표제지
제출문
요약문
최종보고서 초록
SUMMARY
목차
제1장 100MHz~26GHz 범위의 전파통달거리 및 전파커버리지 산출 23
제1절 전파통달거리 수학적 모델 및 기준 정립 23
1. 개방 및 도심 환경에서 수학적 모델 확립 24
2. 반사환경에서 수학적 모델 확립 35
3. 반-협곡 환경에서 2-ray 모델 42
4. 전파통달거리의 기준 정립 49
제2절 100MHz~26GHz 범위의 전파 통달거리 및 커버리지 시뮬레이션 52
1. 대역별, 송신 안테나 높이별 전파 통달거리 커버리지 시뮬레이션 및 산출 52
2. 송신안테나 높이 및 주파수에 따른 전파통달거리 상호비교 60
3. 1GHz 이하대역(700MHz) 기준으로 26GHz까지 대역별 전파통달거리 및 전파통달거리 면적 상대 비교 63
제3절 100MHz~26GHz 범위의 전파 통달거리 측정 72
1. 도심 LOS와 NLOS환경에서 경로손실 측정 72
2. 개활지, 부도심 및 도심 환경에서 전파 통달거리 측정 80
3. 부도심 및 도심 환경에서 전파 통달거리 비교 100
제2장 주파수의 물리적 파라미터 특성 분석 103
제1절 물리적 파라미터 분석 모델과 수학식 수립 및 파라미터 시뮬레이션 103
1. 각 파라미터별 분석용 모델 103
2. 투과 및 반사특성 시뮬레이션 106
제2절 검증모델에 따른 측정시나리오 수립 및 측정 115
1. 전파 측정 및 분석 절차 115
2. 3차원 전파특성 측정 시스템 설계 및 제작 124
3. 검증모델에 따른 측정 및 결과분석 129
제3장 전파공학적 가치 비교지수 개발 136
제1절 이동통신 환경에서 전파공학적 가치 비교지수 136
1. 이동통신 환경에서 물리적 파라미터의 가중치 136
2. 이동통신 환경에서 통합파리미터 및 가치비교지수 144
제2절 실내통신 환경에서 전파공학적 가치 비교지수 148
1. 실내통신 환경에서 물리적 파라미터의 가중치 148
2. 실내통신 환경에서 통합파리미터 및 가치비교지수 152
제3절 위성통신 환경에서 전파공학적 가치 비교지수 155
1. 위성통신 환경에서 물리적 파라미터의 가중치 155
2. 위성통신 환경에서 통합파리미터 및 가치비교지수 168
제4절 TV 환경에서 전파공학적 가치 비교지수 178
1. TV 환경에서 물리적 파라미터의 가중치 178
2. TV 환경에서 통합파라미터 및 가치비교 지수 183
제5절 해상통신 환경에서 전파공학적 가치 비교지수 188
1. 해상통신 환경에서 물리적 파라미터의 가중치 188
2. 해상통신 환경에서 통합파라미터 및 가치비교지수 190
제4장 전파인입손실 측정 및 분석 194
제1절 전파인입손실(BEL)의 정의 194
1. 기준신호(reference signal) 측정을 이용한 BEL 194
2. 초과손실(excess loss)을 고려한 BEL 195
제2절 기존의 BEL 연구 및 표준화 동향 196
1. 최신 연구동향 196
2. 표준화 동향 209
제3절 BEL 특성 측정 211
1. 측정방법 211
2. 측정결과 214
3. 측정지원 222
참고문헌 228
부록 1. 2017년 3월 ITU-R SG3 기고서 240
부록 2. 2018년 6월 ITU-R SG3 기고서 초안 241
부록 3. 2017년 3월 ITU-R SG3 동향 242
부록 4. 2017 IEEE APS / URSI 주요논문 분석 248
부록 5. 전파통달거리 비교 논문(제출) 254
부록 6. 개방환경에서 파라미터 분석 논문(제출) 255
부록 7. BEL연구 논문(제출) 256
부록 8. 다중반사환경 논문(제출) 257
부록 9. 3차원측정시스템 특허(출원) 258
부록 10. 국내 및 국외 학술대회 논문(발표) 259
연구결과 활용계획서 262
연구결과 요약서 265
최종 보고서 : 주파수별 가치평가 비교 검증용 전파특성 측정 269
제출문 271
요약문 272
SUMMARY 276
목차 277
제1장 측정과제 수행방향 설정 및 계획 279
제1절 측정환경 및 장비 셋팅 279
제2장 측정 진행 283
제1절 BEL 측정(조선대) 283
제2절 LOS 측정 291
제3장 측정 데이터 295
연구결과 활용계획서 296
연구결과 요약서 297
[부록 1] BEL 측정 299
BEL 측정 - 정면 / 측면 Tx 좌표 300
BEL 측정 - 건물 기준점 좌표 301
BEL - 정면 6층 측정 결과 306
BEL - 정면 9층 측정 결과 336
BEL - 측면 6층 측정 결과 372
BEL - 측면 9층 측정 결과 390
[부록 2] LOS 측정 409
LOS 측정 - 측정 시스템 정보 410
LOS 측정 - Tx 송신 좌표 410
LOS-비상활주로 411
LOS-광주 시청 519
LOS-혁신로 564
판권기 633
전파공학적 접근을 통한 전파의 가치산정 연구 22
(표 1-1) 다양한 전파모델의 상호비교 25
(표 1-2) 지형 조건에 따른 SUI 모델의 매개변수 33
(표 1-3) 전파환경 분류체계 53
(표 1-4) 환경별 조건에 따른 전파통달거리 비교표 69
(표 1-5) 측정 데이터를 통해 산출한 전파통달거리 비교표 70
(표 1-6) 송신안테나 높이에 따른 전파통달거리 비교표 71
(표 1-7) 측정시스템 사양 72
(표 1-8) high-rise urban 환경에 대하여 AB 모델에 대한... 78
(표 1-9) high-rise urban 환경에 대하여 CI 모델에 대한 경로손실... 79
(표 1-10) 개활지 측정에 따른 시스템 구성요소 손실 85
(표 1-11) 교외지 측정에 따른 시스템 구성요소 손실 90
(표 1-12) 광주 상무지구 측정에 따른 시스템 구성요소 손실 96
(표 1-13) 경로손실 측정결과로부터 추출한 통달거리 비교 102
(표 2-1) 턴테이블 요구사항 126
(표 3-1) 마이크로웨이브 라디오 밴드 156
(표 3-2) 나사(NASA) 통신 주파수 범위 163
(표 3-3) 구름 감쇄 모델에서 사용되는 네 종류의 구름에 대한... 171
(표 3-4) 전리층 영향(Ionospheric effects) 172
(표 3-5) 위성통신 환경에서 주파수의 비교 지수 174
(표 3-6) 변경된 비교 지수 범위 177
(표 3-7) 주파수 분류 및 전파 양식 178
(표 3-8) 전파 현상의 적용 180
(표 3-9) 비교 지수 산정 187
(표 4-1) 측정 설정 파라미터 205
(표 4-2) BEL 측정 파라미터 214
(표 4-3) 기준신호 측정결과 215
(표 4-4) 선형회귀방정식을 이용한 BEL 기울기 추출결과 217
(표 4-5) 거리에 따른 BEL 기울기 221
최종보고서 : 주파수별 가치평가 비교 검증용 전파특성 측정 278
〈표 1-1〉 장비현황 280
〈표 1-2〉 측정 셋업 관련 정보 289
〈표 1-3〉 측정 데이터 샘플 289
〈표 1-4〉 측정 결과 샘플 290
〈표 1-5〉 주파수 대역별 교정 291
〈표 1-6〉 주파수 대역별 교정 292
〈표 1-7〉 주파수 대역별 교정 293
전파공학적 접근을 통한 전파의 가치산정 연구 17
(그림 1-1) Two-ray 반사 모형 36
(그림 1-2) Two-ray 모델의 거리에 따른 수신전력 39
(그림 1-3) Two-ray 모델의 거리에 따른 수신전력(수평편파) 40
(그림 1-4) 도심 통로에서 Multi-ray 반사 모형 41
(그림 1-5) 건물 사이에서 Multi-ray 경로 42
(그림 1-6) 2-ray 모델의 기하학적 모형 43
(그림 1-7) 반-협곡 구조의 기하학적 모형. (a) 벽면 반사 경로3과... 45
(그림 1-8) 경사면을 갖는 반-협곡 구조의 기하학적 2D 모형 46
(그림 1-9) Δ∅에 따른 경로3과 경로4의 cut-off 각 계산 48
(그림 1-10) 기준 수신전력과 송신 안테나높이에 따른 통달거리 50
(그림 1-11) 변조방식에 따른 BER과 EVM 비교 51
(그림 1-12) 도심밀집지역 시뮬레이션 모델 54
(그림 1-13) 도심밀집지역 시뮬레이션 결과 55
(그림 1-14) 일반도심지역 시뮬레이션 모델 56
(그림 1-15) 일반도심지역 시뮬레이션 결과 57
(그림 1-16) 개활지 시뮬레이션 환경 58
(그림 1-17) 개활지 시뮬레이션 결과 59
(그림 1-18) 표준 시험장 조건에서의 경로손실 시뮬레이션 결과 60
(그림 1-19) 개활지에서 송신안테나 높이가 10m인 경우 경로손실 61
(그림 1-20) 개활지에서 송신안테나 높이가 15m인 경우 경로손실 62
(그림 1-21) 개활지에서 송신안테나 높이가 20m인 경우 경로손실 62
(그림 1-22) 도심밀집지역 시뮬레이션 결과 곡선맞춤 64
(그림 1-23) 일반도심지역 시뮬레이션 결과 곡선맞춤 65
(그림 1-24) 광주 상무지구에서 측정한 경로손실 66
(그림 1-25) 나주 혁신도시에서 측정한 경로손실 67
(그림 1-26) 광주 상무지구의 high-rise urban 환경. (a) 측정... 73
(그림 1-27) Tx와 Rx의 위치(적색은 LOS(line-of-sight)이며,... 74
(그림 1-28) 측정 campaign에 대한 시뮬레이션 모델 75
(그림 1-29) high-rise urban 환경에 대하여 시뮬레이션과... 77
(그림 1-30) 비상활주로 전파통달거리 측정. (a) 전체 환경, (b)... 80
(그림 1-31) 측정차량. (a) Tx 및 1차 측정 Rx, (b) 2차 측정 Rx 81
(그림 1-32) 전파경로손실 측정용 안테나... 84
(그림 1-33) 비상활주로 환경에 대한 경로손실 측정값. (a)... 88
(그림 1-34) 나주 혁신로 측정환경 89
(그림 1-35) 나주 혁신로 환경에 대한 경로손실 측정값. (a)... 93
(그림 1-36) 광주 상무지구 측정환경. (a) 도로 환경, (b) Tx 차량 95
(그림 1-37) 도심 환경에 대한 경로손실 측정값. (a) 주파수별... 99
(그림 1-38) 나주 혁신로 환경의 경로손실 커브 100
(그림 1-39) 도심 환경의 경로손실 커브 101
(그림 1-40) 참고문헌의 ABG 모델과 제안모델과 비교 102
(그림 2-1) 반사특성 분석 103
(그림 2-2) 매질 및 구조물에 따른 투과 및 산란 특성 분석 104
(그림 2-3) 회절 특성 분석 105
(그림 2-4) BEL 시뮬레이션 모델 구조 106
(그림 2-5) Reference 시뮬레이션 구조 107
(그림 2-6) Reference 시뮬레이션 결과 109
(그림 2-7) 시뮬레이션 모델 평면도 및 수신 지점 110
(그림 2-8) 각 송신안테나 지점별 경로손실 112
(그림 2-9) 유리창의 이중창 구조 시뮬레이션 모델 113
(그림 2-10) 반사계수 시뮬레이션 결과 113
(그림 2-11) 전파 대역 통과 및 반사 시뮬레이션 결과 114
(그림 2-12) 현장 방문을 통해 발견하는 문제점. (a) 수풀과 가드... 117
(그림 2-13) 시뮬레이션 결과값의 일례 118
(그림 2-14) 측정 현장의 주요 지점 일례 120
(그림 2-15) 측정 현장의 모든 지점 일례 121
(그림 2-16) 원시데이터와 분류 및 해석데이터의 일례. (a) 원시... 123
(그림 2-17) 측정절차서와 측정결과서의 일례. (a) 측정절차서, (b)... 124
(그림 2-18) 3차원 측정 개요 125
(그림 2-19) 3차원 측정시스템 개요 125
(그림 2-20) 턴테이블의 정면도와 각 부분의 명칭 127
(그림 2-21) 측면도 127
(그림 2-22) 클러치 외형도 127
(그림 2-23) 평면도 128
(그림 2-24) 제작된 턴테이블 시제품(620x730x1810m㎥) 128
(그림 2-25) 3차원 측정 환경 및 현장사진 131
(그림 2-26) 안테나 정면 측정 결과 133
(그림 2-27) 안테나 경사면 측정 결과 135
(그림 3-1) 이동통신환경에서 주파수 3-28GHz 모델별 경로손실 비교 146
(그림 3-2) LOS와 NLOS을 고려한 경로손실 면적 147
(그림 3-3) 이동통신에서 주파수별 가치지수 비교 147
(그림 3-4) 실내통신환경에서 주파수 3.5-28GHz 모델별 경로손실... 153
(그림 3-5) 실내통신에서 주파수별 가치지수 비교 154
(그림 3-6) 전자기 스펙트럼의 분류 155
(그림 3-7) 라디오 스펙트럼의 분류 155
(그림 3-8) 전자기 스펙트럼에서 대기 창(Atmospheric windows) 157
(그림 3-9) 위성 주파수 대역 158
(그림 3-10) 10GHz 이상의 주파수에서 강우 감쇄 169
(그림 3-11) 대기 가스에 의한 비-감쇄 170
(그림 3-12) 파라미터별 주파수에 대한 감쇄 비교 173
(그림 3-13) (표 3-5)의 비교 지수 값의 로그-로그 그림 176
(그림 3-14) 초지평선 대류권 산란 전송 181
(그림 3-15) 경로 길이에 따른 대류권 산란 손실 182
(그림 3-16) 자유공간 경로손실과 2-ray 모델 손실 곡선 184
(그림 3-17) 송수신 거리 5km와 10km의 경우에 경로 손실 비교 185
(그림 3-18) 300km와 677km에서 대류권 산란 손실 비교 186
(그림 3-19) 지상 기지국과 선박간의 통신 현황 188
(그림 3-20) 해상통신환경에서 강우와 대기의 감쇄 190
(그림 3-21) 흑산도와 제주도의 강우 및 안개일 190
(그림 3-22) 해상통신환경에서 주파수별 경로손실. (a) 수직편파... 192
(그림 3-23) 해상통신환경에서 주파수별 가치비교지수 193
(그림 4-1) 기준(reference)신호를 이용한 BEL 195
(그림 4-2) 초과손실(excess loss)을 고려한 BEL 195
(그림 4-3) BEL 측정에 이용된 세 가지 건물 196
(그림 4-4) 실험에 사용된 송·수신장치 블럭도 197
(그림 4-5) 송·수신 안테나 및 주요 특성 197
(그림 4-6) 송·수신기 위치(a) 및 건물별 측정 지점(b) 198
(그림 4-7) BEL 커버리지 맵 200
(그림 4-8) BEL 거리 의존성 201
(그림 4-9) 측정환경 송신기와 건물 배치(a, b) 및 복도에서 수... 202
(그림 4-10) 실내 환경 및 측정 경로의 상위 뷰(a), 실내 환경... 202
(그림 4-11) 37.1GHz에서 A-2에서 측정한 결과 203
(그림 4-12) A-2와 8층에서 측정한 BEL 특성[주파수별 경로손... 204
(그림 4-13) outdoor-to-indoor 측정 시나리오 205
(그림 4-14) outdoor-to-indoor 측정결과[주파수에 따른... 206
(그림 4-15) 다중 유리창의 전송손실에 대한 Monte Carlo... 207
(그림 4-16) BEL 측정 결과 208
(그림 4-17) BEL 측정 결과 비교 210
(그림 4-18) BEL 특성 측정 장소 위성사진 및 측정지점 211
(그림 4-19) 측정 건물 및 주변 사진 212
(그림 4-20) 건물 6층과 6층의 평면도 및 측정 지점 212
(그림 4-21) 송수신 시스템 213
(그림 4-22) 각 위치에서 입사 방위각에 따른 BEL 측정 결과 217
(그림 4-23) 각 위치에서 주파수별 BEL 누적분포 결과 219
(그림 4-24) CDF 0.5 수준에서 주파수별 BEL 특성 220
(그림 4-25) 거리증가에 따른 주파수별 BEL 특성 221
(그림 4-26) 100m 줄자를 통해 일정한 간격의 측정 위치 표시 222
(그림 4-27) IT 6층 실험실 내부 측정(바닥) 223
(그림 4-28) IT 6층 실험실 내부 측정(창밖) 223
(그림 4-29) IT6-01 위치 측정 224
(그림 4-30) IT6-21 위치 측정 224
(그림 4-31) 100m 줄자를 통해 일정한 간격의 측정 위치 표시 225
(그림 4-32) BEL 측정 장비(AMP 연결 모습) 226
(그림 4-33) IT 9층 실험실 내부 측정(창밖) 226
(그림 4-34) IT 9층 실험실 내부 측정(바닥) 227
[그림 1-1] 측정건물 279
[그림 1-2] 송신측 장비 281
[그림 1-3] 수신측 장비 281
[그림 2-1] 송수신 설정 평면도 283
[그림 2-2] 송수신 설정상태 283
[그림 2-3] 송수신 건물정면 284
[그림 2-4] 송신거리 상태 284
[그림 2-5] 송수신 설정 평면도 285
[그림 2-6] 송수신 거리상태 285
[그림 2-7] 건물과 송신탑차 286
[그림 2-8] 건물과 송신탑차 거리 286
[그림 2-9] 준비 측정 6.1GHz, 노이즈플로어 -115dBm 287
[그림 2-10] 준비 측정 10GHz, 노이즈플로어 -100dBm 287
[그림 2-11] 준비 측정 18GHz, 노이즈플로어 -105dBm 288
[그림 2-12] 나주 혁신도시 291
[그림 2-13] 비상활주로 292
[그림 2-14] 광주시청 측정거리 293
[그림 2-15] 시내송신탑차 294