라이시안 로그노말 페이딩 채널 모델에서 채널 부호를 사용한 이동 성층권 통신 시스템의 성능 분석

Performance Analysis of a Mobile Stratospheric Communication System with Channel Codings over Rician Log-Normal Fading Channel Models

최근 들어 개인 이동 통신 또는 대용량 고속 통신의 서비스 향상을 위하여 성층권 통신에 대한 관심이 높아지고 있다. 실제로 ITU에서는 성층권 통신 시스템을 IMT-2000의 지상 기지국 또는 중계국으로 사용하는 것에 대한 가능성을 지속적으로 연구하고 있는 상황이다(1). 그러나, 이러한 성층권 통신은 실제로 채널을 측정한 데이터가 없어 정확한 성능 예측이 어렵고, 성층권에 시험용 비행선을 위치시키는 것도 막대한 예산이 필요하다. 본 논문에서는 성층권의 채널 모델로서 Corazza(2)가 제안하고, 유문희(3)등에 의하여 개선된 채널 데이터를 사용하여 라이시안 로그 노말 페이딩 채널을 모델링하고, 이러한 채널에서의 이동 성층권 통신 시스템의 성능을 평가하고자 한다. 사용한 통신 방식은 BPSK 변조 방식이며, 개방 지역(open area), 시골 지역(rural area),도심 지역(urban area)의 경우에 대하여 각각 세가지 앙각, 즉 이동체에서 비행선을 바라본 각도 20$^\cire$, 45$^\cire$, 80$^\cire$ 에 대하여 성능을 구하였다. 또한, 각 경우에 대하여 해밍 부호(7,4), BCH 부호(15,7)와 제한길이(constraint length)가 3이고 부호화율이 R=1/2인 콘볼루션 부호 등을 적용하여 성능의 향상 효과를 분석하였다.

There have been increased concerns on mobile stratospheric communication system(SCS) for the purpose of advanced service of personal and high speed communication systems. In fact, this SCS is considered and studied for IMT-2000 service by ITU. Although, it is important to make accurate channel model for prediction of the SCS performance, there is no measured channel data in this system. Thus, in this paper, we estimate the performance of SCS bye use of channel model provided by Corazza(2) and modified by You(3). And also, the effects of channel codings on system performance are analyzed by deriving bit error performance based on realistic Rician log-normal fading channel models. The performance results are divided into three kinds of areas with three kinds of elevation angles 20$^\cire$, 45$^\cire$, and 80$^\cire$. And also the effects of forward error correction channel codings on system performance with Hamming(7,4), HCH( IS,7) and convolutional code of constraint length 3 and code rate R=1/2.