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S e r b i a & M o n t e n e g r o , B e l g r a d e , N o v e m b e r 2 2 - 2 4 , 2 0 0 5

HAPSLinks Performance A n a l y s i s Using TimeFlow S i m u l a t i o n

C u e v a s - R u i z J . L . , D e l g a d o - P e n i n J . A .

A b s t r a c t The H i g h A l t i t u d e P l a t f o r m s S t a t i o n s ( H A P S )r e p r e s e n t o n e a t t r a c t i v e o p t i o n t o d a y f o r t e l e c o m m u n i c a t i o n sa p p l i c a t i o n s . I n t h e e v a l u a t i o n o f t he s e s y s t e m s a r e n e c e s s a r yc h a n n e l m o d e l s t o o b t a i n t h e p e r f o r m a n c e o f t h e m . I n t h i sp a p e r , a s t a t i s t i c a l s w i t c h e d b r o a d b a n d c h a n n e l m o d e l a n d ac h a n n e l m o d e l b a s e d o n t i m e s e r i e s g e n e r a t o r a r e p o s t u l a t e da n d a n a l y z e d b y s i m u l a t i o n , r e p r e s e n t i n g s e v e r a l c o n d i t i o n sr e l a t e d w i t h t h e c o v e r a g e a n d e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s .K e y w o r d s -r o a d b a n d s w i t c h e d c h a n n e l , HAPS, Times e r i e s .

I . I N T R O D U C T I O NT I S p a p e r p r e s e n t s a s t a t i s t i c a l s w i t c h e d b r o a d b a n d

c h a n n e l m o d e l b a s e d o n a t r a n s v e r s a l f i l t e r s c h e m ew i t h t h r e e s t a t e s f o r d i g i t a l t r a n s m i s s i o n i n HAPS l i n k i n Lb a n d . A t t h e s a m e t i m e , w h e n t h e s y s t e m i s o p e r a t i n g i nt h e Ka b a n d i s u s e d a t i m e s e r i e s g e n e r a t o r b a s e d f o r t oc h a r a c t e r i z e t h e w e a t h e r c o n d i t i o n s . P e r f o r m a n c e r e s u l t sw e r e o b t a i n e d b y s i m u l a t i o n .

I I . HAPS ( H I G H A L T I T U D E PLATFORM S T A T I O N S )A . S y s t e m s b a s e d o n HAPS

I n a s y s t e m b a s e d o n HAPS t h e p l a t f o r m i s p o s i t i o n e da b o v e t h e g r o u n d f o r r a d i o e l e c t r i c c o v e r a g e a r e a , a t ah e i g h t b e t w e e n 2 1 a n d 2 5 k m . T h e r e a r e t h r e e a r e a s o fc o v e r a g e : U r b a n ( U A C ) , S u b u r b a n ( S A C ) a n d R u r a l( R A C ) w h i c h a r e d e t e r m i n e d b y t h e p o s i t i o n o f t h er e c e i v e r ( t h e e l e v a t i o n a n g l e a n d t h e d i s t a n c e f r o m t h es u b p l a t f o r m p o i n t , S P P ) [ 1 ] .A s y s t e m b a s e d o n HAPS w i l l a l l o w t o o b t a i n a b e t t e rq u a l i t y o f t h e s i g n a l , d u e t h a t m o s t o f t h e t r a n s m i s s i o nt i m e t h e s y s t e m g u a r a n t e e s a LO S c o n d i t i o n , d i m i n i s h i n gt h e s h a d o w i n g e f f e c t i n c o m p a r i s o n w i t h t h e t e r r e s t r i a ls y s t e m a n d a l s o h a s a l e s s d e l a y w i t h r e g a r d t o t h e s a t e l l i t es y s t e m s [ 2 ] [ 3 ] .

T h i s w o r k was p a r t i a l l y s u p p o r t e d b y t h e E u r o p e a n C o m m i s s i o n(CAPANINA P r o j e c t ) a n d t h e S p a n i s h S t a t e .J . L . C u e va s R u i z i s i n v e s t i g a t o r - p r o f e s s o r o f t h e E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g D e p t . , i n t h e I T ES M C a m p u s E s ta d o d e M e x i c o , M e x i c o

( p h o n e : + ( 5 5 5 ) 5 8 6 4 5 5 5 5 e x t 2 4 7 6 ) ; f a x : + ( 5 5 5 ) 5 8 6 4 5 6 5 1 ; e - m a i l :j o s e . c u e v a s g i t e s m . m x ) .J . A . D e l g a d o - P e n i n , A u t h o r , F u l l - p r o f e s s o r i n t h e T C S - D e p a r t m e n t o fS i g n a l T h e o r y a n d C o m m u n i c a t i o n s , U P C , B a r c e l o n a , S p a i n . ( + 3 4 9 3 4 01 6 8 1 5 ) ; ( e - m a i l : d e l p e n g t s c . u p c . e d u ) .

I I I . SW IT CHED C H A N N E L MODELA . HAPS t y p i c a l s c e n a r i o s . S t a t i s t i c a l d e f i n i t i o n s

T h e f i r s t s t e p t o w a r d a m e a n i n g f u l s w i tc h e d c h a n n e lm o d e l i s t o i d e n t i f y t y p i c a l s c e n a r i o s . We w i l l r e s t r i c t t h a tm e n t i o n e d b y t h e I T U - R i n t h e R e c o m m e n d a t i o n P . 6 8 1 - 6[ 4 ] .I n a s y s t e m b a s e d o n HAPS, t h e r e a r e a LO S c o n d i t i o na n d m u l t i p a t h c o m p o n e n t s i n t h e U r b a n a r e a . T h e LOSc o n d i t i o n i s d u e t o t h e s h o r t d i s t a n c e f r o m t h e p l a t f o r m t ot h e r e c e i v e r o n t h e g r o u n d ; t h e m u l t i p a t h c o m p o n e n tc o n s i s t s o f many r e f l e c t i o n s f r o m t h e o b s t a c l e s i n t h e a r e a ,e a c h o f t h e m b e i n g i n d e pe n d e nt a n d r a n d o m l y p h a s e d .T h e e n v e l o p e o f t h i s d i f f u s e s i g n a l i s c h a r a c t e r i z e d b ym e a n s o f a R a y l e i g h p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n . T h e s u m o f ac o n s t a n t e n v e l o p e a n d a R a y l e i g h d i s t r i b u t e d d i f f u s es i g n a l r e s u l t s i n a n e n v e l o p e R i c e p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t e d[ 5 ] [ 6 ] .I n t h e s u b u r b a n a r e a , t h e o b s t a c l e s n e a r t o t h e r e c e i v e rc a u s e a s i g n a l s h a d o w i n g a n d a n a t t e n u a t i o n o f t h e d i r e c ts i g n a l . T h e a t t e n u a t i o n o f t h e d i r e c t s i g n a l v a r i e s d u e t h a ts o m e o b s t a c l e s a r e m o v i n g ( v e h i c l e s ) . T h e a t t e n u a t i o n o ft h e d i r e c t s i g n a l u n d e r g o e s l o g - n o r m a l d i s t r i b u t i o n [ 6 ] .

B . T h e t h r e e s t a t e s s e m i - M a r k o v c h a n n e l m o d e lA s t h e e n v i r o n m e n t a l p r o p e r t i e s c h a n g e , t h e r e c e i v e ds i g n a l c a n n o t b e r e p r e s e n t e d b y a m o d e l w i t h c o n s t a n t sp a r a m e t e r s , t h e r e f o r e t h e c h a n n e l c o ul d b e m o d e l e d u s i n g

a f i n i t e s t a t e s M a r k o v c h a i n m o d e l . T h e t r a n s i t i o n s a m o n gs t a t e s a r e d e t e r m i n e d b y a m a t r i x P , w h e r e e a c h e l e m e n tP i j r e p r e s e n t s t h e p r o b a b i l i t y t h a t t h e c h a n n e l c h a n g e s f r o mi t o j s t a t e . F o r t h e c h a n n e l m o d e l w i t h t h r e e s t a t e s A , Ba n d C , i s d e f i n e d a t r a n s i t i o n m a t r i x PP A A P A B P A CP = P B A P B B P B C ( 1 )

, P C A P C B P C CA s t a t i o n a r y s t a t e v e c t o r i r c o u l d b e c a l c u l a t e d , u s i n gt h e p r o p e r t i e s o f t h e M a r k o v p r o c e s s e s a si r ( I - P ) = 0 ( 2 )r e = 1 ( 3 )w h e r e I i s t h e i d e n t i t y m a t r i x , P i s t h e t r a n s i t i o n m a t r i xa n d e = [ 1 1 . . . . ] l [ 7 ] . E a c h e l e m e n t 2 t i r e p r e s e n t s t h ep e r c e n t a g e o f t h e t o t a l t i m e t h a t t h e p r o c e s s r e m a i n s i n t h e

i s t a t e .r= ( 7 t A 7 t B 7 t C ) ( 4 )A s e m i - M a r k o v p r o c e s s i s a M a r k o v c h a i n w h e r e t h e

t i m e b e t w e e n c h a n g e s o f s t a t e s a r e r a n d o m a n d d e f i n e d f o rs o m e k i n d o f d i s t r i b u t i o n [ 8 ] . From a M a r k o v p r o c e s s , a

1 - 4 2 4 4 - 0 0 4 9 - X / 0 5 / $ 2 0 . 0 0 ( C 2 0 0 5 IEEE

E U R O C O N 2 0 0 5

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I n t h e a p p r o a c h o f t h i s p a p e r a r e a d d e d s o m e h y p o t h e s i so f t h e r e f e r e n c e [ 1 1 ] a n d [ 1 2 ] r e l a t e d w i t h t h e t a p p e dd e l a y l i n e m o d e l . B e s i d e s i t w a s p o s t u l a t e d a n d e v a l u a t e da s y s t e m w i t h a d i g i t a l t r a n s m i s s i o n r a t e o f 2 0 0 K b i t s / s e( u n d e r t h e s e c i r c u m s t a n c e s t h e r e i s n o t I S I e f f e c t d u e t ot h e c h a n n e l ) .

A . T h r e e s t a t e s c h a n n e l m o d e lI n a g r e e m e n t w i t h t a p p e d d e l a y l i n e m o d e l , a b r o a d b a n ds w i t c he d c ha n n e l m o d e l may b e i m p l e m e n t e d b ys w i t c h i n g a m o n g t h r e e p o s s i b l e k i n d s o f c h a n n e l ( F i g . N o .3 ) . * R i c e f a d i n g ( A s t a t e ) . LO S a n d m u l t i p a t h w i t h o u tm u l t i p l i c a t i v e f a d i n g .* T o t a l o b s t r u c t i o n c o n d i t i o n ( C s t a t e ) .* O b s t r u c t i o n o f t h e d i r e c t c o mp o n e n t ( B s t a t e ) .T h e t r a n s i t i o n s a m o n g t h r e e s t a t e s , i s d e f i n e d i n t h eT a b l e N o . 1 a n d t h e p a r a m e t e r s f o r t h e f a d i n g d u r a t i o n sw e r e e s t a b l i s h e d f o r t h e S u b u r b a n I e n v i r o n m e n t i n d i c a t e di n t h e s a m e T a b l e , a n d we c a n s e e t h a t t h e m o d e l j u s t h a st r a n s i t i o n s b e t w e e n a d j a c e n t s t a t e s t o o . T h e t r a n s i t i o nm a t r i x f o r a s u b u r b a n e n vi r o n me n t I a n d I I a r e t h e s a m e ,b u t t h e v a l u e s o f t h e p a r a m e t e r s f o r t h e f a d i n g d i s t r i b u t i o nc h a n g e .V . CHANNEL MODEL B A S E D ON A T I M E S E R I E S GENERATOR

A . M u l t i p a t h e f f e c t a t h i g h f r e q u e n c i e sT h e m u l t i p a t h e f f e c t i n a t r a n s m i s s i o n a t mm b a n d s , w i t h

a f i x e d u s e r , c a n b e n e g l e c t e d [ 8 ] . T h i s c h a n n e l m o d e l w i l lc h a r a c t e r i z e a F i x e d W i r e l e s s A c c e s s ( F W A ) . A wavef r o n t i s r e f l e c t e d b y a s u r f a c e i f t h i s o n e i s c o n s i d e r e d t ob e s m o o t h , w h o s e r u g g e d n e s s d i m e n s i o n s a r e r e l a t i v e l yb i g c o m p a r e d w i t h t h e w a v e l e n g t h . I s p o s s i b l e t o e s t a b l i s ht h a t f l a t s u r f a c e s , w i t h b i g r u g g e d n e s s , c o m p a r e d w i t h t h ew a v e l e n g t h , t e n d s t o b e a r e f l e c t o r s . S u r f a c e s w i t h m i n o ro r c o m p a r a b l e r u g g e d n e s s , r e l a t i v e t o t h e w a v e l e n g t h o ft h e s i g n a l , c a u s e d i s p e r s i o n o f t h e e n e r g y . I n c o n s e q u e n c e ,i s v e r y i m p o r t a n t t o d e f i n e i f a s u r f a c e i s s m o o t h o r n o t .F o r t o d e t e r m i n e t h e r u g g e d n e s s l e v e l t h a t a s u r f a c e h a s , i su s e d t h e R a y l e i g h e x p r e s s i o n ( 1 5 ) ; i n a g r e e m e n t w i t h t h i sr e l a t i o n a s u r f a c e c o u l d b e c o n s i d e r a t e a s a s m o o t h i f ar u g g e d n e s s h e i g h t h d o e s n o t e x c e e d s a c r i t i c a l h e i g h t h , * ;t h i s f a c t o r i s a f u n c t i o n o f t h e i n c i d e n c e a n g l e 0 a n d o ft h e w a v e l e n g t h 2 , l i k e i s s h o w n i n ( 1 5 ) . We c a n s e e t h a tf o r f r e q u e n c i e s i n t h e Ka b a n d , t h e c r i t i c a l h e i g h t i s v e r ys m a l l ( 0 . 2 c m ) . 2- 8 s e n O ( 1 5 )

2 3 . 54 1 . 7 88 0 . 8 92 4 0 . 2 93 0 0 . 2 3

T A B L E I I : C R I T I C A L H E I G H T S FOR S E V E R A L F R E Q U E N C I E SF o r p r e v i o u s l y e x p o s e d , f o r a w a v e l e n g t h s i g n a l i n Kab a n d , t h e m o s t o f t h e s i g n a l e n e r g y t h a t h i t s o n a s u r f a c ew i l l b e d i s p e r s e d , a n d t h e m u l t i p a t h e f f e c t c a n b en e g l e c t e d .

B . C h a n n e l m o d e lT h e c h a n n e l m o d e l i s s h o w n i n F i g . N o . 1 . I n t h i s c a s e ,t h e r a i n a t t e n u a t i o n i s s i m u l a t e d w i t h t h e T i m e S e r i e sg e n e r a t o r p r o p o s e d b y F i e b i g [ 1 3 ] .

Time s e r i e sg e n e r a t o r

F i g . N o . 1 . C h a n n e l m o d e l .R a i n f a d i n g i s u n d e r s t o o d a s s i g n a l a t t e n u a t i o n d u e t o t h ec l o u d s a n d p r e c i p i t a t i o n w h e r e r a i n h a s a c o h e r e n c e t i m et y p i c a l l y i n t h e o r d e r o f m i n u t e s . T h i s t i m e s e r i e sg e n e r a t o r w a s d e s i g n e d t o s i m u l a t e a t t e n u a t i o n o n as a t e l l i t e s y s t e m ; we p r o p o s e a n a p p r o x i m a t i o n f o r t o u s et h i s g e n e r a t o r i n a HAPS s y s t e m . B a s i c a l l y , t h e p r i n c i p a ld i f f e r e n c e b e t w e e n t h e s e s y s t e m s i s t h a t i n t h e s a t e l l i t es y s t e m i s n e c e s s a r y t o t r a n s m i t w i t h m o r e p o w e r , f o r t oa c h i e v e t h e s a m e r e c e i v e d p o w e r a t t h e u s e r t h a t i n t h eHAPS s y s t e m . T h e a t t e n u a t i o n l e v e l d u e t o t h e r a i n i s t h es a m e i n b o t h c a s e s .

C . T i m e s e r i e s g e n e r a t o r a n d f r e q u e n c y s c a l i n gT h e i m p l e m e n t a t i o n o f t h e t i m e s e r i e s g e n e r a t o r i s b a s e di n a c l a s s i f i c a t i o n o f t h e m e a s u r e s i g n a l ( p o w e r ) i n t h r e ek i n d s o f t h e s i g n a l s e g m e n t s :* A l m o s t c o n s t a n t ( C ) .* M o n o t o n o u s l y d e c r e a s i n g ( D ) .* M o n o t o n o u s l y i n c r e a s i n g ( U ) .I n a g r e e m e n t w i t h t h e a n a l y s i s o f t h e i n f o r m a t i o n t h a th a v e b e e n o b t a i n e d f r o m t h e m e a s u r e m e n t s c a r r i e d o u t b yF i e b i g , t h e a t t e n u a t i o n l e v e l i n a t i m e t d e p e n d s o n l y o f t h ea t t e n u a t i o n i n s o m e t i m e A t s e c o n d s b e f o r e a n d o n t h ea c t u a l t y p e o f s i g n a l s e g m e n t ( C , D o r U ) . F u r t h e r m o r e ,t h e m e a s u r e d p d f s ( p r o b a b i l i t y d e n s i t y f u n c t i o n s ) o f t h el i k e l i h o o d P ( y / x ) f o r t h e s e g m e n t s C , D a n d U h a s aG a u s s i a n - l i k e s h a p e , w h e r e P ( y / x ) i s t h e l i k e l i h o o d t h a t t h ea t t e n u a t i o n l e v e l i s y d B , c o n d i t i o n e d t h a t i t h a s b e e n x d BA t s e c o n d s b e f o r e . T h e i m p l e m e n t a t i o n o f t h i s t i m e s e r i e sg e n e r a t o r i s b a s e d o n t h e s c h e m e s h o w n i n t h e F i g . N o . 2 .T h e c h a n n e l m o d e l w a s i m p l e m e n t e d f o l l o w i n g t h e n e x ts t e p s :* A G a u s s i a n r a n d o m g e n e r a t o r w a s i m p l e m e n t e d . A tt h e b e g i n n i n g , i n t h e i n i t i a l c o n d i t i o n s , w e r e a s s i g n e d

a mean a n d a s t a n d a r d d e v i a t i o n ( s t d ) f o r a c o n s t a n ts e g m e n t , f o r a n a t t e n u a t i o n o f 1 d B ( m e a n = 1 ,s t d = 0 . 2 2 ) .* T h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t w o s a m p l e s s e p a r a t e s A ts e c o n d s i s c a l c u l a t e d a s [ d i f = r ( t - A t ) - r ( t ) ] , t o o b t a i nt h e m o n o t o n y o f t h e s h a p e f o l l o w s t h e n e x t c r i t e r i a :* I f t h e a b s o l u t e v a l u e o f d i f i s l e s s o r e q u a l t o1 , t h e n i s a s s u m e d t h a t t h e f u n c t i o n t o b e

c o n t i n u e d w i t h t h e s a m e t r e n d ( C o n s t a n t C ,D e c r e a s i n g D o r I n c r e a s i n g U ) . O r C f o r a b s[ r ( t - 1 ) - r ( t ) < I d B .* I f d i f i s p o s i t i v e a n d b i g g e r t h a n 1 , ( i f r ( t -A t ) > r ( t ) , y a b s [ r ( t - A t ) - r ( t ) ] > 1 ) , t h e

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f u n c t i o n w i l l b e d e c r e a s e . D f o r [ r ( t - A t ) -r ( t ) ] > 1 .* I f d i f i s n e g a t i v e a n d l e s s t h a n 1 , ( i f r ( t - A t ) < r ( t ) , ya b s [ r ( t - A t ) - r ( t ) ] > 1 ) , t h e f u n c t i o n w i l l b e i n c r e a s e . Af o r [ r ( t - 1 ) - r ( t ) ] < - ]* T h e n , a new m e a n a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n w i l l b ea s s i g n e d , i n a g r e e m e n t w i t h t h e k i n d o f s e g m e n t a n dt h e a t t e n u a t i o n l e v e l ; t h i s i s c a r r i e d o u t m e a s u r i n g t h ea t t e n u a t i o n l e v e l ( d B ) , c o m p a r i n g t h e s a m p l e s r ( t -

A t ) a n d r ( t ) a n d t h e n t h e G a u s s i a n g e n e r a t o r t a k e t h enew s t a t i s t i c s p a r a m e t e r s ( m e a n a n d s t a n d a r dd e v i a t i o n ) t h a t a r e i n d i c a t e d i n [ 7 ] .T i m e s e r i e sG e n e r a t o r o u t p u t

r ( t )Ca u s s i a n r ( t - A t ) A M t

F i g . N o . 2 . T i m e s e r i e s g e n e r a t o rT h e v a l u e s o f t h e m e a n s a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n sf o r e a c h a t t e n u a t i o n l e v e l f o r t h e s u m m e r a r e g i v e n i n [ 7 ] .I n t h i s r e f e r e n c e t h e r e a r e r e p o r t e d v a l u e s o f t h e m e a n sa n d s t a n d a r d d e v i a t i o n s f o r t h e s p r i n g t o o . T h e l o n g t e r mf r e q u e n c y s c a l i n g o f a t t e n u a t i o n a l l o w s e x t e n s i o n o f l o n gt e r m s t a t i s t i c s a t o n e f r e q u e n c y t o a d i f f e r e n t f r e q u e n c y .T h e f r e q u e n c y s c a l i n g i s w i d e l y u s e d o n t h e a p p l i c a t i o n so f FMT ( F a d i n g M i t i g a t i o n T e c h n i q u e s ) , w h e r e t h e r e i s am o n i t o r i n g o f a s i g n a l a t a c e r t a i n f r e q u e n c y a n d t he n u s et h e f r e q u e n c y s c a l i n g t o e v a l u a t e t h e a t t e n u a t i o n a t o t h e rf r e q u e n c y [ 1 4 ] .

L o g n m r

Fi.Nov3SwF i g . N o . 3 S w i t c h e d b r o a d b a n d c h a n n e l m o d e lV I . R E S U L T S

T h e i n f o r m a t i o n g i v e n b y F i e b i g w a s o b t a i n e d i n am e a s u r e m e n t c a m p a i g n a t 4 0 G H z , i n O b e r p f a f f e n h o f e n ,G e r m a n y , w i t h a n e l e v a t i o n a n g l e o f 3 4 . 8 0 . C o n s i d e r i n gt h i s d a t a , t h i s e v a l u a t i o n i s v a l i d f o r a f i x e d u s e r p l a c e d i nt h e u r b a n a r e a .

Broadband switched channel model. L Band. QPSK modulation.= - - = = = = = = f . : : . A s t a t e=== = = = = = = = X * B s ta te

t a t e Switched channelSwitched channel + RS-CONV code

1 0 4 6 8 1 0EbN0(dB)Perform ance

1 0

1 0

X 1 0

1 0 -

1 0 QPSK -R S -CONQPSK-RSQPSK

1 0

1 0

1 0 0 0. 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5EbNO ( d B )F i g . N o . 4 P e r f o r m a n c e o f a s y s t e m b a s e d o n HAPSREFERENCES

[ [ 1 ] M . P e n t , T . T o z e r , J . A . D e l g a d o - P e n i n : " H A P ' s f o rT e l e c om mu n i c a t i o n s a n d s u r v e i l l a n c e a p p l i c a t i o n s " . 2 0 0 2 E u r o p e a nC o n f e r e n c e o n W i r e l e s s T e c h n o l o g y (ECWT 2 0 0 2 ) - E 8 F S e s s i o n2 6 / 2 7 S e p t e m b e r 2 0 0 2 - M i l a n o , I t a l y .[ 2 ] J . T h o r n t o n , D . G r ac e, C . S p i l l a r d , T . K o n e f a l a n d T . C . T o z e r ." B r o a d b a n d C om m u n i c a t i o n s f r o m H i g h A l t i t u d e P l a t f o r m s : T h eE u r o p e a n H e l i N e t p r o g r a m m e " . E l e c t r o n i c s a n d C o m mu n i c a t i o n sE n g i n e e r i n g J o u r n a l . J u n e 2 0 0 1 .[ 3 ] R e c o m m e n d a t i o n ITU-R F - 1 5 0 0 .[ 4 ] G o r a n M. D j u k n i c a n d J o h n F r e i d e n f e l d s , Y u r i v O k u n e v" E s t a b l i s h i n g W i r e l e s s C o m m u n i c a t i o n s S e r v i c e s v i a H i g h A l t i t u d eA e r o n a u t i c a l P l a t f o r m s : A C o n c e p t Whose T i m e H a s C o m e ? " . I E E EC o m m u n i c a t i o n s M a g a z i n e 1 9 9 7 .[ 5 ] Y o n g j u n X i e , Y u g u a n g F a n g . " A G e n e r a l S t a t i s t i c a l C h a n n e l m o d e lf o r M o b i l e S a t e l l i t e S y s t e m s " . IEEE T r a n s a c t i o n s o n V e h i cu l arT e c h n o l o g y , V o l 4 9 , N o . 3 , May 2 0 0 0 .[ 6 ] E r i c h L u t z , D a n i e l C y g a n , M i c h a e l D i p p o l d , F r a n f D o l a i n s k y ,W o l f g a n g P a p k e . " T h e L a n d M o b i l e S a t e l l i t e C o m m u n i c a t i o nC h a n n e l - R e c o r d i n g , S t a t i s t i c s , a n d C h a n n e l M o d e l " . IEEET r a n s a c t i o n s o n V e hi c ul a r T e c h n o l o g y , V o l 4 0 , N o . 2 May 1 9 9 1 .[ 7 ] B r a n k a V u c e t i c , J u n D u . " C h a n n e l M o d e l l i n g a n d S i m u l a t i o n i nS a t e l l i t e M o b i l e C o m m u n i c a t i o n S y s t e m s " . IEEE J o u r n a l o nS e l e c t e d a r e a s o n C o m m u n i c a t i o n s V o l . 1 0 , N o . 8 O c t o b e r 1 9 9 2 .

[ 8 ] R e c o m m e n d a t i o n ITU-R P . 6 8 1 - 6 .[ 9 ] L e e , W i l l i a m C . Y . " M o b i l e C o m m u n i c a t i o n s D e s i g n F u n d a m e n t a l s " .W i l e y S e r i e s i n T e l e c o m m u n i c a t i o n . 2 n d e d i t i o n . 1 9 9 3 .[ 1 0 ] B e l l o P . A . " A e r o n a u t i c a l C h a r a c t e r i z a t i o n " . IEEE T r a n s a c t i o n so n C o m m u n i c a t i o n s , V o l . C O M - 2 1 , N o . 5 , May 1 9 7 3 .[ 1 l ] F a b i o D o v i s , R o b e r t o F a n t i n i , M a r i n a M o n d i n i a n d P a t r i z i a S a v i ." S m a l l - S c a l e F a d i n g f o r H i g h - A l t i t u d e P l a t f o r m ( H A P ) P r o p a g a t i o nC h a n n e l s " . IEEE J o u r n a l o n S e l e c t e d a r e a i n C o m m u n i c a t i o n s , V o l .2 0 , N o . 3 , A p r i l 2 0 0 2 .[ 1 2 ] M . A . N . P a r k s , S . R . S a u n d e r s a n d B . G . E v a n s . "A W i d e b a n dC h a n n e l M o d e l A p p l i c a b l e t o M o b i l e S a t e l l i t e S y s t e m s a t L a n d SB a n d " . A n t e n n a s a n d P r o p a g a t i o n , T e n t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c eon ( C o n f . P u b l . N o . 4 3 6 ) V o l u m e 2 , 1 4 - 1 7 A p r i l 1 9 9 7 P a g e ( s ) : 3 9 -4 3 v o l . 2[ 1 3 ] U . C . F i e b i g . " M o d e l l i n g r a i n f a d i n g i n s a t e l l i t e c o m m u n i c a t i o n sl i n k s " V e h i c u l a r T e c h n o l o g y C o n f e r e n c e , 1 9 9 9 . VT C 1 9 9 9 - F a l l .IEEE VT S 5 0 t h , V o l u m e : 3 , 1 9 - 2 2 S e p t . P a g e s . 1 4 2 2 - 1 4 2 6 , V o l . 3 .[ 1 4 ] T . K . P C h u n g , A P G a l l o i s , B C G r e m o n t . " F r e q u e n c y s c a l i n g o f r a i n

a t t e n u a t i o n : r e s u l t s f r o m O l y m p u s s a t e l l i t e " . I E E A n t e n n a s a n dP r o p a g a t i o n , 4 - 7 A p r i l , C o n f e r e n c e P u b l i c a t i o n N o . 4 0 7 . 1 9 9 5 .

1 1 8 7

1 2 1 4 1 6