본 논문에서는 마이크로파 중계 시스템 망의 주파수 조정에 적용할 수 있는 효율적인 보호비 산출 방법을 제안하고 결과를 제시한다. 또한 인접 채널 보호비를 계산하기 위해 송신 스펙트럼 마스크와 수신 필터 특성에 관련된 통합 필터 변별도(NFD)를 고찰하였다. 보호비는 변조 방식에 따른 신호-대-잡음 비, 잡음-대-간섭 비, 다중 간섭 허용, 다중 경로 또는 강우 감쇠의 페이드 마진, 통합 필터 변별도의 변수들로 구성된다. 주파수 6.7 GHz, 64-QAM, 거리 60 km, BER$10^{-6}$에서 계산된 페이드 마진 및 보호비는 각각 41.1 및 75.2 dB를 얻을 수 있었다. 채널 대역폭 40 MHz의 NFD는 첫 번째 인접 채널에서 28.9 dB가 되며, 이로부터 첫 번째 인접 채널의 보호비는 46.3 dB가 됨을 알 수 있었다. 또한 실제 중계망의 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템간의 NFD 및 보호비도 고찰하였다. 제안된 방법은 계산의 용이성과 체계적 확장, 그리고 밀리미터파 중계망의 주파수 조정에도 동일한 개념을 적용할 수 있는 장점을 갖는다.
본 논문에서는 마이크로파 중계 시스템 망의 주파수 조정에 적용할 수 있는 효율적인 보호비 산출 방법을 제안하고 결과를 제시한다. 또한 인접 채널 보호비를 계산하기 위해 송신 스펙트럼 마스크와 수신 필터 특성에 관련된 통합 필터 변별도(NFD)를 고찰하였다. 보호비는 변조 방식에 따른 신호-대-잡음 비, 잡음-대-간섭 비, 다중 간섭 허용, 다중 경로 또는 강우 감쇠의 페이드 마진, 통합 필터 변별도의 변수들로 구성된다. 주파수 6.7 GHz, 64-QAM, 거리 60 km, BER $10^{-6}$에서 계산된 페이드 마진 및 보호비는 각각 41.1 및 75.2 dB를 얻을 수 있었다. 채널 대역폭 40 MHz의 NFD는 첫 번째 인접 채널에서 28.9 dB가 되며, 이로부터 첫 번째 인접 채널의 보호비는 46.3 dB가 됨을 알 수 있었다. 또한 실제 중계망의 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템간의 NFD 및 보호비도 고찰하였다. 제안된 방법은 계산의 용이성과 체계적 확장, 그리고 밀리미터파 중계망의 주파수 조정에도 동일한 개념을 적용할 수 있는 장점을 갖는다.
This paper suggests an efficient method of protection ratio calculation and shows some results applicable to frequency coordination in microwave(M/W) relay system networks, and the net filter discrimination(NFD) associated with Tx spectrum mask and overall Rx filter characteristics has been examined...
This paper suggests an efficient method of protection ratio calculation and shows some results applicable to frequency coordination in microwave(M/W) relay system networks, and the net filter discrimination(NFD) associated with Tx spectrum mask and overall Rx filter characteristics has been examined to obtain the adjacent channel protection ratio. The protection ratio comprises several factors such as C/N of modulation scheme, noise-to-interference ratio, multiple interference allowance, fade margins of multi-path and rain attenuation, and NFD. According to computed results for 6.7 GHz, 64-QAM, and 60 km at BER $10^{-6}$, fade margin and co-channel protection ratio are 41.1 and 75.2 dB, respectively. NFD for channel bandwidth of 40 MHz reveals 28.9 dB at the first adjacent channel, which results in adjacent channel protection ratio of 46.3 dB. In addition, NFD and protection ratio for different systems with channel bandwidth 20 and 40 MHz have been investigated to be used for actual M/W networks. The proposed method provides some merits of an easy calculation, systematic extension, and applying the same concept to frequency coordination in millimeter wave relay system networks.
This paper suggests an efficient method of protection ratio calculation and shows some results applicable to frequency coordination in microwave(M/W) relay system networks, and the net filter discrimination(NFD) associated with Tx spectrum mask and overall Rx filter characteristics has been examined to obtain the adjacent channel protection ratio. The protection ratio comprises several factors such as C/N of modulation scheme, noise-to-interference ratio, multiple interference allowance, fade margins of multi-path and rain attenuation, and NFD. According to computed results for 6.7 GHz, 64-QAM, and 60 km at BER $10^{-6}$, fade margin and co-channel protection ratio are 41.1 and 75.2 dB, respectively. NFD for channel bandwidth of 40 MHz reveals 28.9 dB at the first adjacent channel, which results in adjacent channel protection ratio of 46.3 dB. In addition, NFD and protection ratio for different systems with channel bandwidth 20 and 40 MHz have been investigated to be used for actual M/W networks. The proposed method provides some merits of an easy calculation, systematic extension, and applying the same concept to frequency coordination in millimeter wave relay system networks.
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문제 정의
다음은 주파수가 10 GHz 이상에서 고려되는 강우 감쇠에 의한 균일 페이드 마진에 대해 살펴보자. ITU-R P.
본 논문에서는 M/W 중계망의 주파수 조정에 필요한 보호비 산출을 위해 확장 및 적용이 용이한 알고리즘을 제안하고 계산 결과를 제시한다. 제안된 방법은 변조 방식에 따른 C/N, Nil 및 다중 간섭 허용, 다중 경로 및 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭 영향을 줄이는 통합 필터 변별도의 함수로 표현된다.
본 논문에서는 M/W 중계망의 주파수 조정에 필요한 보호비 산출을 위해 확장 및 적용이 용이한 알고리즘을 제안하고 통합 필터 변별도(NFD)의 수학적 고찰 및 계산 결과를 제시하였다. 제시된 보호비 도출 방법은 크게 4가지로 함수로 구성되는데, 변조 방식에 따른 C/N과 허용 간섭의 한계인 다중 경로 또는 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭영향을 줄이는 NFD이다.
가설 설정
고려하였다. 즉, 그림 8과 같이 20 MHz 채널을 갖는 시스템을 간섭 신호로 간주하여 40 MHz 채널을 갖는 시스템의 수신부에 유입되는 경우를 가정하였다. 계산에 적용된 변수는 그림 5와 동일하며, 40 MHz의 NFD 계산에 필요한 송신 스펙트럼 마스크와 수신기의 전체 필터 특성은 그림 6과 동일한 것으로 하였다.
제안 방법
M/W 중계망에서 대역폭이 상이한 시스템의 보호비 산출을 위해 채녈 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 경우를 고려하였다. 즉, 그림 8과 같이 20 MHz 채널을 갖는 시스템을 간섭 신호로 간주하여 40 MHz 채널을 갖는 시스템의 수신부에 유입되는 경우를 가정하였다.
7 GHz 대역에서 거리, M-ary QAM, NFD를 변수로 계산한다. 또한 무선 중계망 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템간의 NFD 및 보호비도 고찰하며, 주파수 증가에 따른 페이드 마진의 영향을 보기 위해 11 GHz 대역의 다중 경로 및 강우의 페이드 마진을 각각 계산하고 결과를 고찰한다.
9) dB가 됨을 알 수 있었다. 또한 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템 간의 NFD 및 보호비도 고찰하였다. 이는 20 MHz 채널 대역폭을 갖는 송신기가 간섭 원으로 작용하여 40 MHz 채널 대역폭을 갖는 피해 수신기에 유입되는 경우이며, 주파수 이격 20 MHz에서 NFD 및 보호비는 각각 38.
제안된 방법은 변조 방식에 따른 C/N, Nil 및 다중 간섭 허용, 다중 경로 및 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭 영향을 줄이는 통합 필터 변별도의 함수로 표현된다. 실제 동일 및 인접 채널의 보호비 산출 및 적용을 보이기 위해 6.7 GHz 대역에서 거리, M-ary QAM, NFD를 변수로 계산한다. 또한 무선 중계망 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템간의 NFD 및 보호비도 고찰하며, 주파수 증가에 따른 페이드 마진의 영향을 보기 위해 11 GHz 대역의 다중 경로 및 강우의 페이드 마진을 각각 계산하고 결과를 고찰한다.
고찰 및 계산 결과를 제시하였다. 제시된 보호비 도출 방법은 크게 4가지로 함수로 구성되는데, 변조 방식에 따른 C/N과 허용 간섭의 한계인 다중 경로 또는 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭영향을 줄이는 NFD이다. 계산된 보호비는 연중 가용율 99.
제안된 방법은 변조 방식에 따른 C/N, Nil 및 다중 간섭 허용, 다중 경로 및 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭 영향을 줄이는 통합 필터 변별도의 함수로 표현된다. 실제 동일 및 인접 채널의 보호비 산출 및 적용을 보이기 위해 6.
2 dB보다 크면 해당 무선망의 설계는 목표치에 만족하는 것으로 판정하게 된다. 주파수 6.7 GHz 대역의 40 MHz 채널 대역폭에 대한 송신 스펙트럼 마스크와 수신 필터 특성으로부터 NFD를 계산하였다. 채널 40 MHz에 대한 첫 번째 인접 채널에서 NFD는 28.
성능/효과
계산 결과에 따르면 주파수 6.7 GHz, BER 10-6, 변조 방식 64-QAM, 거리 60 km에 대한 페 이드 마진은 41.1 dB, 그리고 보호비는 75.2 dB가 됨을 알 수 있었다. 이러한 조건에서 피해 수신기에 유입되는 신호 대 간섭 전력의 비가 보호비 75.
제시된 보호비 도출 방법은 크게 4가지로 함수로 구성되는데, 변조 방식에 따른 C/N과 허용 간섭의 한계인 다중 경로 또는 강우 감쇠의 페이드 마진, 인접 채널의 간섭영향을 줄이는 NFD이다. 계산된 보호비는 연중 가용율 99.99 %, 주파수 6.7 GHz, 평균 굴절 기울기 Pl =10에 대해 변조 방식 M-aiy QAM 및 거리의 함수로 나타내었다. 또한 무선 중계망 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템 간의 NFD 및 보호비도 고찰하였으며, 주파수 11 GHz에 대해 다중경로 및 강우 페이드 마진을 고려한 보호비 정정인 자를 제시하여 기준 보호비로부터 원하는 보호비를 구할 수 있음을 보였다.
9(故가 된다. 따라서 첫 번째 인접 채널에서의 보호비는 동일 채널 보호비 75.2 dB에서 NFD 값(28.9 dB)을 빼주면 46.3 dB가 됨을 알 수 있다. 동일한 개념으로 다른 거리 및 M-ary QAM 에 대한 보호비도 그림 5로부터 단지 변조도에 따른 이N의 차이만큼 있어 쉽게 구할 수 있다.
7 GHz, 평균 굴절 기울기 Pl =10에 대해 변조 방식 M-aiy QAM 및 거리의 함수로 나타내었다. 또한 무선 중계망 적용을 위해 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템 간의 NFD 및 보호비도 고찰하였으며, 주파수 11 GHz에 대해 다중경로 및 강우 페이드 마진을 고려한 보호비 정정인 자를 제시하여 기준 보호비로부터 원하는 보호비를 구할 수 있음을 보였다.
둘째, 고정 M/ W 중계와 이동 통신, 위성 통신, 또는 기타 무선 통신 간의 간섭을 분석함에 있어서 고정 M/W 중계 시스템의 주파수 조정을 위한 판단 및 활용이 가능하다. 셋째, 동일한 개념을 밀리미터파 대역의 보호비 산출에도 적용할 수 있어 주파수 조정을 위한 간섭분석이 가능하다.
이상에서 설명한 방법은 밀리미터파 대역의 보호비 산출에도 적용이 가능하며, 이 경우에는 전송 거리가 수 km 미만이기 때문에 다중 경로에 의한 페이딩은 사라지고, 강우 감쇠에 의한 페이드 마진만 보호비 계산에 유효하게 된다.
7 GHz 대역의 40 MHz 채널 대역폭에 대한 송신 스펙트럼 마스크와 수신 필터 특성으로부터 NFD를 계산하였다. 채널 40 MHz에 대한 첫 번째 인접 채널에서 NFD는 28.9 dB를 얻을 수 있었으며, 이러한 결과로부터 거리 60 km 및 변조 방식 64-QAM에 대한 인접 채널 보호비는 46.3(= 75.2-28.9) dB가 됨을 알 수 있었다. 또한 채널 대역폭 20 및 40 MHz를 갖는 이종 시스템 간의 NFD 및 보호비도 고찰하였다.
수 있다. 첫째, 주파수 조정에 필수적으로 수반되는 보호비를 다양한 변조 방식, 주파수, 거리, 지형 기후인자, 송수신 안테나 높이, NFD 등에 따라 일목요연하게 구할 수 있는 체계를 구축하였고, 실제 무선망 설계 시에 간섭 계산으로부터 설계의 적절성을 판단하는 보호비 기준을 정립하였다. 둘째, 고정 M/ W 중계와 이동 통신, 위성 통신, 또는 기타 무선 통신 간의 간섭을 분석함에 있어서 고정 M/W 중계 시스템의 주파수 조정을 위한 판단 및 활용이 가능하다.
계산된 NFD 및 보호비는 그림 9 및 표 3에 나타내었다. 표 3에서 알 수 있듯이 주파수 이격 0, 20, 40 MHz에서 보호비는 각각 75.2, 36.6, 9.5 dB가 됨을 보여준다. 표 2 및 3에서 주파수 이격 40 MHz에 대한 보호비는 각각 46.
후속연구
첫째, 주파수 조정에 필수적으로 수반되는 보호비를 다양한 변조 방식, 주파수, 거리, 지형 기후인자, 송수신 안테나 높이, NFD 등에 따라 일목요연하게 구할 수 있는 체계를 구축하였고, 실제 무선망 설계 시에 간섭 계산으로부터 설계의 적절성을 판단하는 보호비 기준을 정립하였다. 둘째, 고정 M/ W 중계와 이동 통신, 위성 통신, 또는 기타 무선 통신 간의 간섭을 분석함에 있어서 고정 M/W 중계 시스템의 주파수 조정을 위한 판단 및 활용이 가능하다. 셋째, 동일한 개념을 밀리미터파 대역의 보호비 산출에도 적용할 수 있어 주파수 조정을 위한 간섭분석이 가능하다.
향후 시스템 간의 각각 다른 수신 필터의 특성으로부터 NFD 및 보호비를 주파수 편이의 함수로 산출하여 전체 M/W 중계 주파수 대역에 대한 동일 및 인접 채널 보호비의 기준을 제시하는 과정이 남아 있다.
참고문헌 (14)
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