표제지
제출문
요약문
최종보고서 초록
SUMMARY
목차
제1장 서론 22
제1절 연구의 목표 22
1. 최종 목표 22
2. 연구 내용 22
제2절 연구의 필요성 25
1. 연구 개요 25
2. 연구의 중요성 28
제2장 ITU 클러터 모델 34
제1절 ITU-R P.1411-8 34
1. 서론 34
2. 운영환경 및 셀 형태 정의 34
3. 경로 카테고리 36
4. 경로손실 모델 39
5. 다중경로 모델 65
제2절 ITU-R P.2108 74
1. 서론 74
2. 모델 선택 75
3. 클러터 손실 모델 76
제3장 클러터 손실 측정 및 분석 83
제1절 클러터 손실의 정의 83
제2절 전파측정 85
1. 측정 경로 85
2. 송수신 파라미터 86
제3절 GPS좌표 변환 88
1. 구체 위에서의 거리 계산 88
2. 위도 및 경도로부터 거리 환산 90
제4절 클러터 손실 분석 97
1. 측정경로에 따른 클러터 손실 97
2. 안테나 높이에 따른 클러터 손실 97
3. 예측모델과 측정결과 비교 106
제4장 전파 시뮬레이션 115
제1절 기하광학에 의한 전파 분석 115
1. 기하 광학의 법칙을 따르는 전파 경로 116
2. 구조물 모델링 118
3. 송신 전파 출력 모델링 119
4. 시뮬레이션 순서도 121
제2절 시뮬레이션 결과와 실측 데이터 비교 122
1. 측정경로에 대한 전파 분석 122
2. 평면상의 전파 분석 129
제5장 결론 136
참고문헌 141
연구결과 활용계획서 144
연구결과 요약서 145
밀리미터파 클러터 모델 비교 검증용 전파특성 측정 147
제출문 149
요약문 150
최종보고서 초록 154
SUMMARY 155
목차 156
제1장 측정 수행 개요 159
제1절 밀리미터파 클러터 모델 측정 159
제2절 연구 추진 체계 160
제2장 측정 환경 및 장비의 운용 161
제1절 측정 시스템 161
제2절 자동 측정 S/W 162
제3장 Roof Top 측정(안테나 높이 85m) 164
제1절 부도심 구역 측정 164
제2절 도심 구역 측정 171
제4장 Over the Roof 측정(안테나 높이 15m) 174
제1절 부도심 구역 측정 174
제2절 도심 구역 측정 179
제5장 측정 결과 180
연구결과 활용계획서 181
양식 5. 연구결과 요약서 양식 182
[부록1] Roof Top(Tx 안테나 높이 85m) 클러터 측정 Data 187
[부록2] Over the Roof(Tx 안테나 높이 15m) 클러터 측정 Data 335
5G 무선망을 고려한 간섭분석 알고리즘에 관한 연구 415
제출문 417
요약문 418
최종보고서 초록 421
SUMMARY 422
목차 423
제1장 개요 428
제1절 서론 428
제2절 ITU 진행상황 및 향후 일정 430
제2장 IMT 모델링 기법 및 검증 431
제1절 공유분석을 위한 IMT 모델링 432
제2절 IMT-2020 경로손실 모델 435
제3절 IMT 안테나 모델 440
제4절 IMT 모델링 검증 444
제3장 매우 넓은 영역에 분포하는 IMT 시스템 모델링 기법 451
제4장 IMT-2020과 고정위성서비스간의 간섭분석 455
제1절 간섭 시나리오 455
제2절 경로손실 모델 457
제3절 안테나 패턴 461
제4절 UE power control 463
제5절 간섭 계산 463
제5장 이동형위성지구국과의 간섭분석 472
제1절 간섭 시나리오 472
제2절 경로손실 모델 ITU-R P.452[1] 473
제3절 간섭 계산 475
참고문헌 498
연구결과요약서 500
판권기 503
밀리미터파 클러터 모델 개발 연구 18
〈표 2-1-1〉 운영환경-전파손실 34
〈표 2-1-2〉 운영환경-이동속도 35
〈표 2-1-3〉 셀 형태 정의 36
〈표 2-1-4〉 도로의 실효 높이(heavy traffic) 42
〈표 2-1-5〉 도로의 실효 높이(light traffic) 42
〈표 2-1-6〉 밀리미터파 방향성 경로손실 계수 44
〈표 2-1-7〉 LoS 및 NLoS 위치가변함수 정정값 55
〈표 2-1-8〉 전형적인 r.m.s. 지연 스프레드 계수 65
〈표 2-1-9〉 전형적인 r.m.s. 지연 스프레드 값 66
〈표 2-1-10〉 전방향 안테나의 r.m.s. 지연 스프레드 계수 67
〈표 2-1-11〉 방향성 안테나의 r.m.s. 지연 스프레드 계수 68
〈표 2-1-12〉 전형적인 r.m.s. 지연 스프레드 값 69
〈표 2-1-13〉 전형적인 r.m.s. 지연 스프레드 70
〈표 2-1-14〉 전형적인 각 스프레드 71
〈표 2-1-15〉 전형적인 각 스프레드 71
〈표 2-1-16〉 오버 루프탑 환경에서의 신호 컴포넌트 수 72
〈표 2-1-17〉 4개 컴포넌트 시간지연 및 진폭 72
〈표 2-1-18〉 빌로우 루프탑 환경에서의 최대 신호 컴포넌트 수 73
〈표 2-2-1〉 모델 요약 75
〈표 2-2-2〉 입력 파라미터 76
〈표 2-2-3〉 대표 클러터 높이 77
〈표 2-2-4〉 지상경로 입력 파라미터 79
〈표 2-2-5〉 지구-우주 입력 파라미터 81
〈표 3-2-1〉 송신장치 파라미터 87
〈표 3-2-2〉 수신장치 파라미터 87
〈표 3-4-1〉 RMSE 값 113
밀리미터파 클러터 모델 비교 검증용 전파특성 측정 157
표 3-1. Roof Top 측정 시스템 구성품의 특성 164
표 3-2. Roof Top Tx Parameter 167
표 3-3. Roof Top 실측 Tx Power 168
표 3-4. Roof Top Rx Parameter 168
표 4-1. Over the Roof 측정 시스템 구성품의 특성 174
표 4-2. Over the Roof Tx Parameter 176
표 4-3. Over the Roof 실측 Tx Power 176
표 4-4. Over the Roof Rx Parameter 177
5G 무선망을 고려한 간섭분석 알고리즘에 관한 연구 424
표 1-1. WRC-19의제 1.13 후보대역 및 국제 주파수 할당 현황 429
표 2-1. 매질에 따른 침투 손실 436
표 2-2. Indoor 환경에서의 추가 손실 436
표 2-3. UMa, UMi 환경에서 LOS확률 438
표 2-4. 네트워크 환경, LOS/NLOS 환경 및 거리에 따른 경로 손실 439
표 2-5. Ф와 θ에 따른 IMT 안테나 Element gain 441
표 2-6. Ф와 θ에 따른 IMT 안테나 Beam forming gain 442
표 2-7. IMT 시나리오 445
표 2-8. IMT 안테나 파라미터 446
표 2-9. IMT의 잡음 파라미터 449
표 4-1. IMT 기지국과 이동국의 개수 456
표 4-2. IMT 안테나 파라미터 462
표 4-3. FSS 파라미터 464
표 4-4. 간섭 허용기준을 만족하는 IMT 시스템 영역 470
표 4-5. FSS 종류와 elevation angle에 따른 I/N(footprint area) 471
표 4-6. FSS 종류와 elevation angle에 따른 I/N(beam area with LS) 471
표 4-7. FSS 종류와 elevation angle에 따른 I/N(visible earth area) 471
표 5-1. IMT 시스템 파라미터 477
표 5-2. IMT 기지국 빔방향 범위 477
표 5-3. 피간섭원과 육상 ESIM의 최소이격거리 482
표 5-4. 피간섭원 : IMT 기지국, 최소이격거리 489
표 5-5. 피간섭원 : IMT 이동국, 최소이격거리 489
표 5-6. 피간섭원과 항공 ESIM의 최소이격거리 497
밀리미터파 클러터 모델 개발 연구 19
[그림 1-1-1] 빌딩 및 가로수의 클러터 모델 23
[그림 1-1-2] 삼각형 분해 24
[그림 1-1-3] 안테나 복사 패턴의 3차원 모델 24
[그림 1-1-4] ITU-R 복수의 회절 전파 모델 25
[그림 1-2-1] 주요국의 5G 후보대역 29
[그림 1-2-2] 밀리미터파 채널특성 29
[그림 1-2-3] Walfisch Ikegami 모델의 해석구조 30
[그림 1-2-4] ITU-R P.1411 모델의 해석구조 31
[그림 1-2-5] 클러터 손실에 대한 해석구조와 관련 수식 32
[그림 1-2-6] Above-rooftop 측정 시나리오 예 32
[그림 1-2-7] Tree 클러터 측정 시나리오 예 33
[그림 2-1-1] 도시의 전형적인 전파형태 36
[그림 2-1-2] NLoS1 경우의 파라미터 정의 37
[그림 2-1-3] NLoS2 경우의 파라미터 정의 39
[그림 2-1-4] 2~16 GHz에서 스트리트 캐넌 전파특성 46
[그림 2-1-5] 기본전송손실(frequency=400 MHz, suburban) 54
[그림 2-1-6] Station 1과 Station 2간의 1-Turn NLoS 링크 58
[그림 2-1-7] 2-Turn NLoS 링크의 두 가지 경로 58
[그림 2-1-8] Station 1과 Station 2간의 2-Turn NLoS 링크 59
[그림 2-1-9] 루프탑 이하 높이 터미널 간의 전파모델 61
[그림 2-1-10] 도로 지오메트리 및 파라미터 63
[그림 2-1-11] 빌딩 지오메트리 및 파라미터 63
[그림 2-1-12] 페이딩 깊이와 2△f△Lmax 관계(이미지참조) 74
[그림 2-1-13] △Lmax 계산 모델(이미지참조) 74
[그림 2-2-1] 메디안 클러터 손실 80
[그림 2-2-2] 클러터 손실 누적분포 82
[그림 3-1-1] 클러터 손실의 정의 83
[그림 3-2-1] 클러터 손실 측정 장소(광주광역시청) 85
[그림 3-2-2] 도심 및 부도심 지역의 측정경로 85
[그림 3-2-3] 송수신 안테나 형태 86
[그림 3-2-4] 송수신장치 블록도 87
[그림 3-3-1] 두 점 사이의 대원 거리 88
[그림 3-3-2] 타원체의 지심 좌표계와 측지 좌표계 90
[그림 3-3-3] 타원체의 단면 90
[그림 3-3-4] 호의 길이 91
[그림 3-3-5] 타원체에 고도를 고려할 경우 95
[그림 3-4-1] 도심의 측정경로 및 클러터 손실(10 GHz) 98
[그림 3-4-2] 부도심 측정경로 및 클러터 손실(10 GHz) 98
[그림 3-4-3] 도심지역의 3 GHz 클러터 손실 99
[그림 3-4-4] 도심지역의 6.1 GHz 클러터 손실 99
[그림 3-4-5] 도심지역의 10 GHz 클러터 손실 100
[그림 3-4-6] 도심지역의 18 GHz 클러터 손실 100
[그림 3-4-7] 도심지역의 24 GHz 클러터 손실 101
[그림 3-4-8] 도심지역의 클러터 손실 CDF 102
[그림 3-4-9] 부도심지역의 3 GHz 클러터 손실 103
[그림 3-4-10] 부도심지역의 6.1 GHz 클러터 손실 104
[그림 3-4-11] 부도심지역의 10 GHz 클러터 손실 104
[그림 3-4-12] 부도심지역의 18 GHz 클러터 손실 105
[그림 3-4-13] 부도심지역의 24 GHz 클러터 손실 105
[그림 3-4-14] 부도심지역의 클러터 손실 CDF 106
[그림 3-4-15] 3 GHz에서 도심 / 부도심 지역의 클러터 손실예측과... 107
[그림 3-4-16] 6.1 GHz에서 도심 / 부도심 지역의 클러터 손실예측과... 108
[그림 3-4-17] 10 GHz에서 도심 / 부도심 지역의 클러터 손실예측과... 109
[그림 3-4-18] 18 GHz에서 도심 / 부도심 지역의 클러터 손실예측과... 110
[그림 3-4-19] 24 GHz에서 도심 / 부도심 지역의 클러터 손실예측과... 111
[그림 4-1-1] 송수신 전파 경로 115
[그림 4-1-2] 전파 산란 현상의 분류 116
[그림 4-1-3] 기하 광학의 전파 경로 117
[그림 4-1-4] 지형 및 건물 모델링 118
[그림 4-1-5] 안테나 복사패턴 예 119
[그림 4-1-6] 시뮬레이션 순서도 121
[그림 4-2-1] 측정 및 계산 경로 지도 123
[그림 4-2-2] 부도심지역 측정 및 시뮬레이션 비교 126
[그림 4-2-3] 도심지역의 측정 및 시뮬레이션 비교 129
[그림 4-2-4] 주파수에 따른 수신전력의 CDF 130
[그림 4-2-5] 측정지역의 주파수에 따른 수신전력 133
[그림 4-2-6] 평면상의 수신전력의 CDF 계산 영역 133
[그림 4-2-7] 평면상의 수신전력 CDF 134
밀리미터파 클러터 모델 비교 검증용 전파특성 측정 158
[그림 1-1] 사업 개요 159
[그림 1-2] 사업 수행 역할 연계도 160
[그림 1-3] 사업 추진 체계 160
[그림 2-1] Tx S/W Data 162
[그림 2-2] Tx S/W 설정 162
[그림 2-3] Rx S/W Data 163
[그림 2-4] Rx S/W 설정 163
[그림 3-1] Tx 시스템 구성 165
[그림 3-2] Tx 시스템 165
[그림 3-3] Tx 안테나 165
[그림 3-4] Rx 시스템 구성 166
[그림 3-5] Rx 측정 장비 166
[그림 3-6] Rx 안테나 167
[그림 3-7] Roof Top 부도심 측정 Tx 안테나 위치 169
[그림 3-8] 기준점 측정 위치 169
[그림 3-9] Roof Top 부도심 측정 구역 171
[그림 3-10] Roof Top 도심 측정 안테나 171
[그림 3-11] Roof Top 도심 측정 안테나 위치 172
[그림 3-12] 도심 측정 구역 173
[그림 4-1] Tx 시스템 구성 175
[그림 4-2] Rx 측정 시스템 구성 175
[그림 4-3] Over the Roof Tx 안테나 설치 177
[그림 4-4] Over the Roof 부도심 측정 구역 178
[그림 4-5] Over the Roof 측정 178
[그림 4-6] Over the Roof 도심 측정 구역 179
[그림 5-1] 측정 결과 데이터 구조 샘플 180
5G 무선망을 고려한 간섭분석 알고리즘에 관한 연구 425
그림 1-1. WRC-19 의제 1.13관련 공유연구 일정 430
그림 2-1. IMT 모델링의 순서도 431
그림 2-2. Urban Macro 네트워크 형태 432
그림 2-3. IMT 네트워크 주위에 가상의 클러스터를 구현한 형태 433
그림 2-4. IMT 기지국과 이동국의 안테나 방향 434
그림 2-5. Urban Micro의 기지국과 이동국의 분포 시나리오 434
그림 2-6. indoor / outdoor 시나리오 435
그림 2-7. LOS / NLOS 시나리오 437
그림 2-8. 안테나 이득을 결정하는 수직각 Ф와 수평각 θ 440
그림 2-9. Element gain 3차원 패턴 443
그림 2-10. Beam forming gain 3차원 패턴 443
그림 2-11. UMa 환경에서 통신하는 기지국과 이동국 연결 447
그림 2-12. UMi 환경에서 통신하는 기지국과 이동국 연결 447
그림 2-13. 이동국에서 받는 신호 S와 간섭신호 I 448
그림 2-14. 마이크로 셀의 하향링크 SINR 검증결과 450
그림 2-15. 마이크로 셀의 하향링크 SINR 검증결과 450
그림 3-1. 3차원에서의 IMT 분포 시나리오 451
그림 3-2. 3차원에서의 IMT 분포 452
그림 3-3. IMT 기지국 분포 453
그림 3-4. Outdoor 기지국과 통신하는 이동국 분포 454
그림 3-5. Indoor 기지국과 통신하는 이동국 분포 454
그림 4-1. FSS 간섭 시나리오 455
그림 4-2. 클러터 손실 458
그림 4-3. 빌딩투과 손실 458
그림 4-4. 빔 퍼짐 손실 459
그림 4-5. 대기 손실 460
그림 4-6. FSS의 수신 안테나 패턴 461
그림 4-7. 2차원 시나리오에서 Elevation angle에 따른 I/N 464
그림 4-8. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #5, #6, footprint area) 465
그림 4-9. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #5, #6, beam area with LS) 465
그림 4-10. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #5, #6, visible earth area) 466
그림 4-11. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #7, #8, footprint area) 466
그림 4-12. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #7, #8, beam area with LS) 467
그림 4-13. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #7, #8, visible earth area) 467
그림 4-14. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #13, #14, footprint area) 468
그림 4-15. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #7, #8, beam area with LS) 468
그림 4-16. Elevation angle에 따른 I/N(Carrier #13, #14, visible earth area) 469
그림 5-1. 이동형 위성 지구국 간섭 시나리오 472
그림 5-2. 장시간 전파현상 474
그림 5-3. 단시간 전파현상 474
그림 5-4. 육상 ESIM의 Maximum EIRP 476
그림 5-5. 지상과 지상간의 클러터 손실 476
그림 5-6. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 11.5˚ 478
그림 5-7. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 38.2˚ 478
그림 5-8. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 60.8˚ 479
그림 5-9. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 11.5˚ 479
그림 5-10. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 38.2˚ 480
그림 5-11. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 60.8˚ 480
그림 5-12. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 11.5˚ 481
그림 5-13. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 38.2˚ 481
그림 5-14. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 60.8˚ 482
그림 5-15. 해상, 항공 ESIM의 Maximum EIRP 484
그림 5-16. 피간섭원 : IMT 기지국, elevation 5˚ 485
그림 5-17. 피간섭원 : IMT 기지국, elevation 20˚ 485
그림 5-18. 피간섭원 : IMT 기지국, elevation 45˚ 486
그림 5-19. 피간섭원 : IMT 기지국, elevation 70˚ 486
그림 5-20. 피간섭원 : IMT 이동국, elevation 5˚ 487
그림 5-21. 피간섭원 : IMT 이동국, elevation 20˚ 487
그림 5-22. 피간섭원 : IMT 이동국, elevation 45˚ 488
그림 5-23. 피간섭원 : IMT 이동국, elevation 70˚ 488
그림 5-24. 지상과 항공기간의 클러터 손실 491
그림 5-25. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 11.5˚ 491
그림 5-26. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 38.2˚ 492
그림 5-27. 피간섭원 : IMT 이동국(type A), elevation 60.8˚ 492
그림 5-28. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 11.5˚ 493
그림 5-29. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 38.2˚ 493
그림 5-30. 피간섭원 : IMT 이동국(type B), elevation 60.8˚ 494
그림 5-31. 피간섭원 : IMT 기지국(type A), elevation 11.5˚ 494
그림 5-32. 피간섭원 : IMT 기지국(type A), elevation 38.2˚ 495
그림 5-33. 피간섭원 : IMT 기지국(type A), elevation 60.8˚ 495
그림 5-34. 피간섭원 : IMT 기지국(type B), elevation 11.5˚ 496
그림 5-35. 피간섭원 : IMT 기지국(type B), elevation 38.2˚ 496
그림 5-36. 피간섭원 : IMT 기지국(type B), elevation 60.8˚ 497