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목차
제1장 서론 9
제2장 국내외 24GHz 대역 분배 현황 11
제1절 ITU 11
제2절 미국 13
제3절 유럽 15
1. 프랑스 16
2. 영국 17
제4절 일본 18
제5절 국내 20
제3장 24GHz 대역 주파수 분배방안 21
제1절 국내 주파수 수요 21
1. 이동 차량 검지기 21
2. 인체 검지기 26
3. 차량 사각지역 검지기 29
제2절 주파수 간섭 분석 32
1. 인접대역 서비스와의 간섭 분석 33
2. 동일 대역내 서비스간의 간섭 분석 50
제3절 시장성 분석 58
1. 레이더 차량검지기 58
2. 인체 검지기 71
3. 차량 충돌방지 레이더 74
4. 24GHz 대역 산업의 경제성 분석 82
제4절 24GHz 물체감지센서용 주파수 분배방안 86
제4장 결론 87
［부록 1］주파수 분배 고시(정보통신부고시 제2007-34호)
［부록 2］기술기준 고시(전파연구소고시 제2007-80호)
［부록 3］24GHz BSD와 ITS간 간섭 측정 결과
［부록 4］24GHz 물체감지센서용 주파수 분배방안 연구반 명단
〈표 2-1〉 24GHz 대역 국제 분배 현황(ITU) 11
〈표 2-2〉 미국 FCC 24GHz 대역 기술기준 14
〈표 2-3〉 유럽 24GHz 대역 분배 현황 15
〈표 2-4〉 유럽 24GHz 대역 기술기준(Detecting Movement and Alert) 15
〈표 2-5〉 유럽 각국 Annex 6F 적용 상황 16
〈표 2-6〉 프랑스 24GHz 대역 분배 현황 16
〈표 2-7〉 프랑스 24GHz 대역 기술기준 16
〈표 2-8〉 영국 24GHz 대역 분배 및 기술기준 현황 17
〈표 2-9〉 일본 Radiolocation equipment 이용기준 19
〈표 2-10〉 일본 이동체 감지 센서의 기술기준 19
〈표 2-11〉 국내 24GHz 대역 주파수 분배 현황 20
〈표 3-1〉 이종 ITS 차량 검지기 비교 21
〈표 3-2〉 이동 차량 검지기의 전파 규격 24
〈표 3-3〉 인체 검지기의 전파 규격 27
〈표 3-4〉 차량 사각지역 검지기의 전파 규격 30
〈표 3-5〉 conically scanned sensors 운용 특성 33
〈표 3-6〉 cross-track nadir sensors 운용 특성 34
〈표 3-7〉 차량 검지기와 지구탐사 위성(수동형) 간섭 분석 결과 37
〈표 3-8〉 차량용 레이다와 지구탐사 위성(수동형) 간섭 분석 결과 40
〈표 3-9〉 자동문 센서와 지구탐사 위성(수동형) 간섭 분석 결과 42
〈표 3-10〉 24GHz 후보서비스와 지구탐사 위성(수동형) 간섭 분석 결과 42
〈표 3-11〉 근거리 레이다 밀도에 따른 전파 천문 수신 신호 크기(2) 45
〈표 3-12〉 거리별 사각지대 검지기가 차량검지기에 미치는 간섭확률 52
〈표 3-13〉 사각지대 검지기가 차량검지기에 미치는 간섭확률 53
〈표 3-14〉 세계 ITS 시장전망 59
〈표 3-15〉 세계 ATMS 시장 전망 60
〈표 3-16〉 세계 ETC 시장 전망 60
〈표 3-17〉 세계 PVTMS 시장 전망 61
〈표 3-18〉 세계 CVO 시장 전망 61
〈표 3-19〉 기타 ITS 시장 전망 62
〈표 3-20〉 ITS 분야별 서비스 정의 63
〈표 3-21〉 국내 ITS 투자소요 64
〈표 3-22〉 레이더 차량검지기의 유사 국내 ITS 서비스 66
〈표 3-23〉 레이더 차량검지기 장비시장(평균적 전망) 68
〈표 3-24〉 레이더 차량검지기 장비시장(낙관적 전망) 69
〈표 3-25〉 레이더 차량검지기 장비시장(비관적 전망) 69
〈표 3-26〉 레이더 차량검지기 SWOT 분석 70
〈표 3-27〉 국내 레이더 자동문 센서 개발 사례 72
〈표 3-28〉 국내 MW 자동문 산업의 시장전망 74
〈표 3-29〉 국내 자동차 생산시장 통계 75
〈표 3-30〉 국내 자동차 생산 출하량 전망 76
〈표 3-31〉 승용차 내수시장의 국산 및 수입 판매비교 76
〈표 3-32〉 국산 승용차의 수출시장 실적 77
〈표 3-33〉 세계 승용차 생산 실적 77
〈표 3-34〉 세계 승용차 생산 전망 78
〈표 3-35〉 세계 자동차 Laser/Radar 시장 전망 78
〈표 3-36〉 세계 자동차 Laser/Radar 센서의 시장 비중 79
〈표 3-37〉 자동차 Laser/Radar 센서의 평균 단가(환율적용 : 1US＄=950원) 79
〈표 3-38〉 승용차의 BSD용 Radar 센서 탑재율 전망 80
〈표 3-39〉 국내 BSD 센서 산업의 시장전망 81
〈표 3-40〉 서비스별 단위 주파수 가치 82
〈표 3-41〉 재분류된 24부문 산업부문표 83
〈표 3-42〉 24GHz 대역 산업별 파급효과 계수 84
〈표 3-43〉 25GHz 대역 관련 산업의 시장규모 전망 84
〈표 3-44〉 25GHz 대역 관련 산업의 시장규모 전망 85
〈그림 2-1〉 미국 24GHz 대역 분배 현황 13
〈그림 2-2〉 일본 24GHz 대역 분배 현황 18
〈그림 3-1〉 교통정보 수집용 VDS 개념도 22
〈그림 3-2〉 UTMS 정지선 검지기 개념도 22
〈그림 3-3〉 교차로 검지기 개념도 23
〈그림 3-4〉 대기행렬, 포켓차선 검지기 개념도 23
〈그림 3-5〉 과속 단속기용 속도센서 개념도 23
〈그림 3-6〉 보행자 안전지원 검지기 개념도 24
〈그림 3-7〉 2 horn 안테나의 far field 패턴 25
〈그림 3-8〉 차량 검지기의 동작 원리 25
〈그림 3-9〉 검지기에서 정합 필터 출력 25
〈그림 3-10〉 도플러 편이량 측정에 의한 차량 속도 측정 방법 26
〈그림 3-11〉 인체 검지기 구성도 27
〈그림 3-12〉 실내 침입 감지용 인체 감지기 27
〈그림 3-13〉 안테나 far field 패턴 28
〈그림 3-14〉 RF 스펙트럼 패턴 28
〈그림 3-15〉 차량 사각 지역 검지 개념도 29
〈그림 3-16〉 chirp 신호의 송수신으로 거리 측정 원리 31
〈그림 3-17〉 MBR 방식과 MBM 방식에 대한 빔 패턴도 31
〈그림 3-18〉 전파 송신 타이밍도 31
〈그림 3-19〉 24GHz 대역 주파수 분배 현황 32
〈그림 3-20〉 차량 검지기와 지구탐사 위성 간섭 분석 시나리오 34
〈그림 3-21〉 24GHz 대역 단거리 레이다 수직 안테나 패턴 35
〈그림 3-22〉 차량 검지기의 산란 손실 모델 36
〈그림 3-23〉 차량검지기 출력 파형 36
〈그림 3-24〉 차량용 레이다와 지구탐사 위성 간섭 분석 시나리오 38
〈그림 3-25〉 차량용 레이다 안테나 패턴 39
〈그림 3-26〉 자동문 센서와 지구탐사 위성 간섭 분석 시나리오 40
〈그림 3-27〉 24GHz 대역 반사 계수 41
〈그림 3-28〉 근거리 레이다와 전파 천문 간섭 분석 시나리오 43
〈그림 3-29〉 근거리 레이다 밀도에 따른 전파 천문 수신 신호 크기(1) 44
〈그림 3-30〉 B-WLL 주파수 분배 현황 45
〈그림 3-31〉 B-WLL과 단거리 레이다간 간섭 시나리오 45
〈그림 3-32〉 차량 검지기와 B-WLL간 간섭 분석 시나리오 46
〈그림 3-33〉 차량 검지기와 B-WLL간 간섭 분석 47
〈그림 3-34〉 차량 레이다와 B-WLL간 간섭 분석 시나리오 47
〈그림 3-35〉 차량 레이다와 B-WLL간 간섭 분석 결과 48
〈그림 3-36〉 자동문 센서와 B-WLL 간섭 분석 시나리오 48
〈그림 3-37〉 자동문 센서 안테나 패턴 49
〈그림 3-38〉 자동문 센서와 B-WLL간 간섭 분석 결과 49
〈그림 3-39〉 차량검지기와 사각지대 검지기간 간섭 분석 시나리오 50
〈그림 3-40〉 사각지대 검지기 수평 패턴과 수직 패턴 51
〈그림 3-41〉 차량 검지기 수평 패턴과 수직 패턴 51
〈그림 3-42〉 사각지대 검지기 출력 파형과 송신 마스크 51
〈그림 3-43〉 차량검지기에 수신되는 간섭 신호 분포 예(1) 52
〈그림 3-44〉 차량검지기에 수신되는 간섭 신호 분포 예(2) 53
〈그림 3-45〉 차량검지기 출력 파형 및 송신 마스크 54
〈그림 3-46〉 사각지대 검지기에 수신되는 간섭신호 레벨 54
〈그림 3-47〉 자동문과 차량 검지기간 간섭 분석 시나리오 55
〈그림 3-48〉 자동문 센서 안테나 수평 패턴과 수직 패턴 56
〈그림 3-49〉 자동문 송신 마스크 56
〈그림 3-50〉 자동문과 사각지대 검지기간 간섭 분석 시나리오 57
〈그림 3-51〉 교통관리시스템(FTMS)의 체계도 65
〈그림 3-52〉 레이더 차량검지기 시장전망의 절차 68
〈그림 3-53〉 국내 일반 자동문 산업의 시장전망 72
〈그림 3-54〉 국내 MW 자동문 센서 시장규모 추정방법 73
〈그림 3-55〉 Laser 및 Radar 센서의 시장 비중 79
〈그림 3-56〉 국내 BSD 시장규모 추정방법 81
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1. 제목
o 24GHz 물체감지센서용 주파수 분배방안 연구
2. 연구의 목적 및 중요성
가. 연구의 목적
o 국내외 24GHz 대역 분배현황을 조사·분석하고, 국내 24GHz 대역 수요 및 인접 대역과 동일 대역간 주파수 간섭을 분석하여 물체감지센서용 주파수 분배방안 도출
나. 연구의 중요성
o 최근 전파이용기술의 발달로 인해 전파수요가 통신, 방송서비스 등 기존 분야에서 교통, 방범, 측정, 감지분야 등 다양하고 광범위하게 확대되는 추세에 있음
- 특히 도로상에서 차량속도, 차종, 통행차량 수 등 각종 교통정보 수집과 운전 사각지대의 차량을 감지할 수 있는 무선레이더 센서가 개발되고 있으며,
- 또한, 무선레이더 센서가 물체의 움직임, 미세 동태 등을 감지가 가능하여 침입자 방지 등 방범시스템에 활용될 전망
o 현재 교통정보수집시스템 구축은 도로를 굴착하여 감지시설을 매설해야 하기 때문에 공사기간이 많이 소요되고 교통체증 유발 등 불편이 야기되고 있으며,
- 또한 물체 감지센서로 적외선을 사용하고 있으나 외부 환경에 영향을 많이 받는 단점이 있어, 이를 개선할 수는 레이더 센서용 주파수를 검토하여 기술개발과 서비스 이용이 촉진될 수 있도록 적정 대역 분배가 필요함
3. 연구 내응 및 범위
o 24GHz 대역 국내외 주파수 이용 및 국제 표준화 동향
- 국제전기통신연합(ITU)은 24.05-24.25GHz 대역을 무선표정, 아마추어(2차업무), 지구탐사위성(능동, 2차업무)로 분배 및 ISM 대역으로 지정
※ ISM(Industrial, Scientific, Medical)대역은 13553-13567kHz, 26975-27283kHz, 40.66-40.70MHz, 2400-2500MHz, 5725-5875MHz, 24-24.25GHz 등 산업·과학·의료설비용으로 지정된 대역(ITU No. 5.150)
- 미국, 유럽, 일본은 24.05-24.25GHz 대역을 국제분배와 동일하게 분배하고 24GHz ISM 대역내에서 국가별로 소출력 제도에 따라 물체 감지 장치를 허용하고 있음
- 우리나라는 24.05-24.25GHz 대역을 무선표정, 지구탐사위성(능동, 2차업무)로 분배 및 ISM 대역으로 지정한 바 있으며 기상 및 군레이더, 전파응용설비용으로 5개의 무선국이 운용되고 있음
o 동일대역 및 인접대역 주파수 간섭 분석
- 인접대역인 23.6-24.24GHz 대역은 지구탐사위성(수동)용 및 전파천문, 아마추어, 고정(B-WLL)이 분배되어 있으나 시뮬레이션 결과 간섭이 없는 것으로 분석
- 24.05-24.25GHz 대역은 무선 측위용 기상레이더와 공공용 레이더가 운용 중이나, 특정지역에서 높은 송신 출력을 사용하기 때문에 소출력 물체 감지 센서로부터 간섭을 받을 확률이 희박함
- ITU-R RS 2094 권고에 따르면 지구탐사위성과 지상의 레이더 간의 공유가 가능하기 때문에, 본 대역도 능동형 지구탐사위성과 소출력 레이더 센서와 공유가 가능할 것으로 판단됨
- 차량감지기는 고정된 지역에 설치되고, 소출력이므로 사각지대 감지기에 주는 영향이 미미한 것으로 분석됨
- 사각지대 감지기가 차량감지기에 주는 간섭의 정도는 장착률 10%, Duty cycle을 30%로 가정 하였을 때 간섭 확률이 3%이하로 간섭이 없는 것으로 분석됨
o 소요 대역폭 / 출력 검토
- 차량감지장치는 각 차선 별 차량 감지를 위하여 도로 구분이 가능한 3M 해상도 구현을 위해 ±50MHz폭(100MHz폭)의 제품 사용
- 물체감지기는 세계적으로 비용절감을 위해 ±125MHZ 허용오차를 갖는 모듈을 사용하나, 국내는 주파수 효율성을 고려하여 ±75MHz를 사용
- 차량 사각지대 감지기는 두 물체 사이의 거리를 감지하기 위한 최소 거리 75cm를 고려하여 대역폭 200MHz 도출
o 시장 경제성 분석
- 첨단 교통시스템(ITS) 시장 : 세계 ITS 시장 규모는 '07년 117억불에서 연평균 19%씩 증가하여 '10년에는 207억불 규모로 성장 전망, 국내 ITS 투자소요는 '20년까지 총 83,415억원을 투자할 계획이며, 1단계 16,810억원, 2단계 21,739억원, 3단계 44,866억 원임
- 24GHz 물체감지 센서 시장 : 국내 물체감지 센서 관련 산업의 시장규모는 '08년 61억원 규모에서 '14년에는 450억원 규모로 성장 전망, '08년부터 '14년까지 차량 검지기 76.4억원, 자동문 센서 135억원, 차량 레이더 239억원
4. 연구결과
o 24GHz 물체감지센서용 주파수 분배방안 도출
- ITU 주파수분배 현황, 각국의 감지센서용 주파수 현황, ISM 대역 등을 고려한 주파수 분배
- 인접 대역간 간섭 분석 및 레이더 특성을 고려하여 공유가 가능한 주파수 대역 및 소요 대역폭 산출
- 차량레이더는 차량에 장착됨을 고려, 가능한 국제 공통대역으로 선정하여 차량 수출입시 장애요소 제거
- 무선레이더 센서의 성장을 고려하여 많은 분야에서 폭넓게 적용될 수 있는 광의용도의 소출력으로 정하여 분배
5. 활용에 대한 건의
o 24GHz 물체감지센서용 주파수 분배시 정책 입안자료로 활용
6. 기대효과
o 물체 감지 센서용 주파수 분배를 통한 첨단 IT기술을 교통안전체계 구축에 적용함으로써 만성적인 교통 혼잡 완화 및 교통사고를 사전에 예방하고, 교통 정보 제공 등을 통한 국민 생활의 질 향상
o 소출력 레이더 기술이 일상생활에 폭넓게 적용되는 추세이지만 국내 관련 시장은 아직 활성화되어 있지 않으므로 주파수 분배를 통한 다양한 응용기술을 개발하여 관련 산업 활성화 유도
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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