비정지궤도 위성통신링크에서는 지표상의 단말기 또는 지구국 등에 대한 상대적인 위성의 이동으로 인하여 제공되는 위성 앙각이 시간에 따라 연속적으로 변한다. 따라서 비정지궤도 위성을 이용한 통신링크에서는 단말기가 일정 위치에 있을지라도 수신 신호가 받는 페이딩의 영향은 연속적으로 변한다. 본 논문에서는 비정지궤도 이동위성통신링크 사에서 발생하는 페이딩 특성을 전파 환경에 무관한 일반적인 통계적 함수로 모델을 정하고, 다양한 전파 환경에 대한 모델의 파라미터를 앙각의 함수로 설정하여, 상용 이동위성 통신 시스템의 페이딩 마진 데이터를 이용하여 파라미터 계수를 추출한다. 또한 구현된 모델을 이용하여 각 전파 환경에 따른 페이딩 특성을 분석한다. 분석된 결과는 이동위성통신 채널의 전송방식에 대한 성능 분석 및 페이딩으로 인한 신호 왜곡의 보상 알고리즘 개발에 활용가능할 것이다.
본 논문에서는 위성망 자원할당 및 분석 툴(SNRAT : Satellite Network Resource Allocation & Analysis Tool)을 활용하여 위성통신체계에 대한 링크성능 분석결과를 제시하였으며, 모의위성망을 구성하여 성능분석 툴로 예측한 링크 성능을 검증하였다. 통신위성은 지상장비와 달리 정지궤도에 발사하여 궤도 내 운용을 시작하면, 더 이상 성능의 수정이나 수리가 불가능하고, 운용 가능한 수명이 제한되어 있기 때문에 적기에 배치하여 운용하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 위성 발사 전 위성망 자원할당 및 분석 툴을 이용하여 통신품질, 지원용량 및 항재밍 성능 등을 예측하고, 모의위성망을 구축하여 지상단말과 망제어기와 같은 지상장비 및 중계기 규격의 적합성을 증명하였으며, 여러 망 운용 시나리오에 대한 시험을 통해 최적의 운용방안을 도출하였다.
홍수, 쓰나미와 같은 자연재해를 비롯하여 9.11 테러, 최근의 불산가스 유출 등과 같은 대규모 사고는 순식간에 해당 지역의 지상 통신 시스템을 마비시키곤 한다. 하지만 이런 긴급한 상황일 때 오히려 통신망은 지휘통제, 구조 요청 및 재난 복구 등을 위해 더욱 신속하고 끊김 없는 데이터 전달이 이뤄져야만 하며 이는 발생된 재난으로부터 피해를 최소화할 수 있는 근본 수단이 된다. 그러므로 지상 통신망이 붕괴되는 긴급 상황을 대비해서 위성을 이용한 재난통신 시스템은 없어서는 안 되는 국가의 가장 기본적인 통신 인프라인 것이다. 본고에서는 일본, 중국 그리고 유럽 등의 해외 여러 나라에서 위성을 재난 상황 발생 시 긴급 통신으로 사용한 사례, 국내의 위성 재난통신망 활용 사례를 살펴보고 더불어 ITU(International Telecommunication Union), MESA(Mobility for Emergency & Safety Applications), APT(Asia-Pacific Telecommunity)와 같은 국제 표준 단체에서 수행 중인 위성 재난통신망 표준화 동향을 살펴보고자 한다.
최근 들어 전파 이용은 기존의 이동전화.방송에서 교통, 의료, 과학, 치안 등 모든 분야로 확대되고, 다양한 전파응용기술이 발전하면서 무선국 수가 1990년 기준(22만 5천국)으로 1995년에는 10배, 2000년에는 100배를 상회하여 매 5년마다 10배씩 급격히 증가하고 있다. 이와 함께 국내 전파통신서비스 시장 또한 1990년 718억원에서 1999년 9조8천억원으로 연평균 70%이상 성장하였고, 전파산업의 GDP 비중 역시 1996년 3.5%에서 1999년 5.1%로 증가하는 등 국가 경제에서 전파산업의 비중이 급속히 확대되면서 전파는 국민 경제의 핵심요소로 등장하고 있다. 정통부 전파방송관리국은 전파통신 기반확충과 효율적 전파관리, 방송매체의 디지털화와 방송기술의 고도화, 전파.방송산업의 활성화 지원, 우주통신 개발촉진 및 이용의 활성화, 전파 환경 보호 및 전파이용질서의 확립 등을 2001년도 중점사업으로 하고 있다. 이에 전파방송관리국의 2001년 주요 업무계획 내용을 원문 그대로 게재한다.
본 논문에서는 현재 운용중인 천리안 위성을 활용한 위성 통신용 공공 테스트베드 시스템 구성 및 서비스 이용 현황에 대해 소개하고자 한다. 공공 시범 서비스 운용을 통해 차세대 VSAT 서비스 제공 시 Ka 대역의 활용도가 높아짐에 따른 광대역 멀티미디어 서비스가 가능할 것으로 된다. 또한, 향후 위성을 통한 UHD 방송을 통해 방송서비스의 보편적 접근성 향상을 예상해 본다.
2.1GHz 위성 주파수 대역은 상향 1980-2010 MHz, 하향 2170-2200MHz의 주파수 대역으로 위성 IMT를 포함한 위성이동통신 뿐만아니라 이동통신용으로 사용 가능하도록 규정되어 있으며, 지상 IMT 대역과 인접한 넓은 대역폭을 이용하여 광대역 서비스를 제공할 수 있어, 최근 국제적으로 위성/지상 겸용으로 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 위성/지상 겸용망의 효율적인 주파수 활용으로 광대역 멀티미디어 서비스 제공과 공공 안전 및 재난 구호 서비스 제공할 수 있다. 위성과 지상이 동일한 주파수 대역을 활용하여 상호간 서로 재사용하기 위해서는 위성 사용자와 지상 사용자 간의 간섭 조정이 필요하다. 이러한 망간 간섭은 위성/지상 겸용망의 설계에 있어서 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 논문에서는 위성통신시스템과 지상통신시스템이 주파수 자원을 공유하여 활용하는 위성/지상 겸용망 시스템에서 위성 업링크에서 지상 단말들로부터 받는 업링크 간섭에 대해 분석하고 위성/지상 겸용망의 업링크 간섭을 완화하기 위한 방안을 살펴본다.
2.1GHz 위성 주파수 대역은 상향 1980-2010 MHz, 하향 2170-2200MHz의 주파수 대역으로 위성 IMT를 포함한 위성이동통신 뿐만 아니라 이동통신용으로 사용 가능하도록 규정되어 있다. 지상 IMT 대역과 인접한 넓은 대역폭을 이용하여 광대역 서비스를 제공할 수 있어 최근 국제적으로 위성/지상 겸용으로 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 위성/지상 겸용망의 효율적인 주파수 활용으로 광대역 멀티미디어 서비스 제공과 공공 안전 및 재난 구호 서비스 제공할 수 있다. 위성과 지상이 동일한 주파수 대역을 활용하여 상호간 서로 재사용하기 위해서는 위성망과 지상망 간의 간섭 조정이 필요하다. 이러한 망간 간섭은 위성/지상 겸용망의 설계에 있어서 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 논문에서는 위성통신시스템과 지상통신시스템이 주파수 자원을 공유하여 활용하는 위성/지상 겸용망 시스템에서 위성단말이 지상 기지국으로부터 받는 다운링크 간섭에 대해 분석하고 이러한 위성 다운링크에 대한 간섭을 완화하기 위한 기법들을 제시한다.
2012년 5월 18일 일본 다네가시마 발사장에서 성공적으로 발사된 아리랑위성 3호가 정상 궤도 진입을 성공하여 앞으로 4년간 임무를 수행할 예정이다. 2006년 7월 발사되어 3년간의 설계수명에 대한 임무 완수와 2차 연장 임무를 수행중인 아리랑위성 2호와 함께 임무관제국에서는 아리랑위성 2호와 3호를 보유하게 되었다. 향후발사 예정인 아리랑위성 5호와 3A 등을 포함할 경우 위성 증가에 따르는 관제 명령 수량을 원활하게 처리하기 위해 국내외 관제 안테나 사이트를 추가로 구축 글로벌 지상관제안테나 망이 요구됨에 따라, 지리적으로 접근이 용이하고 기후가 혹독하지 않아서 안정적으로 운영 가능한 국내외 관제안테나 사이트가 필요하다. 또한, 아리랑위성시리즈를 위한 국내외 안테나사이트 구축 시 임무관제국과 관제 안테나 사이트 간에는 위성과의 교신 시 안정적인 통신링크 확보가 필요하다. 본 논문에서는 지리적인 여건으로 일반적인 지상 네트워크 통신을 구축할 수 없는 경우에 고려 가능한 위성 통신망을 이용한 설계방법에 대하여 기술하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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