우리나라에서는 전파법 시행령 제56조의 2항과 무선 설비 규격 제4절 및 관련 고시를 통하여 소출력 무선 설비들을 규정하고 있으나 대상 설비 중 극히 일부분만 세부적인 기술 기준이 설정되어 있는 실정이다. 따라서 이러한 소출력 무선기기 상호간의 혼신이나 타 기기와의 간섭으로 인하여 전파 질서의 안정에 위협받을 가능성이 있다. 본 고에서는 이와 같은 문제를 최소화하기 위해 미국의 소출력 무선기기에 대한 제도 및 표준 규격을 조사 조사분석하여 우리나라와 비교함으로써 국내 무선기기 관련 제도의 체계적 정립과 소출력 무선 설비의 형식 검정을 위한 표준 측정법의 정립에 기여하고자 한다.
본 논문에서는 FHSS 방식의 소출력 무선기기와 DSSS 방식의 소출력 무선기기가 동일 주파수 대역에 존재하는 경우 업무간 간섭을 분석하였다. 분석 방법은 몬테 카를로 방법을 이용하여 DSSS 방식의 소출력 무선기기의 불요 방사가 FHSS 방식의 소출력 무선기기에 미치는 영향을 간섭 확률 측면에서 계산하였다. 간섭 시뮬레이션은 DSSS 방식의 소출력 무선기기의 대역폭과 충격 계수에 따른 간섭량을 계산하였고, 전파 모델은 자유 공간으로 가정하였다. 그리고 간섭원과 피간섭원 사이의 거리에 따른 영향을 수신기에서의 BER 측면에서 분석하였다. 간섭 분석 결과, 간섭원의 대역폭보다는 충격 계수가 시스템 양립성에 많은 영향을 주는 것을 확인할 수 있었고, 단일 간섭원과 다중 간섭원이 존재하는 경우 BER 기준을 만족하는 이격 거리를 확인할 수 있었다.
유비쿼터스 네트워크의 실현을 위하여 다양한 연구가 진행되면, CR (Cognitive Radio) 구성의 연구는 주파수 자원의 효율적인 활용에 관한 연구를 부각시키고 있다. 또한, CR 적용형 소출력 무선기기의 활용에 따른 공유주파수대역의 소요대역폭에 대한 논의와 공통으로 사용하는 주파수 대역 내에서 혼용되는 통신기기들의 user 수를 만족하는 총 소요대역폭 산출은 더불어 중요한 작업이 되었다. 공통으로 사용하는 주파수 대역의 총 소요대역폭 산출은 소출력 무선기기의 간섭 회피 기술로 사용되는 Frequency Hopping (FH) 및 Listen Before Talk (LBT) 방식이 고려되어야 한다. 본 논문에서는 Cognitive Radio (CR) 기반의 LBT 방식을 사용하는 ZigBee와 FH 방식을 사용하는 DCP, RFID, Bluetooth 등의 소출력 무선기기가 공통으로 사용하는 주파수 대역에 공존할 경우를 가정하고, 대기행렬이론 (Queuing Theory)을 적용하여 소요대역폭 산출을 수행했다. 채널수 별 user의 통신시도에 따른 throughput을 분석한 결과, throughput 84% 이상의 조건에서 FH 및 LBT 방식을 사용하는 250mW 소출력 무선기기들이 공존하는 공유주파수대역의 적정 채널수는 35개를 가지며, 총 소요대역폭은 채널수와 채널대역폭의 곱으로 산출이 가능함을 보였다. 이러한 접근방법은 다른 통신시스템의 소요대역폭 산출에도 유용할 것이다.
소출력 무선설비는 한정된 주파수 자원의 효율적인 사용을 위해 용도별로 구분하여 주파수를 할당하고 있고, 또한 소출력 무선설비로부터 발사되는 전파로 인한 혼신으로부터 다른 무선국을 보호하기 위해 사용 주파수에 따라 출력 강도를 제한하고 있으며, 수신기의 경우에는 불요 발사 전력을 규제하고 있는데, 국내의 경우에는 1GHz이하의 소출력 무선설비의 수신기의 부차적인 전파 전력에 관한 규정은 -54dBm으로 규정되어, 1GHz 이상의 소출력 무선설비의 경우에는 아직 그 규정이 마련되어 있지 않고 있다. 현재 1GHz 이상의 기기들이 통신시장의 확대로 인해 서비스가 증가하고 있어 국내 기준이 필요 상태이다.
본 논문에서는 무선마이크용 특정소출력무선기기의 송수신단을 설계하고 제작하여 특성을 측정하였다. 무선마이크용 특정소출력무선기기의 주파수 대역 740.000~752.000MHz를 사용하였고, 점유주락수대폭의 허용치 200kHz, 최대주파수편이 $\pm$75kHz를 만족하도록 설계하였다. PLL Synthesized, 주파수 변조, Dual Conversion 방식을 사용하였으며 Compander Type은 2:1이다. 설계된 무선마이크 시스템의 출력은 10mW이하이고, 50-20,000Hz의 주파수 응답을 가지며 Hi-fi Audio를 전송할 수 있다. 송수신단의 Total Harmonic Distortion 은 1.5% 이하이다.
본 논문은 유비쿼터스 사회의 도래에 대비하여 국내 소출력 무선 산업의 현황파악을 목적으로 2006년도 상반기에 실시한 설문조사 결과를 제시하고 있다. 조사된 주요결과에 의하면, 국내 소출력 시장에서는 중소업체(평균종업원 수: 14명)가 대부분 기기를 제조하고 있지만, 무선마이크 또는 모형비행기 등의 일부 품목에서는 수입제품이 큰 비중을 차지하고 있으며, 제도개선 측면에서는 인증절차의 단순화에 대한 요구가 많았다.
본 논문에서는 비신고 무선기기의 이용을 활성화하고, 전파를 효율적으로 이용하기 위하여 2005년 6, 7월에 개정된 전파법 시행령 제30조와 정보통신부 고시 제2005-29호의 개정 내용을 소개한다. 특히, 정보통신부 고시 제2005-29호는 ‘신고하지 아니하고 개설할 수 있는 무선국용 무선기기’의 무선국 분류체계 개편에 관한 것으로서, 현행 단일용도 중심의 국내 비신고 무선기기 분류를 주파수와 통신방식을 중심으로 포괄용도중심으로 재정립하여, 다양한 용도의 신규 소출력 무선기기 출현에 능동적으로 대처할수 있는 틀을 마련하였다. 또한, 본 논문에서는 포괄용도 통합에 따른 국내 소출력 무선기기의 기술기준인 ‘방송해상항공전기통신사업용외의 기타업무용 무선설비의 기술기준’의 개정방향 및 구체적인 개정안을 제시한다.
최근에 제외국에서는 소출력 무선기기의 용도미지정(개방용)주파수대를 확보하거나 여러 용도의 소출력 무선기기의 유사용도 주파수대역을 통합하여 한정된 주파수 환경의 효율을 높이고 있다. 본 논문에서는 소출력 무선기기에 주파수대역 검토, 유사용도 통합 및 ISM 주파수대역의 개방용 주파수 활용방안을 제안하여, 한정된 주파수환경의 효율적인 활용을 목적으로 한다.
소출력 무선설비로부터 발사되는 전파로 인한 혼신으로부터 다른 무선국을 보호하기 위해 사용 주파수에 따라 출력 강도를 제한하고 있으며, 수신기의 경우에는 불요 발사 전력을 규제하고 있는데, 국내의 경우에는 1GHz이하의 소출력 무선설비의 수신기의 부차적인 전파 전력에 관한 규정은 -54dBm으로 규정되어, 1GHz 이상의 소출력 무선설비의 경우에는 아직 그 규정이 마련되어 있지 않고 있다. 현재 1GHz 이상의 기기들이 통신시장의 확대로 인해 서비스가 증가하고 있어 국내 기준이 필요 상태이다.
최근에 ZigBee, Bluetooth, RFID(Radio Frequency Identification)와 같은 근거 리 무선통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이와 같은 시스템들은 대부분 소출력무선기기들이다. 미래에는 개인을 중심으로 하는 WPAN(Wireless Personal Area Network)을 위해서 더 많은 소출력 무선기기들이 출현할 것이며, 간섭저감기술은 소출력무선기기들이 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 필수 기술이 될 것으로 예상된다. 본 논문에서는 두 가지의 주파수를 공유 방법을 고려하였다. 첫 번째는 이미 특정 시스템에 할당된 주파수를 공유하는 경우이고, 두 번째는 새로운 주파수대역을 할당하는 경우이며, 이 두 가지 경우에 대한 효율적인 주파수 공유 방법을 연구하였다. 첫 번째 방법으로 주파수출 공유하는 경우의 한 가지 예로서 ZigBee, RPID, DCP(Digital Cordless Phone) 및 Bluetooth가 특정 주파수대역을 공유하는 경우 주파수 공유 조건을 검토하였다. 그리고 두 번째 공유 방법에서는 서로 다른 간섭저감기술을 사용하는 통신시스템에 대해서 공평한 신호 방사조건을 유지하기 위한 balancing factor의 개념을 제안하였으며, FH(Frequency Hopping) 시스템을 기준으로 하는 경우 LBT(Listen Before Talk)는 0.9, DS (Direct Spreading)은 0.8의 balancing factor를 이 용하면, 이들 간섭저감기술들 사이의 방사조건을 비슷하게 유지 할 수 있기 때문에 전체적으로 더 많은 시스템이 주파수를 공유할 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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