[논문 리뷰] Rain Attenuation Prediction for Terrestrial Microwave Link in Bangladesh

Sakir Hossain|arXiv (Cornell University)|2014. 06. 19.

Precipitation Measurement and Analysis참고 문헌 2인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 방글라데시의 지상 마이크로파 링크에서 측정된 강우 데이터와 ITU-R 강우 감쇠 모델을 사용하여 강우 감쇠를 예측한다. Sylhet는 Rajshahi보다 약 20% 더 높은 감쇠를 경험하며, 수평 편광은 수직 편광보다 약 15% 더 큰 감쇠를 겪어 강우량이 많은 지역의 시스템 설계에 영향을 미친다.

ABSTRACT

Rain attenuation is a major shortcoming of microwave transmission. As a subtropical country, Bangladesh is one of the highest rainy areas of the world. Thus, designing a terrestrial microwave link is a serious challenge to the engineers. In this paper, the annual rain rate and monthly variation of rate are predicted for different percentage of time of the year from the measured rainfall data. Using ITU rain model for terrestrial microwave communication, the rain attenuation is predicted for five major cities of Bangladesh, namely Dhaka, Chittagong, Rajshahi, Sylhet, and Khulna. It is found that rain attenuation is the most severe in Sylhet and least in Rajshahi. The attenuation is estimated for different frequency and polarization. A horizontally polarized signal encounters 15% more rain attenuation than that of vertically polarized signal. It is also found that attenuation in Rajshahi is about 20% lesser than that in Sylhet. Thus, the horizontally polarized transmission in Rajshahi experiences about 5% less attenuation than the vertically polarized transmission in Sylhet.

연구 동기 및 목표

• 방글라데시의 지상 마이크로파 통신에 대한 집중적인 장마비의 영향을 평가하기 위해.
• 다섯 개 주요 도시에서 다양한 시간 비율에 대해 연간 및 월간 강우 강도를 예측하기 위해.
• ITU-R 모델을 사용하여 주파수 및 편광에 따라 감쇠를 추정하기 위해.
• 공 ing 설계를 위한 도시 간 및 편광 유형 간 감쇠 수준을 비교하기 위해.

제안 방법

• 방글라데시 다섯 도시(Dhaka, Chittagong, Rajshahi, Sylhet, Khulna)에서 측정된 강우 데이터를 분석하여 연간 및 월간 강우 강도 분포를 분석하였다.
• 강우로 인한 경로 손실을 추정하기 위해 ITU-R 강우 감쇠 예측 권고를 적용하였다.
• 다양한 주파수 및 편광 상태(수평 및 수직)에 대해 감쇠를 계산하였다.
• 강우 강도 및 지속 시간의 통계적 분석을 통해 특정 강우 강도를 초과하는 시간 비율을 추정하였다.
• 도시 간 및 편광 유형 간 감쇠 수준을 비교 분석하여 지역적 및 신호 특성에 따른 취약성을 파악하였다.
• 열대 방글라데시의 실제 전파 조건과 비교하여 결과를 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 방글라데시 주요 도시의 연간 및 월간 강우 강도 분포는 어떻게 되며, 마이크로파 링크 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 방글라데시의 열대 기후에서 다양한 주파수 및 편광 상태에 따라 강우 감쇠는 어떻게 변하는가?
• RQ3 방글라데시에서 가장 높은 강우 감쇠를 경험하는 도시는 어디이며, 다섯 주요 도시 간 비교 수준은 어떠한가?
• RQ4 강우로 인한 신호 감쇠 측면에서 수평 편광은 수직 편광에 비해 어떻게 다른가?
• RQ5 ITU-R 모델은 방글라데시와 같은 고강우 지역에서 강우 감쇠를 얼마나 정확하게 예측할 수 있는가?

주요 결과

• Sylhet는 다섯 도시 중에서 가장 높은 강우 감쇠를 경험한다. Rajshahi는 가장 낮은 감쇠를 기록한다.
• Rajshahi의 강우 감쇠는 Sylhet보다 약 20% 적다.
• 동일한 조건에서 수평 편광 신호는 수직 편광 신호보다 약 15% 더 큰 감쇠를 겪는다.
• Rajshahi에서 수평 편광을 사용할 경우 Sylhet의 수직 편광 대비 약 5% 더 낮은 감쇠를 경험한다.
• ITU-R 강우 감쇠 모델은 방글라데시와 같은 고강우 열대 지역에서 경로 손실을 예측하는 데 신뢰할 수 있는 프레임워크를 제공한다.
• 월간 강우 변화는 특히 장마 기간이 많은 지역에서 링크 장애 지속 시간 비율에 크게 영향을 미친다.