The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences (한국전자통신학회논문지)

Korea Institute of Electronic Communication Science (한국전자통신학회)
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An Analysis on the Propagation Prediction Model of Earth-space Communication Link using Local Data

로컬 데이터를 이용한 지구-우주 통신 링크의 전파 예측 모델 분석

  • 이화춘 (조선대학교 전자공학과) ;
  • 김우수 (한국산업기술평가관리원) ;
  • 최태일 (광주여자대학교 보건행정학과) ;
  • 오순수 (조선대학교 전자공학과)
  • Received : 2019.05.29
  • Accepted : 2019.06.15
  • Published : 2019.06.30
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Abstract

The propagation prediction model of the earth-space communication link used as an international standard was used to calculate and analyze the total losses on the communication path. The standard definition and scope of ITU-R Rec. were analyzed for each parameter(rain, scintillation, atmospheric gas, clouds) used to calculate the total loss. The total losses were calculated using the standard model for each parameter and the statistical data provided by ITU-R, and the results were analyzed using the validation examples data. The rain losses were calculated using long-term local rainfall attenuation statistics data measured in the region, and compared with the calculation results using a rainfall map in the ITU-R Recommendation. The data of Cheollian satellites for the L-Band and Ka-Band were used to calculate the rainfall attenuation. In the range of 0.01% to 0.1%, it was found to have a greater attenuation slope when using local data than attenuation by the model of ITU-R.

국제 표준으로 사용되고 있는 지구-우주 통신 링크의 전파 예측 모델을 사용하여 통신 경로의 총 손실을 계산하고 분석하였다. 총 손실의 계산에 사용되는 각 파라미터(강우, 신틸레이션, 대기 가스, 구름에 의한 감쇠)에 대한 ITU-R의 표준 정의 및 적용 범위를 분석하였다. 각 파라미터별 표준 모델과 ITU-R에서 제공하는 통계 데이터를 사용하여 총 손실을 계산하였고, 그 결과를 검증 사례 데이터를 사용하여 분석하였다. 국내에서 측정된 장기간의 지역 강우 감쇠 통계 데이터를 사용하여 강우 손실을 계산하고, ITU-R 권고서의 강우율 지도를 사용한 계산 결과와 비교하였다. 강우 손실 계산에서는 천리안 위성의 L-대역과 Ka-대역에 대한 신호 측정 데이터를 사용하였다. 0.01%-0.1%의 범위에서 ITU-R의 모델에 의한 감쇠보다 지역 측정 데이터를 사용 했을 때 더 큰 감쇠 기울기를 갖는 것을 확인하였다.

Keywords

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그림 1. 평균 해수면 위의 평균 연간 0℃ 등온선 높이의 디지털 지도 Fig. 1 The digital map of the mean annual 0℃ isotherm height above mean sea level[6]

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그림 2. 총 감쇠의 누적 분포 Fig. 2 Complementary Cumulative Distribution of Total Attenuation[10]

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그림 3. 지역 강우율을 이용한 강우 감쇠의 계산 결과 비교 Fig. 3 Comparison of calculation results of rain attenuation using local rainfall rate

표 1. 특정 위치에서 경사경로 강우 감쇠의 장기 통계량 추정 절차 Table 1. Procedure for estimates of the long-term statistics of the slant-path rain attenuation at a given location

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표 2. 총 감쇠 CDF 사례에 대한 입력 값 Table 2. Input values for sample total attenuation CDF

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표 3. 강우 감쇠 계산에서 사용된 이천 전파감시센터와 천리안 위성에 대한 입력 값 Table 3. Input values of about Icheon CRMS and CHEOLLIAN sat. used in rainfall attenuation calculation

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References

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  11. Validation examples for parts of Rec. ITU-R P.618-13, Available: https://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/rsg3/Pages/iono-tropo-spheric.aspx.
  12. Y. Lee, "Rainfall attenuation/radio noise analysis and system improvement," RRA, 2014.