HAPS를 이용한 차세대 이동 통신용 계층적 셀 구조 연구

강영흥,Kang Young-Heung 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.9b

본 연구에서는 HAPS 서비스 커버리지 내의 셀 구조로서 광역 서비스가 가능하고 동일 채널 간섭을 억제하면서 주파수 이용 효율을 높이기 위해 지상 이동 통신 시스템과 유사한 셀룰러를 가정하여 매크로 셀과 마이크로 셀이 혼재하는 계층적 셀 구조의 성능을 분석하였다. 이를 위해 기존 지상 이동 통신 시스템에서 사용되고 있는 인접 셀 간섭 계수를 도입하여 매크로 셀에 미치는 마이크로 셀의 간섭영향을 분석하였다. 그 결과 HAPS는 지상 이동 통신 시스템과는 다르게 셀 간의 간섭 영향은 셀 간의 거리에는 크게 영향이 없고 마이크로 셀의 유저의 수 및 전력제어 계수 퐁에 의해 지배적으로 영향을 받으므로 이 계수를 적절히 조절한다면 매크로 셀 간에 마이크로 셀 삽입에 의한 계층적 구조를 실현할 수가 있다. In this paper, the performance of HCS (hierarchical cell structure), which consists of macro-cell and micro-cell, has been analyzed by assuming that the cells in HAPS (high altitude plat(on station) are tessellated to provide wide coverage, control the co-channel interference and give the higher spectrum efficiency. Since the outside-cell interference factor is well blown to analyze the effects of interference between cells, the effects of interference from the micro-cells into the macro-cells has been estimated using the factor as a performance estimation of HCS in HAPS. HCS served by HAPS can be realized by permitting the suitable power control and the proper number of users in micro-cell because the interference from the micro-cell into the macro-cell is not a function of the distance between cells but a function of the power control and the number of users.

마을방송 시스템의 효율적 구축을 위한 간섭분석

강영흥,Kang, Young-Heung 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.4

현재 아날로그 방식의 마을방송 시스템은 기술 적용의 문제 및 시설 노후화로 인한 성능 저하 등의 문제로 인하여 무선 디지털 시스템으로의 전환과 이에 따른 시스템 표준이 요구되고 있다. 그러나 주파수 부족으로 인해 효율적인 디지털 무선 마을 방송 시스템의 구축을 위해서는 이웃마을간의 간섭분석이 중요하므로 여기서는 대표적인 간이무선국 dPMR(digital private mobile radio) 및 DMR(digital mobile radio) 방식을 고려하여 동일채널 간섭과 인접채널 간섭에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 동일채널 간섭분석에서는 마을간 이격거리와 인접채널 간섭분석에서는 주파수 오프셋을 사용하여 주파수 재사용 및 채널분리에 대한 본 논문의 결과는 향후 마을방송 표준개발과 시범 사업화를 위한 자료로 활용될 것이다. Since the existing analog village broadcasting system has some technical problems in applying and degradations in performance due to its old equipments, it had been required recently to be changed to a wireless digital system and to develop the standardization. However, it is important to analyze the interference between villages in deploying the efficient digital wireless village broadcasting system. In this paper, simulations for co-channel and adjacent channel interference have been carried out considering digital private mobile radio(dPMR) and digital mobile radio(DMR) systems as a representative mobile radio. These results for frequency reuse and channel separation drawn from the separation distance between villages in co-channel interference and the frequency offset in adjacent interference can be helpful to establish a standard and the testing service in the near future.

47/48GHz FSS 위성 시스템과의 주파수 공유를 위한 HAPS 지상국의 최대 허용 off-axis e.i.r.p. 레벨 제안

강영흥,최문환,Kang, Young-Heung,Choi, Mun-Hwan 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.3

ITU-R 결의 122는 47/48GHz 대역에서 위성 우주국 수신기와의 주파수 공유를 위해 HAPS 지상국에 대한 전력 제한에 대한 연구를 요구하고 있으며, ITU-R 권고 SF.1481-1에서는 FSS 시스템과의 주파수 공유를 위해 HAPS 지상국의 안테나 방사 패턴의 사이드 로브 특성을 개선하도록 권고하고 있다. 이에 본 논문에서는HAPS 및 GSO FSS 서비스 커버리지간 비현실적인 이격거리를 줄이면서 결의 122에서 요구하고 있는 HAPS 지상국에 대한 전력 제한 및 권고 SF.1481-1의 지상국 안테나 사이드 로브 개선 등을 고려한 지상국의 최대 허용 off-axis e.i.r.p. 레벨을 제안함으로써 HAPS 지상국과 FSS 위성 수신기간의 주파수 공유의 가능성을 보인다. Resolution 122 requires to study power limitation applicable for HAPS ground stations to facilitate sharing with space station receivers in 47/48GHz bands. ITU-R Recommendation 1481-1 recommends to improve the side lobe characteristics of HAPS ground station antenna for frequency sharing between FSS system and HAPS system. In this paper, we propose the maximum allowable off-axis e.i.r.p. level of HAPS ground station antennas by considering power limitation to HAPS ground station in Resolution 122, and by improving the side lobe characteristics of HAPS ground station antennas in Recommendation SF.1481-1. The simulation results show that the unfeasible sharing distance between HAPS ground station and FSS earth station can be reduced remarkably, and give the possibility of frequency sharing between two above systems.

2.8GHz 대역 우주기상 관측 수신기에 미치는 간섭 분석

강영흥,Kang, Young-Heung 한국항행학회 2022 韓國航行學會論文誌 Vol.26 No.5

With the recent prediction of 'Cycle 25', the importance of space weather research increases. Accordingly, the World Radiocommunication Conference (WRC)-23 has adopted Agenda Item 9.1a) and carried out sharing researches between active/passive space weather observation systems and existing services. Therefore, in this paper, in order to increase the precision of space weather environment data and secure the frequency spectrum for observation systems, the direct interference effect from the weather radar in Gosan, Jeju on the space weather observation receiver in Hallim, Jeju, and the indirect interference on the observation receiver by diffraction and scattering from the radar target have been analyzed. As a result, it can be known that the radar direction, the propagation direction diffracted and scattered from the target, and the Rradar Cross Section (RCS) of the radar target, the reception area of the space weather observation antenna, and the antenna off-boresight are important parameters for the interference effect analysis.

HAP W-CDMA 시스템을 위한 SIR 기반의 최적 다운링크 전력 제어

강영흥,Kang, Young-Heung 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.6a

HAP(High Altitude Platform)을 이용한 무선 통신 시스템은 기존의 지상 및 위성 시스템보다 여러 고유의 장점을 통해 3세대 IMT-2000 무선 서비스를 제공하기 위한 대체 수단으로 제안되고 있다. W-CDMA HAP 시스템은 지상 이동 통신 시스템과 마찬가지로 인접 셀의 간섭을 줄이면서 시스템 용량을 증가시키기 위한 전력 제어가 가장 중요한 기술 중의 하나이므로 이에 대찬 연구가 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 기존의 지상 이동 통신 시스템에서 이용되고 있는 SIR(signal-to-interference ratio) 기반의 DB(distributed balancing) 알고리즘에 HAP 시스템만의 고유의 기하학적 구조에 의한 간섭 프로파일을 도입하여 전력 제어를 행함으로서 기존의 HAP 시스템에 제안되고 있는 DBPA(distance-based power allocation) 알고리즘에 의한 전력 제어보다 성능을 크게 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 안테나 최대 이득(또는 사이드로브 특성 등)에 의해 나타나는 성능 변화를 제거할 수 있다. HAP(High Altitude Platform) systems have been proposed due to their unique advantages over terrestrial and satellite systems as the alternative wireless communication system to deliver the third generation IMT-2000 wireless services. It has been required to study for the power control in W-CDMA HAP system as well as the terrestrial mobile system in order to mitigate interference and increase the capacity. In this paper, a new power control has been proposed for HAP system considering the interference profile into the DB(distributed balancing) SIR(signal to interference ratio)-based algorithm which has been considered in terrestrial system, and estimated by the outage performance of the proposed DB algorithm is better remarkably than DBPA(distance-based power allocation) which is proposed for HAP system, and it is the same regardless of the antenna maximum gain and its sidelobe characteristics.

C-대역에서 IMT 기지국과 FSS 지구국간의 주파수 공유 연구

강영흥(Young-Heung Kang),박종민(Jong-Min Park),오대섭(Dae-Sub Oh) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.4

ITU에서는 고정 위성 업무(이하 FSS: Fixed Satellite Service) 하향 회선(space-to-earth)용으로 광범위하게 사용되어온 3,400~4,200 ㎒ 대역을 IMT 대역으로 검토한 바 있다. 이에 본 논문에서는 이 대역에서 다수의 IMT 기지국들이 FSS 위성지구국에 미치는 간섭 영향을 이론적으로 분석한 후, 시뮬레이션을 통해 기지국 안테나의 틸트(tilt) 각도 및 3 섹터(sector) 등에 의한 간섭 경감 기법을 고려하여, IMT 기지국과 FSS 지구국간의 주파수 공유 연구 결과를 고찰한다. 또한, 장기간(long-term) 및 단기간(short-term) 간섭 기준치를 이용, 두 무선국간의 주파수 공유를 위한 FSS 지구국 조정 영역(coordination area)을 도출하여 향후 3,400~4,200 ㎒ 대역에서 IMT 서비스와 기존 FSS 서비스간의 주파수 공유 기준치를 제공하고자 한다. ITU has considered the 3,400~4,200 ㎒ band, which is allocated worldwide on a primary basis to the FSS, as a candidate band for future development of IMT system. In this band, this paper presents the results of the sharing studies performed between FSS and IMT systems through the theoretical and simulation analysis on the interference from multiple IMT base stations into a receiving FSS earth station considering the interference mitigation techniques such as antenna tilt angle and 3 sectors on the IMT base station. By using the long-term and short-term interference threshold, the coordination areas for the FSS earth station are provided to share frequency in 3,400~4,200 ㎒ band between FSS earth station and multiple IMT base stations in future.

Jamming이 존재하는 위성통신 회선에서의 BPSK 신호와 DS-BPSK신호의 오율특성 비교

강영흥(Young-Heung KANG),조성언(Sung-Eon CHO),고봉진(Bong-Jin KO),조성진(Sung-Joon CHO),김원후(Won-Hoo KIM) 한국통신학회 1990 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.1990 No.8

MSS 대역 WCDMA ATC 서비스 주파수 할당을 위한 인접 채널 간섭 분석

강영흥(Young-Heung Kang),정남호(Nam-Ho Jeong),오대섭(Dae-Sub Oh) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.11

최근 기존의 MSS(Mobile Satellite Service) 대역에 지상망과 위성망의 하이브리드 형태인 ATC(Ancillary Terrestrial Component) 서비스 도입이 추진되고 있다. 새로운 MSS/ATC 서비스 주파수 할당을 위해서는 기존의 지상망에 의한 인접 채널 간섭뿐만 아니라 시스템 자체 내의 인접 채널 간섭 분석이 중요하다. 이에 본 논문에서는 인접 채널 간섭에 의한 ACIR(Adjacent Channel Interference Ratio), 지상 이동국 및 위성 이동 지구국의 수를 파라미터로 하여 업링크에서는 지상 기지국 최소 허용 전력 및 시스템 용량(capacity) 손실, 다운링크에서는 1 빔(beam) 당 1 셀(cell)을 가정하여 MSS/ATC 시스템 용량 손실에 대한 시스템 성능을 평가하였다. MSS/ATC 서비스 주파수 배치에 따른 주파수 공유를 위해 두 가지 시나리오 즉, 5 MHz 및 10 MHz 주파수 간격에 대한 ACIR 기준값을 평가하였으며, 향후 이 기준값에 따른 ATC 서비스 커버리지 및 수신 필터 설계 등이 요구된다. A candidate hybrid satellite and terrestrial network architecture, MSS/ATC(Mobile Satellite Service/Ancillary Terrestrial Component), is proposed for utilizing efficiently the exist MSS bands. Studies on the adjacent channel interference from the existing terrestrial mobile services and MSS/ATC itself are important to allocate a new ATC service frequency in MSS band. In this paper, we have analyzed the minimum permission power of terrestrial base station and the capacity loss with parameters of ACIR, number of MS(mobile Station) and MES(Mobile Earth Station) in uplink, and also, the capacity performance based on 1 beam and 1 cell assumption for MSS/ATC in downlink. The ACIR requirements are estimated in two MSS/ATC frequency allocation scenarios for 5 MHz and 10 MHz guard band to share spectrum with adjacent systems, and according to these ACIR requirements the service coverage and the receiver filter for ATC system should be designed in near future.

항공 통신 기술 분야 : C 대역에서 IMT와 FSS 시스템간 주파수 공유를 위한 최소 이격거리 분석

강영흥 ( Young Heung Kang ) 韓國航行學會 2009 韓國航行學會論文誌 Vol.13 No.6

기반 기술 : 이동통신 백홀 설계를 위한 M/W 억세스 링크의 경로길이 분석

강영흥 ( Young-heung Kang ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.6

최근의 이동통신 트래픽의 증가 수요에 대처하기 위한 10 GHz 이상의 M/W(microwave) 이동통신용 단거리 백홀을 설계하기 위해서는 구축지점에서의 강우 페이드에 의한 감쇠와 어스 벌지 및 프레넬 존 등 지형적 대기조건을 종합적으로 고려해야 한다. 이에 본 논문에서는 국내 강우강도 표준 값을 이용하여 여러 주파수 대역에서 경로길이를 이론적으로 계산하고, SMIS (spectrummanagement intelligence system)를 활용한 대도심의 전파경로 프로파일을 분석한다. 이 결과를 토대로 해외의 최소 경로길이 기준과 비교분석을 행해 현재 모든 주파수에 대해 10 km로 정하고 있는 국내 기준 값을 주파수 대역별로 세분화하여 최소 경로길이를 제시한다. 본 논문의 결과는 국내 도시에서의 이동통신용 M/W 백홀 설계의 기본 데이터를 제공하여 고주파수 대역의 단거리 광대역 이동통신 백홀용으로 주파수의 유효이용을 촉진시키는데 유용하게 활용될 것이다. In order to design M/W(microwave) short backhaul above 10 GHz to meet the increase in mobile traffic demand, the rain attenuation as well as the atmospheric conditions such as Earth bulge and Fresnel zone should be considered. In this paper, the path lengths have been estimated theoretically in various frequency bands using the Korean standard rain rate, and an example of path profile has been analyzed in urban area utilizing spectrum management intelligence system (SMIS). These derived minimum path lengths in various frequency bands are compared to the foreign them, and then will be proposed to improve the Koreanminimum path length unitized to 10 km. This paper will provide useful information for microwave engineers in designing a M/W access link, and be utilized to make an efficient usage of high frequency bands for the short mobile broadband backhaul.