In this thesis, the author studied the feasibility of HAPS and analyzes the performance of heterogeneous networks in an environment where HAPS is utilized as a relay node between terrestrial and satellite networks. The 5G link budgets for each communication node in a satellite-air-ground downlink network were calculated, and Monte Carlo simulations based on DVB-S2 standard were executed in a communication environment configured with the 3GPP 5G NR NTN standard and ITU HAPS standard to analyze the performance of heterogeneous networks by checking the bit error rates of each relay communication scheme. For the uplink network, the author similarly calculated the 5G link budgets of each node and compared the performance of the concatenated FEC code proposed by DVB-S2 standard with the 16-state turbo code proposed by DVB-RCS2 standard. The performance of the FEC codes was also compared using Monte Carlo simulations, and the communication scenario which is better to replace the 16-state turbo code with a concatenated FEC code of DVB-S2 standard was suggested for uplink transmissions.
본 학위논문에서는 지상망과 위성망 사이의 중계 노드로써 HAPS를 활용하는 환경에서 HAPS의 실용성 확인 및 이종 네트워크 성능 분석에 관해 연구하였다. 위성-공중-지상 다운링크 네트워크에서 각 통신 노드의 5G 링크 버짓을 계산하였고, 3GPP의 5G NR NTN 표준과 ITU의 HAPS 표준을 기반으로 구성한 통신 환경에서 DVB-S2 표준 기반의 몬테카를로 시뮬레이션을 진행하고 각 중계 방식에서의 비트 에러율을 확인함으로써 이종 네트워크의 성능 분석을 진행하였다. 업링크 환경에서도 마찬가지로 각 노드의 5G 링크 버짓을 계산하였으며, DVB-S2 표준에서 제안하는 연접 FEC 코드와 DVB-RCS2 표준에서 제안하는 16-state 터보 코드의 성능을 비교하였다. FEC 코드의 성능 비교 또한 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 진행하였으며 해당 결과를 통해 지상에서 위성으로 데이터 송신 시 16-state 터보 코드를 DVB-S2 표준의 연접 FEC 코드로 대체하면 좋을 환경을 제시하였다.
