The study on the capacity of synchronous CDMA return link for a Ka band satellite communication system

Ka 대역을 사용하는 동기화 CDMA 위성 시스템 리턴링크의 수용용량에 관한 연구

  • Published : 1998.07.01

Abstract

Future satellite communication systems will be developed at Ka-band (20/30 GHz) owing to the relatively wide frequency allocation and current freedom from terrestrial interference for multimedia services. A serious disadvantage of the Ka-band, however, is the very high atmospheric attenuation in rainy weather. Synchronous CDMA drastically redces the effect of self-noise with several interesting features of CDMA for mobile communications such as fixible freuqncy rese, the capability of performin soft-handover and a lower sensitivity to interference. This paper evaluates the performance of a synchronous CDMA reture link for a Ka-band geostationary satellite communication system. For a fixed satellite channel whose characteristics depend on weather conditions, the signal envelope and phase for this channel is modelled as Gaussian. The bit error and outage probability, and the detection loss due to imperfect chip timing synchronization is analytically evaluated and the system capacity degaradation due to the weather condition is estimated. The two cases consist of the general case in which all users are affected by rain condition, and the worst case in which the reference user is only affected by rain attenuation. the results for two cases of rain condition clearly show that synchronous CDMA eases the power control requirements and has less sensitivity to imperfect power control.

멀티미디어 서비스를 위한 미래 위성통신용 Ka 대역(20/30 GHz)은 지상의 간섭으로부터 자유롭고 상대적으로 넓은 주파수 대역을 장점으로한다. 그러나, Ka 대역의 큰 단점은 강우 조건에서 매우 큰 대기중감쇄가 존재한다는 점이다. 통기화 CDMA는 유연한 주파수 재사용과 연성 통화인계(soft-handover), 간섭에 덜 민감한 점등의 이동통신을 위한 CDMA의 주요 특징뿐만아니라, 자기간섭을 상당히 줄일 수 있다는 특징도 가진다. 본 논문에서는 Ka 대역에서 운용되는 동기화 CDMA 정지위성 시스템 리턴링크의 성능을 고찰하였다. 기후 조건에 영향을 받는 특성을 가지는 정지위성 채널에 대해 신호의 포락선과 위상을 가우시안으로 모델링 하였다. 강우 조건에서의 비트 오율과 outage 확률 그리고 불완전한 칩동기화로 인한 검출손실을 해석적으로 계산하고, 기후 조건에 의한 시스템 수용용량 감소를 추정하였다. 강우에 의해 모든 사용자가 영향을 받는 일반적인 경우와, 기준 사용자만 영향을 받는 최악의 경우 두가지 경우에 대한 분석이 수행되었는데, 그 결과 동기화 CDMA는 전력제어 요구의 부담을 덜어주고, 불완전한 전력제어에 덜 민감함을 보였다.

Keywords

References

  1. IEEE J. Select. Areas Commun. v.10 no.2 A personal communications network using a Kaband satellite L. C. Palmer;E. Laborde;A. Stern;P. Y. Sohn
  2. ACTS mobile communications summit Multimedia services using portable and mobile satellite terminals G. Losquadro
  3. 위성 멀티미디어 기술 세미나
  4. IEICE Trans. on Commun. v.E80-B no.1 Special issue on advances in satellite communications forward multimedia era
  5. IEEE J. Select. Areas Commun. v.8 Increased capacity using CDMA for mobile satellite communications K. S. Gilhouse;J. M. Jacobs;R. Padovani;L. A. Weaver, Jr.
  6. Proc. of IEEE v.84 no.1 Advances in satellite CDMA transmission for mobile and personal communications R. D. Gaudenzi;F. Giannetti;M. Luise
  7. IEEE J. Select. Areas Commun. v.10 no.2 Bandlimited quasi-synchronous CDMA:A novel satellite access technique for mobile and personal communication systems R. D. Gaudenzi;C. Elia;r. Viola
  8. Third Ka band utilization conference Link design and dimensioning of CDMA, the alternative multiple access in SECOMS C. Valadon;P. Taaghol;B. G. Evans;R. Tafazolli
  9. International mobile satellite conference Design of a synchronous CDM forward link and a quasi-synchronous CDMA return link for future satellite based mobile and personal communication systems S. Crozier;B. Mazur;L. Erup
  10. Ka 대역 지구국 기능 및 구조 연구 최종 보고서 황금찬;조용훈;황승훈;권순일;이용한;최승훈
  11. Proc. of IEEE v.85 no.6 Special issue on Ka band propaga-tion effects on earth-satellite link
  12. IEEE Vehicular Technology Conference Statistical models for land mobile and fixed satellite communications at Ka band C. Loo
  13. IEEE I. Select. Areas Commun. v.10 no.2 Direct sequence spread spectrum in a shadowed Rician fading land mobile satellite channel R. D. J. van Nee;H. S. Misser;R. Prasad
  14. IEEE Trans. Commun. v.COM-35 Performance evaluation for phase-coded spread spectrum multiple-access communica-tions-part Ⅰ: system analysis M. B. Pursley
  15. Probability in communication engineering P. Beckmann