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표제지

목차

I. 서론 8

II. IEEE 802.11ah 기반 사물인터넷 10

1. 사물인터넷 개요 10

2. 국내외 동향 13

1) 국내 13

2) 미국 13

3) 유럽 13

4) 일본 14

5) 중국 14

3. IEEE 802.11ah 규격 15

1) 시스템 구조 15

2) 동작 주파수 및 대역폭 16

3) 송신전력 및 송신 스펙트럼 마스크 17

4) 최소수신감도 18

III. Long Term Evolution 이동통신 20

1. LTE 이동통신 개요 20

2. 국내외 동향 24

1) 국내 25

2) 미국 25

3) 유럽 25

4) 일본 26

5) 중국 26

3. LTE 시스템 규격 27

1) 시스템 구조 27

2) 동작 주파수 및 대역폭 30

3) 송신전력 31

4) 수신감도 32

IV. 간섭 시나리오 및 분석 방법 34

1. 기본 간섭 시나리오 34

2. 최소결합손실(Minimum Coupling Loss) 분석 35

3. 몬테카를로(Monte Carlo) 분석 39

V. 간섭 분석 수행 및 결과 45

1. 간섭 시나리오 45

1) 단일 간섭원의 불요발사 레벨에 따른 간섭 영향 분석 45

2) 단일 간섭원의 채널 점유시간에 따른 간섭 영향 분석 46

3) 다중 간섭원에 따른 간섭 영향 분석 47

2. 최소결합손실 분석 수행 및 결과 48

3. 몬테카를로 분석 수행 및 결과 49

1) SEAMCAT 시뮬레이션 절차 49

2) 단일 간섭원의 불요발사 레벨에 따른 간섭 영향 분석 결과 59

3) 단일 간섭원의 채널 점유시간에 따른 간섭 영향 분석 결과 60

4) 다중 간섭원에 따른 간섭 영향 분석 결과 61

VI. 결론 63

참고문헌 64

ABSTRACT 66

표목차

표 1. 802.11ah 수신기 최소수신감도 18

표 2. 802.11ah 기반 사물인터넷 특성 19

표 3. 국내 LTE Band 현황 30

표 4. LTE 대역폭에 따른 Resource Block 수 30

표 5. 기지국 클래스에 따른 전력 요구사항 31

표 6. LTE 단말기의 수신감도 32

표 7. LTE 하향링크 특성 33

표 8. 단일 간섭원의 불요발사 레벨에 따른 간섭 확률 59

표 9. 단일 간섭원의 채널 점유시간에 따른 간섭 확률 60

표 10. 다중 간섭원에 따른 간섭 확률 61

그림목차

그림 1. 사물인터넷 정의 10

그림 2. 스마트홈 11

그림 3. 2017년 사물인터넷 연결 디바이스 구성 12

그림 4. 802.11ah 시스템 구조 15

그림 5. 802.11ah 채널 구분 16

그림 6. 802.11ah 1 ㎒ 대역폭 송신 스펙트럼 마스크 17

그림 7. 이동통신의 세대별 및 통신방식별 진화 20

그림 8. 분기별 모바일 트래픽 사용량 22

그림 9. 국내 LTE 트래픽 현황 23

그림 10. 국내 LTE 기지국 현황 23

그림 11. 5G 8가지 주요 성능지표 24

그림 12. 기지국과 단말기 간 데이터 전송 27

그림 13. 송수신 다중화 방식 28

그림 14. LTE 시간영역 구조 29

그림 15. 시간 및 주파수영역에서 LTE 구조 29

그림 16. 기본적인 간섭 시나리오 34

그림 17. 자유공간에서 거리에 따른 경로손실 38

그림 18. 몬테카를로 반복 횟수에 따른 오차율 40

그림 19. SEAMCAT의 작업 흐름 41

그림 20. SEAMCAT의 구조 42

그림 21. 생성된 각 사건에 대한 간섭 평가 기준 43

그림 22. 단일 간섭원의 불요발사 레벨에 따른 간섭 시나리오 45

그림 23. 단일 간섭원의 채널 점유시간에 따른 간섭 시나리오 46

그림 24. 다중 간섭원에 따른 간섭 시나리오 47

그림 25. 희생링크 주파수 설정 49

그림 26. 희생링크 수신기 높이 및 패턴 설정 49

그림 27. 희생링크 수신기 수신 특성 및 간섭 기준 설정 50

그림 28. 희생링크 송신기 높이 및 패턴 설정 50

그림 29. 희생링크 송신기 방사 특성 설정 51

그림 30. 희생링크 송·수신기 위치 설정 51

그림 31. 희생링크 송·수신기 간 전파모델 설정 52

그림 32. 희생링크 송·수신기 환경 설정 52

그림 33. 간섭링크 주파수 설정 53

그림 34. 간섭링크 수신기 높이 및 패턴 설정 53

그림 35. 간섭링크 수신기 수신 특성 설정 53

그림 36. 간섭링크 송신기 높이 및 패턴 설정 54

그림 37. 간섭링크 송신기 방사 특성 설정 54

그림 38. 간섭링크 송신기 Duty Cycle 설정 54

그림 39. 간섭링크 송신기 송신 스펙트럼 마스크 설정 55

그림 40. 간섭링크 송·수신기 위치 설정 55

그림 41. 간섭링크 송·수신기 간 전파모델 설정 56

그림 42. 간섭링크 송·수신기 환경 설정 56

그림 43. 단일 간섭원의 불요발사 및 채널 점유시간에 따른 간섭 시나리오 설정 57

그림 44. 다중 간섭원에 따른 간섭 시나리오 설정 57

그림 45. 희생링크와 간섭링크 간 전파모델 설정 58

그림 46. 단일 간섭원의 불요발사 레벨에 따른 간섭 확률 59

그림 47. 단일 간섭원의 채널 점유시간에 따른 간섭 확률 60

그림 48. 불요발사 레벨에 따른 간섭 확률 5 % 이하를 만족하는 간섭원 수 62

그림 49. 채널 점유시간에 따른 간섭 확률 5 % 이하를 만족하는 간섭원 수 62

초록보기

A lot of attention is fallen to IoT(Internet of Things) for hyper-connected society and core engine of 4th industrial revolution, and in order to invigorate related industry 940.1∼946.3 MHz non-licensed frequency band was allocated for IoT purpose.

This paper analyzed the impact of IoT technology based on IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ah operating at newly allocated unlicensed 940.1∼946.3 MHz frequency band on LTE(Long Term Evolution) downlink operating at 949.3∼959.3 MHz licensed frequency band.

Prior to the analysis, the outline, trend and system specification of IoT and LTE mobile communication were examined. For the interference analysis, MCL(Minimum Coupling Loss) and MC(Monte Carlo) methods were used. Using the MCL method, the required protection separation distance to protect LTE UE(User Equipment) from interference of IoT was calculated. Using the MC method, the unwanted emission level and duty cycle of IoT were changed. In addition, the protection separation distance and the number of allowable IoT devices within the range of 5, 10, 15, and 20 m from UE that meets interference probability of below 5 % for protecting LTE UE were computed.

According to the MCL-based on analysis, the separation distance was about 1.85 m for normal LTE UE operation. As the result of MC analysis, in case of the unwanted emission level of -54 dBm, the interference probability of 4.85 % was computed at protection separation distance of 1.2 m, and in case of the duty cycle of 0.1 %, the interference probability of 0.09 % computed at protection separation distance of 0 m. In consideration of the actual environment based on technical standards, the number of acceptable IoT devices within 5, 10, 15, and 20 m range from UE that meets interference probability of below 5 % was computed as 7000, 22,000, 45,000, and 80,000, respectively. Furthermore, if technical standards of unwanted emission level or duty cycle are relaxed to -42 dBm or 1 %, within 10 m range from UE, 2,450 and 2,300 IoT devices can be used while meeting interference probability below 5 %.

The results obtained in this paper are expected to be used as the baseline data for relaxation and amendment to technical standards for IoT market and industrial activation.

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