T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   4 A u g u s t   2020 ,   p p .   1 695 ~ 1 7 0 0   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Ke m e n r is te k d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI KA . v 1 8 i4 . 1 4 5 4 1     1695       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   M ea sure m e nts  to  desig n a co v erag e area  by usin g     hig h altitude  platf o r m  sy ste m s       Riy a m   Ala a   J o hn i   Ku rd istan   T e c h n ica I n stit u te,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 1 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Feb   1 2 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Feb   2 3 ,   2 0 2 0       T h is  p a p e p ro p o se t h e   p ri n c ip l e o f   h o w   to   d e sig n   UMT S   c o v e ra g e   a r e a     f o Ba g h d a d   c it y   th e   c a p it a o f   Ir a q   c o u n try   a a   c a se   stu d y   th a o c c u p y   a r e a   a b o u 2 0 4 . 2   k m ² ,   b y   u sin g   o n e   o f   th e   n e w   t e c h n o lo g y   f o p ro v id in g   tw o   w irele ss   b a n d w h ich   a re   n a rro w b a n d   a n d   b ro a d b a n d   c o m m u n ica ti o n   se rv ice s   a we ll   a f o b ro a d c a stin g   se rv ice s   issu e s   w it h   e it h e a irsh ip o r   a irp lan e tec h n iq u e w h ich   is  n a m e d   HA P s,  V iew e d   f ro m   it a lt it u d e ,   HA P f lo a ts   w it h in   th e   stra to sp h e re   lay e r   in   th e   a irsp a c e ,   p o siti o n e d   b e tw e e n   sa telli te    a n d   terre strial  p latf o rm s.   T h is  stu d y   a lso   c o sid e re d   t h e   a f fe c o f   in terf e r e n c e   w it h   th e   a v a il a b le   b ro a d b a n d   tec h n o lo g y .   It  w il sta rt  w it h   b rief   in tro d u c ti o n   f o HA P S   w i th   i ts  a d v a n tag e s,  c o m p a riso n   b e tw e e n   HA P S   sy ste m   a n d   o th e r   se rv ice a n d   sp e c ify   re q u ire m e n t f o d e sig n .   S u c h   a s,  e n u m e ra t e   a n d   f in d     th e   c e n ter  o f   c o v e ra g e   a re a   to   c a lcu late   th e   c o o rd i n a tes .   T h e n ,   d e sig n     th e   c o v e ra g e   a re a   f o th e   c it y ,   a n d   f in d   t h e   ra d i u s,  e lev a ti o n   a n g le,   a n d   t h e   p o siti o n   o f   e a rth   sta ti o n w h ich   w il c o n n e c HA P S   w it h   o th e r   n e tw o rk a n d   a ll   o t h e se rv ice lo c a ti o n   d e p e n d in g   o n   lati tu d e   a n d   lo n g it u d e ,   f in a ll y   th e   re d u c ti o n   o f   in terf e re n c e   tec h n iq u e .   K ey w o r d s :   E lev atio n   a n g le    L atit u de   L i n o f   s i g h t   L o n g it u d   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R i y a m   A laa  J o h n i,   Ku r d is ta n   T ec h n ical  I n s tit u te,     Su la y m an i y a h ,   I r aq .   E m ail:  r e y a m . j o h n n y @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   HA P   i s   d ef i n ed   a s   an   air s h ip   o r   air cr af w h ic h   co m m o n l y   p o s it io n ed   at  2 0 - 25  k m   altit u d   in   th tr o p o s p h er ic  la y er .   T h is   altit u d m a k es  t h air s h ip   u s ef u l   in   w ir ele s s   co m m u n ica tio n s   s y s te m     an d   p er m i ts   th d eli v er y   o b v io u s   ad v a n tag e   w h en   co m p ar it  to   s atellites  an d   ter r estrial  s y s te m .   H A P   is   p r o p o s ed   to   p r o v id e   tw o   w ir eless   b an d s   w h ic h   ar e   n ar r o w   b an d   an d   b r o a d b an d   c o m m u n icat io n   s er v ice s   ( in ter n et,   ce ll u lar   s er v ices)   w i th   b o th   t y p es  ( air s h ip s   a n d   air cr af ts )   [ 1 ] .   as  w ell  as  H A P s   h as  m an y   b en e f it s     s u c h   as,  lo w   p r o p ag atio n   d elay ,   ea s y   a n d   in cr e m e n ta d ep lo y m en t,  f le x ib ilit y ,   e as y   to   co n f i g u r e,     h ig h   e lev at io n   a n g les,  b r o ad ca s t/ m u l ticast   ca p ab ilit y ,   b r o ad b an d   ca p ab ilit y ,   ab ilit y   to   m o v e   ar o u n d   in   e m er g e n c y   s it u atio n s   [ 2 ] .   T h m a in   co n s tr ai n s   f o r   th HA P p lat f o r m   s y s te m   ar p o w er   co n s u m p tio n     an d   av ailab lit y   f o r   th p latf o r m   p a y lo ad ,   s p ec tr u m   allo ca ti o n ,   s tab ilit y   an d   t h m o v e m e n o f   t h p latf o r m m ax i m u m   p o w er   th a tr as m i tted   f r o m   H A P tr an s v er s ,   s p ac av ailab le  o n   th p lat f o r m ,   p a y lo ad   m a s s   co n s tr ain ts ,   li n k   a n d   p latf o r m   av ailab ilit y   d u r i n g   r ai n y   co n d itio n s   an d   t h clea r   s k y ,   t h ea s o f   r ef u eli n g   a s   w ell  a s   p r o v id in g   lo ca an d   r eg io n al  co v er a g e   [ 3 ] .   B y   t h co m p ar i s o n s   b et w ee n   H A P S,  ter r estrial  an d   s atellite  s y s te m s   t h p latf o r m   p o s itio n   allo w s   th H A P s - b ased   s y s te m   to   p r o v id b etter   ch an n el  co n d itio n s   t h a n   s atel lite.  A   co n d itio n   o f   li n o s ig h ( L OS)   is   ac h ie v ab le  in   al m o s all  th co v er ag ar ea   ( UA C ,   SA C   an d   R AC ) ,     h en ce   le s s   s h ad o w in g   ar ea s   t h an   ter r estrial  s y s te m   [ 2 ] .   T h er e f o r e,   HA P s   r eq u ir m u c h   les s   t r an s m is s io n   p o w e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t   2020:    1 6 9 5   -   1 7 0 0   1696   f o r   g i v en   q u alit y   o f   s er v ice s   ( QOS)   [ 4 ] .   E s s en tiall y ,   H A P s   p er f o r m   ca p ab l y   o n   ta s k s   t h at  ar p r esen tl y   at   th i s   ti m h a n d led   u s i n g   b o th   o f   ter r estrial  an d   s atellite  s y s te m s .   B r o ad ca s s er v ices  , wea th er   m o n i to r in g ,   s u r v eilla n ce   an d   m a n y   o th er   a p p licatio n   ar u s ed   b y   H A P s   T ec h n o lo g y   [ 5 ] .   HA P   s y s te m   ar co m b i n ed   o f   p latf o r m s   an d   g ate w a y s ,   b u in   t h r ea i m p le m i n ta tio n   th er e     is   li m itat io n   in   t h n u m b er   o f   s a m e - f r eq u e n c y   g ate w a y   li n k s   [ 1 ] .   HA P n et w o r k   ( HA P SN )   a n d   its   co n n ec ti n s   w it h   FS n et w o r k s   h as  b ee n   a n   is s u in   r ec en f e w   y ea r s .   Fu n d a m e n tall y ,   H A P g ate w a y   l in k s   ar ch an n elize d   in   t h co m b i n atio n   o f   f r eq u e n c y   r a n g e s   w h ic h   FS li n k s   o cc u p y ,   cr ea tin g   o f   s ev er in ter f er e n ce   le v els,  p ar ticu lar l y   at  h i g h   ar o f   FS E ar th   s tatio n   an g el  o f   elev a tio n   [ 6 ] .   T h is   p ap er   co m p r is es  s e v er al  s ec tio n s   s tar ted   w it h   g en er al  id ea   ab o u H A P tech n iq u e.   W h ile  t h e   f o llo wed   s ec tio n   d is cu s s es  t h H A P s   s y s te m s   s e g m en ts Sectio n   th r ee   p r esen th ca p ar is o n s   b et w ee n   th H A P s   s y s te m   w it h   th o th er   ex is tin g   telec o m m u n icatio n   s y s t e m   i n   B ag h d ad ,   w h ile   t h f o u r th   c h alle n g e s   s ec tio n   p r esen ts   th e   ar ea   th e   co v er ed   b y   H AP f i n all y   t h r es u lt  is   ca lcu la ted   b y   u s i n g   eq u atio n   to   d esig n   n e w   te leco m m u n ic atio n   s y s te m   to   co v er   B ag h d a d   city .       2.   L E T E RT UR E     2 . 1 .     Co m po ne nt   o f   ha ps   co mm u n ica t io n sy s t e m s     n e w   tec h n o lo g y   ( H A P s)   co m m u n icatio n   s y s te m   co n s i s t   o f   g o u n d   s eg m en an d   atm o s p h er   s eg m e n t   [ 7 ] T h m ai n   s ec tio n s   o f   at m o s p h er s e g m en co n s i s o f   t h e   p latf o r m   a n d   th o n b o ar d   co m m u n icatio n s   p ay lo ad .   W h er P latf o r m ,   is   a   f l y i n g   a ir cr af co m es  i n   d i f f e r en f o r m   s tar ted   w ith   th e   ea r l iest   ae r ial  p lat f o r m   w er b allo o n   th e n   A ir s h ip   H A P s ,   A ir p lan H A P s   an d   U A ( U n m an n ed   A er ial  Ve h i cle)   f o r ce f u cir cle.     T h s ec o n d   s eg m e n is   r ep r esen ted   in   en er g y   s u p p l y   it  c h o s en   f r o m   o f   e n er g y   s o u r ce   is   s o lar   p o w er , th e   p r o p o s ed   d esig n   o f   HA P ar d esig n ed   f o r   lar g s u r f ac e s   w h ic h   is   u s e f u l   f o r   lin in g   s o lar   p an els   [ 7 ] O n   th o th er   h an d ,   th co m m u n icatio n   p a y lo ad   w h ich   i s   th th ir d   p ar is   co n s is t o f   p h ased   ar r ay   an te n n as  tr an s m it  o r   r ef lecto r   o f   m u lti  b ea m   li g h t - W i g h w it h   g o r u n d   s tatio n   f o r   s w it h ch i n g   p u r p o s e.   th p r o ce s s e s   o f   co n tr o r ec eiv i n g ,   s w itc h in g ,   m u ltip le x i n g ,   an d   tr an s m itt in g   f u n c tio n s   ar co n tr o ls   b y   lar g e   p r o ce s s o r s   ass o cia ted   w ith   t h g r o u n d   s w itc h in g   s tatio n   [ 8 ] .   An te n n a   s u b s y s te m   i s   o n o f   th m a in   s ec t io n s   o f   H A P co m m u n ica tio n s   p a y lo ad ,   d ep en d in g   o n   t h s elec tio n   o f   r eu s f ac to r   an d   m u lt ip le  ac ce s s ,   th H A P tec h n o lo g y   is   cr itical   to   co - ch a n n el   in ter f er e n ce   [ 9 ] .     2 . 2 .     Adv a nt a g es o f   ha ps   o v e ex is t ing   t er re s t ria l a nd   s a t ellit t ec hn o lo g ies    T h n e w   tec h n o lo g y   o f   H A P s   co m m u n icatio n s   s er v ices   f r o m   w i ll  lead   to   m an y   p o s s ib le  ap p licatio n s .   HA P s   o f f er   ex tr ch ar ac ter is ti cs  th an   ter r estrial  an d /o r   s atell ite  ar ch itectu r es   do   [ 1 0 7] .   T h o n o f   d r aw b ac k   o f   ter r estrial  s y s te m   i s   t h l o n g - r an g ter r estrial  li n k s   ar s tr o n g l y   a f f ec ted   b y   r ain   atten u atio n   t h r o u g h     h ig h   co v er a g ar ea   w h ile  t h n e w   tech n o lo g y   o f   h ig h - al titu d p latf o r m   co m m u n icati o n   s y s te m   p r o p o s es     lar g co v er a g ar ea   co m p ar ed   to   ter r estrial  s y s te m   w i th   b etter   p ath - lo s s   c h ar ac ter is t ics   i n   all  w ea th er   f l u ctu a tio n s .   Ot h er   i m p r o v e m en th at  o f f er ed   b y   H A P s   is   t h C o s o f   d ep lo y i n g   H A P s   p latf o r m   is   co n s id er ed   ch ea p er   th an   s atelli tes  s tatio n s   an d   ter r estrial  ( w i th i n   th s i m ilar   co v er ag s p ac e ) I n   o n h an d   th s atellite  s y s te m   is   ta k h ig h   b u d g e in   in s tal latio n   a n d   lu n c h in g   w h ile  th ter r estrial  t h d ep lo y m en o f   it s   n e t w o r k   s y s te m   is   e x p en s i v e   [ 1 1 ] .   I n   th o t h er   h a n d   H A P s   h as  m o r ad v an tag in   p r o p ag ati o n   d ela y   a s s o ciate     to   s atellites  s y s te m   [ 1 2 ] .   A n d   it  co n s id er s   id ea f o r   m u l ti m e d ia  s er v ices,  m u l ti - ca s t,  a n d   b r o ad ca s t.   I n   ad d itio n   d u to   I T U - r ec o m m en d atio n   th f ac to r   o f   elev atio n   an g le s   s h o u ld   b h ig h   to   o f f er   clea r   lin o f   s ig h s ig n al  p ath s   an d   lo w   p r o p ag atio n   d e la y   [ 6 ] .   T h e   co m b in a tio n s   o f   th g ai n s   o f   b o th   co m m u n ica ti o n   s y s te m   s atell ite  an d   ter r estrial   a n d   av o id   al t h d r a w b c k s   o f   b o t h   o f   th e m   th at   m a k t h e   h i g h   alti tu d p latf o r m s   ( H A P s   is   co n s id er ab le  as  u n iq u e   alt er n ativ i n   w ir eless   co m m u n i ca tio n   [ 1 1 13] .   Du to   all  b en ef its   t h at  o f f er ed   b y     n e w   co m m u n icatio n /teleco m m u n icatio n   tech n o lo g y   ( H AP s )   as  p r o m is i n g   s y s te m   th at   an   ef f ec t iv b alan ce   to   th cu r r en co m m u n icatio n   s y s te m .     2 . 3 .     H a ps   net w o rk   a rc hite ct ure     Hig h   ca p ac it y   b r o ad b an d   telec o m m u n icatio n   n et w o r k   n ee d   p o w er f u n et w o r k   in f r astru ct u r   th at s   co m w h er t h r ee   co m m u n icatio n   tec h n o lo g y   in c o r p o r ate  to g eth er   to   o v er co m t h w ea k n ess     o f   ea ch   o th er   [ 1 2 ] .   H ig h   ca p ac it y   b r o ad b an d   th at  p r esen ted   b y   th e x it  w ir eles s   co m m u n icatio n   tech n o lo g y     HA P s   ca p ab ilit y   o f   ca r r y i n g   h ig h   ca p ac it y   d eliv er y   o f   b r o ad b an d   s er v ice s   to   e n d   u s er s   [ 1 4 ] T h ar ch itectu r e   of   h i g h - le v el  H A P te leco m m u n icatio n   n e t w o r k   co n s i s t   of   t w o   li n k s   b et w ee n   p a y lo ad   an d   g r o u n d     eq u ip m e n t:  F ir s o n is   d ef i n ed   as  a   g ate w a y   li n k   w h ic h   is   a   r ad io   lin k   p lace d   b et w e en   H A P g ate w a y     s tatio n   o n   t h e   ea r t h   an d   H A P s   p latf o r m   a ir cr af t   a n d   t h o th e r   t y p is   u s er   li n k   w h ic h   i s   t h lin k   s its   b et w ee n     th e   H A P s   at m o s p h er s eg m e n t   an d   th u s er   ter m in a ls   o n   t h g r o u nd   s eg m e n t T h r ee   r ec o m m en d ed   ar ch itectu r es   ar e   d esig n ed   f o r   H A P co m m u n icat io n   s y s te m   [ 1 5 ] ,   s tan d - alo n H A P   s y s te m   w h ic h   u s f ib er   o p tic    n et w o r k   o r   s atellite  a s   b ac k b o n lin k   o n   t h ap p licatio n s   li k w ea th er   m o n i to r in g ,   a n d   d is aster   s u r v eil lan ce .   T h in teg r ated   ter r estrial - H A P - ter r estrial  s y s te m t h is   t y p o f   HA P   n et w o r k   p r o p o s to   en co u r ag h i g h   q u ali t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Mea s u r eme n ts   to   d esig n   a   co v era g a r ea   b u s in g   h ig h   a ltit u d p la tfo r s ystems   ( R iya A la a   Jo h n i )   1697   o f   s er v ice  th r o u g h   th e   co n n ec tio n   o f   ter r estrial  s y s te m   n et w o r k   ac r o s s   g ate w a y w h ile  th co m b i n ed   ter r estrial - H A P - s atell ite  s y s te m   is   co n s id er d   as  last   ca teg o r y   th at  ca n   en co u r a g h ig h   ( Qo F)   q u alit y     o f   s er v ice  b y   ta k i n g   th e   b en e f i t s   o f   i m p o r ta n t f ea t u r es o f   b o th   H A P s   an d   s atel lite c o m m u n i ca tio n   s y s te m s   [ 4 ] .     2 . 4 .     H a ps   s pect ru m   a llo ca t io n   B y   u s i n g   t h s i m ilar   o r   n ei g h b o r in g   f r eq u e n c y   b an d s   b et w ee n   t h H A P s   s y s te m s   o n   t h ap p o r tio n m e n t   o f   s tr ict  co n d itio n s   o f   f r eq u en c y   b an d s   an d   n o n - i n ter f er en ce   [ 1 6 ] .   O n o f   th in f l u e n tial   p ar am eter   th a h as     b ig   r o le  to   av o id   th e   in t er f ef er e n ce   t h H A P s   s ig n al s   w it h   t h o th er   e x is tin g   c o m m u n icatio n   an d   telec o m m u n icatio n   s y s te m   is   th u s i n g   e x ac a n d   ac cu r ate  f r eq u en c y .   I n ter f er en ce   m it ig at io n   tec h n iq u es  th at   r ec o m m e n d ed   b y   I T U - R   ar i n v o l v ed   to   m a k t h f r eq u e n c y   w o u ld   b s h ar i n g   b et w ee n   t h HA P s y s te m   a n d   Nar r o w b an d   an d   b r o a d b an d   s e r v ices   [ 1 7 ] .   I n   th is   s tu d y   w as s u m th f r eq u e n c y   b a n d   f o r   al s er v ices  ar s a m e.     2 . 5   H a ps   co v er a g e   I n   Dep en d in g   o n   elev at io n   an g le  an d   th alti tu d o f   p latf o r m   d eter m i n th co v er a g ar ea   o f   HA P S,  d u to   p r ev io u s   s t u d y   o n e   H A P h a s   th ab l ilit y   o f   d eli v e r in g   ab o u 4 0 0 k m   r ad iu s   o f   g r o u n d   ar ea   w h ich   i s   co r r esp o n d in g   to   2 5 8   to w er   o f   g r o u n d   ter r estrial   co v er ag e   [ 1 8 ] .   B y   r esear c h   d o n i n   2 0 1 7   th ca p ac it y   o f   s i n g le   HA P i s   p r ef er ab le  t h an   u s i n g   m u ltip le  H A P s y s te m   b ec au s m o r t h an   o n H A P i n   o v er lap p ed   r eg io n   ex p er ien ce   i n ter f er en ce   f r o m   u s er s   [ 1 9 ] .   Fu r th er   o n   t h t y p o f   a n ten n lik e   a   m u lti  b ea m   a n te n n a   u s ed   b y   s in g le   H A P s   w it h   t h h i g h   an d   ac c u r ate  f r eq u en c y   r e u s ef f ic ien c y   ai m ed   to   co v e r   m a n y   s u b s cr ib e r     g r o u n d s   [ 2 0 ] T o   g et  b etter   ch an n el  co n d itio n   1 7 - 2 5   k m   a ltit u d es  o f   H A P is   o p er at in g   in   th s tr ato s p h er as  r ec o m m e n d ed   in   I T U - R th i s   altitu d o f   H A P s   let   th HA P s - b ased   s y s te m   to   p r esen b etter   ch an n el  co n d itio n s .   T ab le   1   clar if y   th at  t h b est  altitu d o f   HA P s   is   2 2 k m   w h ic h   i s   th p r ef er ab le  p o s itio n   o f   HAP s   co v er ag w h er th r elatio n   b et w ee n   th m i n i m u m   ele v atio n   an d   th e   co v er ag e   d ia m eter .   A lt h o u g h   ad d itio n al  id en ti f i ca tio n   o f   H A P s   f r eq u en c y   b an d   h av b ee n   ass i g n ed   at  2 8   GH z     an d   3 1   GHz ,   th g eo g r ap h ic   ar d ef in ed   th s elec tio n   b etw ee n   th o s t w o   f r eq u i n cies .   Fu r th er m o r e,     ev en   th o u g h   i n   th n e x W R C - 1 9   p r o p o s ed   ad d itio n al  g lo b al  HA P s   s p ec tr u m   ca n d id ates,  an d   o t h er   s er v ices     ( m o b ile  an d   s atellite  s er v ice s )   h av b ee n   in tr o d u ce d   w ith in   th s a m f r eq u e n c y   r an g es  [ 1 9 ] .   T h o th er   f ac to r   th at  af f ec ted   o n   co v er ag ar ea   o f   HA P an d   th s p o b ea m s   w it h i n   li m ited   ar ea   is   th an ten n ar r a y   w h ic h   p r ep ar e d   to   co o r d in ate  th d esire   f o r   ca p ac ity   w it h i n   an y   p ar ticu lar   co v er ag ar ea   [ 1 5 ] .   I n   th i s   s tu d y   w u s HA P s y s te m   to   p r o v id s er v ices  to   r eg io n   ex ten d in g   f o r   m o b ile  ce ll   p h o n e   co v er ag   o r   s tead y   w ir ele s s   f r o m   ( U A)   u r b an   ar ea   w i th   h ig h   d en s it y   to   ( R A )   r u r al  ar ea s   w i th   lo w   d en s it y   [ 2 1 ]   As  o n   ex is i t   ter r estrial  s y s te m   th u s er   ter m i n al  o f   H A P s   w i ll  b p r o p s ed   to   s h ar th s i m i lar   r ad io   in ter f ac e,   th u s   s in g le  h a n d s et  w i ll  d r iv w it h   t w o   t y p es  o f   to w er s   w h i ch   ar e   th e   tr ad itio n al  ter r estrial  to w er s   an d   HA P S.   T h er ef o r th is   w ill s u p p o r w o r ld w id r o a m i n g   a n d   r eg io n al  w it h   u n iq u e   h a n d s et.       T ab le   1 Min i m u m   ele v atio n ,   co v er ag an d   m ax i m u m   co m m u n icat io n   d is ta n c   [ 2 2 ]   M i n i m u m   e l e v a t i o n   ( ° )   D i a me t e r   o f   c o v e r a g e   ( K m )   M a x i m u m   c o mm u n i c a t i o n   d i s t a n c e   ( K m)   0   1 0 5 6   5 2 9   2   7 0 2   3 5 2   5   4 2 0   2 1 2   10   3 3 6   1 2 0   15   1 6 0   83   30   30   44       3.   RE SU L T   3 . 1 .      L o c a t io n   A cc o r d in g   to   B ag h d ad   Ma p ,   an d   af ter   s t u d y i n g   ar ea .   T h ce n ter   o f   co v er ag e   ar ea   lo ca tio n 's  co o r d in at es  o f   H A P w ill  b as  s h o w n   i n   Fi g u r e   1   ( lat. 3 3 . 3 1 9 1 °  N,   lo n g 4 4 . 3 9 2 0 °  E ) .   A lt itu d o f   H A P S:    as  it’s  k n o w n ,   th r a n g   h ei g h t   o f   H A P s   p latf o r m   i s   b et w ee n   1 7 k m   an d   2 2 k m .   So ,   w w ill   b s u p p o s ed   to   p u th s tat io n   o n   a n   altit u d o f   2 1 k m   a s   clar if y   i n   Fi g u r 2 .     3 . 2 .     F o o t   print   T h w h o le  ar ea   o f   B ag h d ad   w h o s esti m ated   to   ( 2 0 4 . 2   k m ² )   as sh o w n   i n   Fig u r 1   an d   w it h   th tak i n g   in to   co n s id er atio n   th g eo g r ap h ical  ter r ain   w h ic h   is   ch ar ac te r ized   as  a   p lain   lan d   an d   h ig h   p o p u latio n   d en s it y   d u to   it s   cit y   ca p ital  o f   I r aq .   F u r th er   m o r e   in   th co n d iti o n   o f   r ain f al is   ab o u ( 0 . 0 4   in )   in   s u m m er   s ea s o n   w h ile  in   w i n ter   th av er a g ap p r o x im a tel y   ( 5 . 9 1   in )   all  th o s f ac to r s   h as  af f ec ted   in   d eter m in in g   th p o s itio n   an d   q u alit y   o f   s i g n als o f   t h H A P s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t   2020:    1 6 9 5   -   1 7 0 0   1698       Fig u r 1 .   B ag h d ad   m ap       3 . 3 .     E lev a t i o a ng le    C an   b f o r   f ir s b ase  s tatio n   is   3 3 ,   an d   f o r   s ec o n d   b ase  s tatio n   is   5 4 .   Dis tan ce b y   u s in g   th e   p r ev io u s   elev atio n   a n g les  w ca n   ca lcu l ate  th d is ta n ce   f r o m :      =   ( )   =      (  ) =  .        =  ( )   =      (  ) =  .        in   t h is   a s s i g n m en t   w as s u m th at  all  s er v ice s   ( FS a n d   FS )   h av s a m f r eq u en c y .   A l s o ,   w ass u m e   th p lace   o f   f ir s t FS  g r o u n d   s ta tio n   at:     L a t it ud e : 3 3 . 1 8 9   N   L o ng it ud e:   4 3 . 9 3 5   E   An d   f o r   s ec o n d   FS   g r o u n d   s tat io n   is :     L a t it ud e :3 3 . 3 1 9   N   L o ng it ud e : 4 3 . 8 3 5   E   An d   f o r   FS g r o u n d   s tatio n   i s :     L a t it ud e : 3 3 . 4 8 9   N   L o ng it ud e : 4 3 . 9 4 5   E   Dep en d in g   o n   t h at  an d   w as s u m t h H A P w il l p la y   at  th e   ce n ter   o f   B ag h d ad   at:   L a t it ud e :3 3 . 3 1 9   N   L o ng it ud e :4 4 . 3 9 2 E   W d ec id to   p u t H A P S g r o u n d   s tatio n s   at:   L atit u d :3 3 . 3 1 9   N   L o n g it u d e:4 4 . 4 5 9   E   A t ( ϴ= 5 4   d eg r ee )     L atit u d :3 3 . 3 1 9   N   L o n g it u d e:4 4 . 5 4 9 E   A t ( ϴ= 3 3   d eg r ee )       I n   b ased   o n   d es ig n ,   e n o u g h   d is tan ce   r e g ar d in g   to   t h to t al  ar ea   o f   t h e   B ag h d ad   cit y   th e n   al s o     th e n o u g h   d i s tan ce   b et w ee n   FS   an d   FS S,  a n d   m y   s ce n ar io   o f   th a li k s h o w n   in   Fi g u r 2.   Dep en d in g   o n   th i s   d esig n   w r ed u ce   th e   in ter f er en ce s   b et w ee n   H A P S   s y s te m   an d   o th er   s er v ice s .   B y   u s in g   d if f er en e lev atio n   an g le,   t h w o r s in ter f er en ce   o cc u r e   w h en   H A P s s   elev a tio n   an g le  to w ar d   FW A   s ta tio n   is   eq u iv ale n t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         Mea s u r eme n ts   to   d esig n   a   co v era g a r ea   b u s in g   h ig h   a ltit u d p la tfo r s ystems   ( R iya A la a   Jo h n i )   1699   to   elev atio n   an g le   f r o m   H A P to   H A P GS   [ 2 3 ] .   B y   u s i n g   t h m iti g atio n   tec h n iq u es  d ea l   w it h   I T U - R   F.1 6 0 7     th m in i m iz in g   t h in ter f er en c b et w ee n   H A P S a n d   o th er   s y s te m s   is   b y :     I n cr ea s in g   m i n i m u m   o p er atio n al  ele v atio n   a n g le:  T h e   an g le  lo ca ted   b et w ee n   FS   a n d   HA P s   g r o u n d     s tatio n   in d e n ti f y   as  a   elev at i o n   an g el  [ 2 4 ] ,   in   t h i s   s tu d y   w a lr ea d y   u s f i x ed   t w o   el ev atio n   an g le    ( 3 3   d eg r ee   an d   5 4   d eg r ee ) ,   th e r ef o r w d id   n o t f o llo w   t h is   t y p o f   m i tig a tio n .     I m p r o v e m e n o f   r ad iatio n   p atter n s   o f   a n te n n as.  T h is   tec h n i q u is   g iv in g   s m all  a m o u n o f   i n ter f er e n c ac co r d in g   to   lo w   ele v atio n   a n g le  o f   s p ec ial  a n te n n g a in   to   p ar ticu lar   s p o b ea m   a n d   u t ilize  ellip tical   b ea m   p atter n s .   t h s m all  elev a t io n   an g le   w it h   h i g h er   g ai n   b ec au s o f   t h b ea m   n ea r   th b o r d er   o f   co v er ag e   s er v ice s m all  s id lo b co v er ag s er v ice  b ea m   n ea r   t h ce n te r   in s tead   o f   d o   n ar r o w er   b ea m w id t h   [ 2 5 ]     D y n a m ic  c h an n el  as s ig n m e n t th is   t y p o f   tech n iq u u s s e lf - co n tr o lled   m a n n er   w h e n   co m m u n icatio n   s y s te m s   s ti m u la te  o n   d e m an d - a s s i g n m e n f u n d a m en tal   w h ic h   is   e f f icie n f o r   s h ar in g   w it h   o th er     s er v ices  [ 1 4 ] .     Au to m a tic  tr a n s m itt in g   p o w er   co n tr o ( A T P C ) :   T h e   p r in cip le  o f   A T P C   s c h e m e   is   to   co n tr o th o u tp u p o w er   an d   r ec eiv in g   p o w er   i n   th m o n ito r in g   th w ea th er   s it u atio n , t h A T P C   am p li f y   th p o w er   in   r ain   co n d itio n   an d   d ec r ea s th p o w er   d u r i n g   clea r   s k y   s it u atio n   [ 1 1 18] .     Sh ield i n g   ef f ec b y   H A P air s h ip   en v elo p e :   T h m e tal  co ati n g   o f   H A P a ir s h ip   en v elo p   h as  b af f ec to   ch ar ac ter is tic s   o f   an te n n a s   b ac k - lo b an d   s id e - lo b b ea m   o n   b o ar d   t h HA P air s h ip .   F u r th er m o r e     th e   ca lcu latio n   o f   I n ter f er e n ce   b et w ee n   s atell ite  s p ac s eg m e n t   an d   H A P S a ir s h ip   is   r ed u ce d   [ 5 ] .           Fig u r 2 .   Scen ar io   o f   I n ter f er e n ce   s it u atio n   in cl u d i n g   H A P S,   FS S,  FS       4.   CO NCLU SI O N     I n   th is   w o r k ,   w tr ied   to   d esig n   o f   n ar r o w   b an d   an d   b r o a d b an d   o f   co m m u n icatio n   s er v ices  f o r   B ag h d ad   cit y   b y   r elea s o n H A P s   P latf o r m   co n n ec ti n g   w it h   t w o   ea r t h   s ta tio n s   to   m a k t h n et w o r k .   T h e   g eo g r ap h ical   ar ea   is   s m o o th   w it h   s o m h e ig h ts .   T h w ea t h er   i s   al w a y s   clea r ,   d u to   t h o s c h ar ec te r s tics   t h e x p ec ted   av ailab ilit y   w ill  b 9 9 . 9 9 %,  an d   th i s   n et w o r k   w ill  co v er   s p ec if ic  ar ea   o f   B ag h d ad   city   an d   s er v ices  li k e   ter r estrial  an d   s atell ite  it  i s   alr ea d y   e x is tin g   t h er e   b u with   lo w er   co s t,   b etter   p ath - l o s s   ch ar ac ter is tics ,     an d   m in i m u p r o p ag atio n   d el a y   ac co r d in g   to   th altitu d e,   th er ef o r b y   p u tti n g   H A P th at  ca u s in ter f er en ce ,   th is   p ap er ,   s h o w s   t h w a y s   to   d ec r ea s th in ter f er en ce   e s p ec iall y   b y   u s i n g   s u itab le  t y p o f   an te n n r ad iatio n   p atter n   an d   o th e r   r ec o m m e n d e   m iti g atio n   tec h n iq u e s   th at  ap p r o p r iate  ch o s en   ar ea .       RE F E R E NC E S   [1 ]   D.  G ra c e ,   M .   H.  Ca p stick ,   M .   M o h o rc ic,  J.   Ho rw a th ,   M .   B.   P a l lav icin i,   a n d   M .   F it c h ,   In teg ra ti n g   u se rs  in t o   t h e   w id e r   b ro a d b a n d   n e tw o rk   v ia h ig h   a lt it u d e   p latf o rm s,”   IEE W ire l.   Co mm u n . ,   v o l.   1 2 ,   n o .   5 ,   p p .   9 8 - 1 0 5 ,   2 0 0 5 .   [2 ]   K.  R.   T a riq ,   M .   B.   M a jed ,   a n d   Z.   A .   Ha m id ,   De sig n   o f   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   S y ste m   to   Co v e S p e c if ic  A re a   b y   Us in g   HA P S ,   u n ive sity Hu m.  De v . ,   no .   A p ril ,   p p .   3 6 1 - 3 5 7 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t   2020:    1 6 9 5   -   1 7 0 0   1700   [3 ]   Itu - r,   S p e c tru m   n e e d o f   h ig h - a lt it u d e   p latf o rm   sta ti o n b ro a d b a n d   li n k o p e ra ti n g   in   t h e   f ix e d   se rv ic e   F   S e ries   F ix e d   se rv ice ,   In ter n a ti o n a T e lec o mm u n ica ti o n   Un i o n ,   2 0 1 8 .   [4 ]   J.  L .   Cu e v a s - Ru iz,  A .   A ra g ó n - Zav a la,  a n d   B.   Ba u ti sta - L e ó n ,   Co - c h a n n e i n terf e re n c e   f o terre st rial  a n d   HA P S   s y ste m s in   a   c e ll u lar stru c t u re ,   C ER M 2 0 0 9 - El e c tro n .   Ro b o t .   A u t o mo t.   M e c h .   C o n f. ,   p p .   5 0 - 5 4 ,   2 0 0 9 .   [5 ]   Z.   Ya n g   a n d   A .   M o h a m m e d ,   W irele ss   c o m m u n ica ti o n f ro m   h ig h   a lt it u d e   p latf o rm s:  A p p li c a t io n s,  d e p lo y m e n t     a n d   d e v e lo p m e n t,   In t.   Co n f.   Co mm u n .   T e c h n o l.   Pr o c e e d in g s,   IC CT ,   p p .   1 4 7 6 - 1 4 7 9 ,   2 0 1 0 .   [6 ]   S .   Ka ra p a n taz is  a n d   F .   N.  P a v li d o u ,   Bro a d b a n d   c o m m u n ica ti o n v ia  h ig h - a lt it u d e   p latf o rm s:  A   su rv e y ,     IEE Co mm u n .   S u rv .   T u t o ria ls,   v o l.   7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 - 3 1 ,   2 0 0 5 .   [7 ]   A .   Ay o o la  a n d   O.  Ola d ip o ,   S trat o s p h e ric  P ro p a g a ti o n   a n d   HA P Ch a n n e M o d e li n g ,   T h is  th e sis  is  p re se n ted   a p a rt  o f   th e   De g re e   o f   M a ste o f   S c ien c e   in   El e c tri c a En g in e e rin g   w it h   e m p h a sis  o n   T e l e c o m m u n ica ti o n s/ S ig n a l   P r o c e ss in g ,   2 0 0 7 .   [ On l in e ] .   A v a il a b le:  h tt p :/ /w ww . d iv a - p o rtal. o rg /sm a sh / g e t/ d iv a 2 :8 3 3 4 5 7 /F UL L T E X T 0 1 . p d f   [8 ]   D.  A v a g n in a ,   F .   Do v is,  A .   G h ig li o n e ,   a n d   P .   M u las sa n o ,   W irele ss   n e tw o rk b a se d   o n   h ig h - a l ti tu d e   p latf o rm s     f o th e   p r o v isio n   o f   in teg ra ted   n a v ig a ti o n /co m m u n ica ti o n   se rv ice s,”   IEE Co mm u n .   M a g . ,   v o l.   4 0 ,   n o .   2 ,     p p .   1 1 9 - 1 2 5 ,   2 0 0 2 .   [9 ]   Isk a n d a a n d   A .   M a n a o r,   In terf e r e n c e   a n a l y sis  o f   b o rd e a re a   tec h n o lo g y H A P S   a n d   G EO  sa telli te  in   EX T - b a n d ,   Pro c . - ICW T   2 0 1 7   3 r d   In t .   Co n f.   W ire l.   T e lem a t.   2 0 1 7 ,   v o l .   2 0 1 7 - J u ly ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 1 8 - 1 2 2 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   T .   C.   T o z e a n d   D.   G ra c e ,   ig h - a lt it u d e   p latf o rm f o w irele ss   c o m m u n ica ti o n s ,   El e c tro n ics   & Co mm u n ica ti o n s   En g i n e e rin g   J o u rn a l ,   v o l.   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 7 - 1 3 7 ,   2 0 0 1 .   [1 1 ]   A .   As a d i,   Q.  W a n g ,   a n d   V.  M a n c u so ,   A   su rv e y   o n   d e v ice - to - d e v ice   c o m m u n ica ti o n   i n   c e ll u lar  n e tw o rk s,”     IEE Co mm u n .   S u rv .   T u t o ria l s,   v o l.   1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 0 1 - 1 8 1 9 ,   2 0 1 4 .   [1 2 ]   IT U,  In terf e r e n c e   m it ig a ti o n   t e c h n iq u e f o u se   b y   h ig h   a lt i tu d e   p latf o rm   sta ti o n i n   t h e   2 7 . 5 - 2 8 . 3 5   G Hz     a n d   3 1 . 0 - 3 1 . 3   G Hz   b a n d s,”   IT U ,   G e n e v a ,   p .   0 2 ,   2 0 1 0 .   [1 3 ]   N.  A .   M o h d   A ris,   L .   L u in i,   J.  Din ,   a n d   H.  Y.  L a m ,   1 - m in u te  in teg ra ted   ra in   ra te  sta ti stics   e sti m a te d   f ro m   T ro p ica l   Ra in f a ll   M e a su rin g   M issio n   d a ta,   IEE An ten n a s W ire l.   Pro p a g .   L e tt . ,   v o l.   1 2 ,   p p .   1 3 2 - 1 3 5 ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   A .   M o h a m m e d   a n d   Z.   Ya n g ,   Bro a d b a n d   Co m m u n ica ti o n a n d   A p p li c a ti o n f ro m   Hi g h   A lt it u d e   P latf o rm s,”     In t.   J .   Rec e n T re n d En g . ,   v o l.   1 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 9 - 2 4 3 ,   2 0 0 9 .   [1 5 ]   IT U,  P re f e rr e d   c h a ra c teristics   o s y ste m in   th e   f ix e d   se rv ic e   u sin g   h ig h   a lt it u d e   p latf o rm o p e ra ti n g   in   th e   b a n d s   4 7 . 2 - 4 7 . 5   G Hz   a n d   4 7 . 9 - 4 8 . 2   G Hz . , ”  IT U - R ,   G e n e v a ,   2 0 1 0 .   [1 6 ]   N.  S .   Ra jp u t,   I n terf e re n c e   En v iro n m e n b e tw e e n   Hig h   A lt it u d e   P latf o rm   S tatio n   a n d   F ix e d   W irele ss   A c c e ss   S tatio n s ,   In t.   J .   E n g .   Res .   Ap p l. ,   v o l.   2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 0 8 - 1 5 1 3 ,   2 0 1 2 .   [1 7 ]   TATT   ( T e lec o m m u n ica ti o n A u th o rit y   o f   T rin id a d   a n d   T o b a g o ),   S p e c tru m   P lan   f o th e   A c c o m m o d a ti o n   o f   P u b li c   M o b i le T e lec o m m u n ica ti o n s S e rv ice s,”   n o .   Ju ly ,   2 0 1 3 .   [1 8 ]   N.  A rc h it e c tu re ,   O.  A .   A n g le,  a n d   E.   A n g le,  M e th o d o lo g y   f o Co e x isten c e   o f   Hig h   A lt it u d e   P l a tf o r m   G ro u n d   S tatio n a n d   Ra d io   Re lay   S tatio n w it h   Re d u c e d   In terf e re n c e ,   In ter n a ti o n a J o u r n a l   o S c ien ti f ic  &   En g in e e rin g   Res e a rc h ,   v o l.   3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 2 .   [1 9 ]   Isk a n d a r,   S .   G ra tsia,  a n d   M .   E.   Er n a w a n ,   L T u p li n k   c e ll u lar  c a p a c it y   a n a l y sis  in   a   Hig h   A lt it u d e   P l a tf o r m (H A P S )   c o m m u n ica ti o n ,   Pro c e e d in g   2 0 1 7   1 1 t h   I n t.   Co n f.   T e lec o mm u n .   S y st.  S e rv .   A p p l .   T S S A   2 0 1 7 ,   v o l .   2 0 1 8 - Ja n u a ry   n o .   Oc t o b e r,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 8 .   [2 0 ]   Zu lf a t m a n ,   M .   F .   Ra h m a t,   A .   R.   Hu sa in ,   R.   G h a z a li ,   a n d   S .   M .   R o z a li ,   S m o o th   c o n tr o a c ti o n   o f   slid in g   m o d e   f o r     a   c las o f   e lec tro - h y d ra u li c   a c tu a to r,   2 0 1 1   4 t h   I n t.   Co n f.   M e c h a tr o n ics   In te g r.  E n g .   I n d .   S o c .   De v .   I COM ’1 1 - Co n f .   Pro c . ,   n o .   M a y ,   p p .   1 7 - 1 9 ,   2 0 1 1 .   [2 1 ]   A .   A ra g ó n - Zav a la,  J.  L .   Cu e v a s - Ru íz,  a n d   J.   A .   De lg a d o - P e n ín ,   Hig h - A lt it u d e   P latf o rm f o W irele ss   Co m m u n ica ti o n s,”   Hig h - Al ti tu d e   Pl a tf o rm s W ire l.   Co mm u n . ,   n o .   Ju ly ,   p p .   1 - 2 4 1 ,   2 0 0 8 .   [2 2 ]   M .   G u a n ,   Q.  G u o ,   a n d   X .   G u ,   P e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n   o f   c o v e ra g e   a n d   w irele s li n k   c h a ra c te risti c   f o H A P S   c o m m u n ica ti o n ,   Dia n b o   Ke x u e   Xu e b a o /C h in e se   J .   R a d i o   S c i . ,   vo l .   2 7 ,   n o .   4 ,   p p .   8 3 2 - 8 3 9 ,   2 0 1 2 .   [ 2 3 ]   V .   F .   M i l a s   a n d   P .   C o n s t a n t i n o u ,   I n t e r f e r e n c e   e n v i r o n m e n t   b e t w e e n   H i g h   A l t i t u d e   P l a t f o r m   N e t w o r k s   ( H A P N ) ,   G e o s t a t i o n a r y   ( G E O )   s a t e l l i t e   a n d   w i r e l e s s   t e r r e s t r i a l   s y s t e m s ,   W i r e l .   P e r s .   C o m m u n . ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 - 4 ,   p p .   257 - 2 7 4 ,   2 0 0 5 .   [2 4 ]   M .   Ca rd e n a s - Ju a re z   a n d   M .   G h o g h o ,   S p e c tru m   se n sin g   a n d   t h ro u g h p u trad e - o f f   in   c o g n it iv e   ra d i o   u n d e o u tag e   c o n stra in ts  o v e Na k a g a m f a d in g ,   IEE Co mm u n .   L e tt . ,   v o l.   1 5 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 1 1 0 - 1 1 1 3 ,   2 0 1 1 .   [2 5 ]   J.  T h o rn to n ,   D .   A .   J.   P e a rc e ,   D.   G ra c e ,   M .   Oo d o ,   K.   Ka tzis,  a n d   T .   C.   T o z e r,   Ef f e c o f   a n ten n a   b e a m   p a tt e rn     a n d   lay o u o n   c e ll u lar  p e rf o rm a n c e   in   h ig h   a lt it u d e   p latf o rm   c o m m u n ica ti o n s,”   W ire l.   Per s.  Co mm u n . ,   v o l .   3 5 ,     n o .   1 - 2 ,   p p .   3 5 - 5 1 ,   2 0 0 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.