변화에 적응성을 요하지 않은 강우 감쇠 예측의 경우, 알고리즘 측면에서 비교적 간단한 예측 기법으로도 충분한 성능을 얻을 수 있음을 확인하였다. 또한, 제시된 전송 방식 결정 알고리즘은 기존의 임계값 기반 알고리즘에 비해 품질 저하율이 0.6%에서 0.01% 이하로 감소하였고, 거의 동일한 전송 효율을 가지면서 약 5배의 적은 전송 방식 전환을 요구한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나, 두 개 이상의 전송 방식을 사용할 경우, 다수의 임계값을 적용하여야 하며, 히스테리시스 적용을 위해 증가된하위 전송 방식에 대한 임계값과 상위 전송 방식의임계값은 히스테리시스 여유가 커질수록 근접하게되고 이는 다시 전송 방식의 전환율을 증가시키는결과를 초래한다. 따라서, 본 논문에서는 다수의 전송 방식을 선택 대상으로 하며, 임계값의 중감에 의한 히스테리시스 메커니즘이 아닌, 시간축 상에서의히스테리시스 효과를 갖는 결정 알고리즘을 제시한다

가설 설정

  • 강우 보상 알고리즘을 적용한 시스템은 전송 방식으로 8-ary PSK, QPSK, BPSK, 그리고 심볼 반복으로 BPSK 변조에서 2회 (BPSK2) 및 4회 (BPSK4) 반복을 포함하여 모두 5 가지의 전송 방식을 사용하는 것으로 가정하였다. 변조 방식에 추가적으로 부호화 이득 6.
  • 사용하는 것으로 가정하였다. 변조 방식에 추가적으로 부호화 이득 6.2 曲를 가정하였다. 표 1 에 부호화 함께 사용되는 PSK 电호 방식에 대해 AWGN 채널 환경에서 비트 오율 106 이하를 얻기 위해 요구되는 최소 신호 대 잡음 비와, 최하위 전송 방식의 전송률을 1로 하였을 때의 상대적인 전송률을 나타내었다.
  • 6 dB로 하였다. 보상 알고리즘에 의해 선택된 전송 방식이 감쇠가 발생한 시점으로부터 송수신기에 전달되어 전환이 이루어지기까지 소요되는 시간 T로 3 샘플을 가정하였다'시.강우 감쇠 예측 알고리즘에서, 고정적인 가중치를사용하는 경우(SBP), NLMS 적응형 알고리즘을 사용한 경우(AFP:NLMS), QR-RLS 적응형 알고리즘을 사용한 경우(AFP:QR-RLS)의 세 가지 방식에대하여, 예측 오차 측면에서 비교하기 위해 표 3의파라미터 값들을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다 여기서 예측 오차는 실제 수신 SNR과 동일 시간에 대해 예측된 SNR의 차이를 의미하며, 예측값은 예측 여유 할당을 포함하지 않았다.
  • 시뮬레이션 모델을 나타낸 것이다. 본 논문의 시뮬레이션은 보상 알고리즘에 초점이 있으■므로 수신기에서 복조는 완벽하다는 가정 하에 이루어지며수신기에서의 BER 은 PSK 신호 방식의 AWGN 채널 하에서의 이론적인 식에 의해 계산된다. 시뮬레이션에서 신호 대 잡음 비는 강우 감쇠 샘플과동일한 시간 간격에 의해 발생되며, 기준 신호 대잡음 비 S/Ne 강우 감쇠량 A에 의해 AS/N로 감쇠되고 예측기와 수신기의 입력이 된다.
  • 5 1. 시뮬레이션에서 가정된 적응형 전송 방식.

  • 시스템에서 사용할 수 있는 전송 방식으로 최대 d球개의 전송 방식이 있고 데이터 전송률의 크기에 따라 순열이 정해져 있다고 가정할 때, 결정 알고리즘은 다음 식과 같이 과거 시간 L동안 축적된 전송 효율이 최대가 되는 전송 방식 d 를 선정한다
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