안테나 방사패턴의 전파환경을 예측하는 것은 최적 기지국 위치 선정과 셀의 설계 등 서비스 지역을 결정하는데 매우 중요하다. 안테나 종류, 빔의 각도, 지형과 장애물에 따라 변하는 전파 예측 모델을 분석하므로써 통신망의 경제적 활동, 호의 품질, 전화가입자에 대한 서비스 향상을 기대할 수 있다. 최적 전파 예측 모델을 제안하기 위하여 나주시 세지 기지국 주변의 평원지역의 전계강도를 측정하였다. 현장측정에 대한 시뮬레이션은 Hata 모델, Egri 모델, Carey 모델과 제안 모델을 이용하였다. 그 결과 제안 모델이 다른 모델보다 우수함을 확인하였다.
최근 경제 활동의 증가로 인하여 통신 서비스에 대한 이동성, 편의성, 및 개인에 대한 요구가 증대되고 있다. 현재 세계각국에서는 이동통신 서비스인 셀룰라 이동통신과 개인 휴대 통신인 PCS(Personal Communication System)가 상용화되고 있다. 1900MHz 대역은 셀룰라 800 MHz에 비해 전파 특성상 전파환경에 따른 전파의 감쇄 및 회전손실 등으로 인한 전파 경로 손실이 증가 할 것으로 본다. 본 논문에서는 바다 해수면의 영향에 따른 800MHz대역과 1900MHz 대역에서 주파수에 따른 경로 손실 차를 실측 Data를 이용하여 비교하였으며 실측 Data를 이용하여 전파모델을 만들어 LGE에서 자체 개발한 전파 분석 시뮬레이션 툴로 Coverage 영역을 비교하였다.
전파형 역산은 석유가스 탐사를 위한 탄성파 자료처리 분야에서 지층의 속도 모델을 추정하는데 사용되는 역산 기법이다. 최근 탄성파 자료처리에 딥러닝 기술의 활용이 급격하게 증가하고 있는데, 전파형 역산 기술도 마찬가지로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 초기에는 머신러닝 기술을 활용한 자료처리 기법이 전파형 역산을 위한 입력자료의 전처리 목적으로 활용되는 수준이었으나, 딥러닝 기술을 통해 전파형 역산을 직접적으로 구현하는 연구가 등장하기 시작하였다. 딥러닝 기술을 활용한 전파형 역산은 순수 데이터 기반 접근법, 물리 기반 신경망 활용법, 인코더-디코더 구조 활용법, 신경망 재매개변수화를 이용한 구현법, 물리정보 기반 신경망 기법 등으로 구분할 수 있다. 이 논문에서는 딥러닝 기반 전파형 역산 기법을 발전 과정 순서로 체계화하여 각각의 접근법에 대한 이론과 특징을 설명하였다. 전파형 역산 기술에 딥러닝 기법을 도입한 초기에는 데이터 과학의 기본 원리에 충실하게 대량의 학습자료를 준비하고 순수 데이터 기반 예측 모델을 적용하여 속도 모델을 역산하는 연구로 시작하였다. 최근 연구 동향은 탄성파 자료의 잔차나 파동방정식 자체의 물리정보를 심층 신경망에 활용하여 순수 데이터 기반 접근법의 단점을 보완해 나가는 방향으로 진행되고 있다. 이러한 발전으로 대량의 학습자료가 필요하지 않고, 전파형 역산의 태생적 한계점인 주기 놓침 현상을 완화하며 계산 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 딥러닝 기반 전파형 역산 기술이 등장하고 있다. 딥러닝 기술의 도입으로 전파형 역산 기술은 탄성파 자료처리 분야에서 가치가 더 높아질 것으로 생각된다.
본 논문에서는 위성 탑재용 궤도전파기의 자동 갱신 방안에 대하여 제안하였다. 위성 탑재용 궤도전파기는 비상시 위성 항법 장치의 대체 수단으로써 여러 이유로 지상국에 의한 갱신이 불가능할 경우에 대비하여 위성체 스스로 가장 최신의 탑재 궤도전파기 모델을 유지해야 한다. 이를 위해 GPS 수신기의 고장 시점까지 가용한 GPS 항행해나 탑재 궤도 결정 시스템으로부터의 자료를 이용하여 최소자승회귀법(Least Square Curve Fit)이나 칼만 필터를 통해 위성에 탑재된 궤도전파기를 위한 기준궤도 또는 잔차 재생함수의 계수를 반복적으로 갱신한다. 탑재 궤도전파기 갱신을 통해 만약 있을 수도 있는 지상국에서의 계산 오류를 스스로 보정할 수 있고, GPS와 탑재 궤도결정 시스템의 작동 불능 시점 직전까지의 자료에 근거하여 궤도를 예측하기 때문에 항상 최신의 궤도전파기 모델을 유지할 수 있다. 또한 아리랑 1호의 궤도 예측 자료를 이용하여 실제 운용시 최적화된 알고리즘을 통해 실시간 갱신을 이용한 궤도 전파 성능에 대하여 살펴보았다.
최근 첨단도시 건설을 위한 건설정보화 연구가 활발히 진행 중이다. 건설현장의 건설요소인 인력, 자재 및 장비의 동적인 위치정보를 취득하기 위한 RTLS(Real-Time location system) 개발이 그 중 하나이며, 특히 자재, 장비, 인력과 같은 건설요소의 동적 위치정보를 획득하여 그 요소들을 효율적으로 관리하여, 안전 및 공사비용을 절감 효과를 꾀하고 있다. RTLS 시스템의 건설현장에 도입하기 위해서는 RTLS Reader, 즉 AP(Access Point) 전파가 도달하는 거리를 고려한 3차원 분석을 통해 사전에 AP의 설치 위치를 모의해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 지상라이다를 사용하여 구축된 공간정보를 기반으로 한 3차원 전파세기 모의 소프트웨어를 제작하였다. 또한 4곳의 실험지역을 선정하여 모의 실험결과와 실제 실험을 통해 측정된 전파세기를 비교하였다. 그 실험 결과로 4곳의 실험지역 중 가시 확보가 좋은 곳에서 측정된 전파세기가 전파모델식을 통하여 모의된 전파세기와 가장 흡사한 결과를 나타냈다.
자동 요금 징수 시스템인 ETC(Electronic Toll Collection) 시스템에서 차량의 탑재장치와 비컨(Beacon) 간에 마이크로파가 전파되는 경로를 모델화하였으며 다중 경로에 따른 페이딩 효과를 분석하였다. 또한 환경 변화 즉 강우 시 마이크로파 전파도 고려하여 수치분석을 하였다. 분석결과 강우에 의한 반사면의 반사계수가 변하여 페이딩 효과가 크게 증가하였다. 이런 수치해석 결과를 탑재장치에서 수신된 전압의 크기와 비컨과 차량 사이의 거리로 도시하였다.
본 논문에서 다중경로 전파환경에서 전파특성을 연구하였다. 목표지점에서 전계의 세기는 직접파와 지면 반사파의 합으로 구성된다. 이 논문에서는 지면의 반사를 고려하여 목표물 근처 공간의 3차원 전계분포를 계산하는 프로그램을 개발하였다. 실제 목표물의 궤적에 따라 목표물의 수신기에서의 신호세기를 예측하는 3차원 모델을 개발 하였다.
본 논문에서는 인천공항 Concourse 지역에서 항공정보통신 무선 채널의 경로 손실 모델에 관해 연구하였다. 항공정보통신 주파수 밴드인 VHF/UHF 채널 중에 두 개의 주파수에 대해 전파 측정을 수행하였다. 현재 운영 중인 송신 사이트에서 변조 신호를 제거한 캐리어 파워를 송신하였으며, 전파 측정을 위해 수신기를 장착한 이동 차량을 이용하여 Concourse 지역에서 전파 측정을 수행하였다. 송신 파워, 주파수, 안테나 위치 등은 현재 운용 조건과 같다. 경로 손실 계수 및 실험적인 경로 손실 식은 기본적인 경로 손실 모델 및 하타 모델 등을 이용하여 추출하였다. Concourse 지역에서 추출된 LOS/NLOS 경로 손실 계수는 128.2MHz 및 269.1MHz에서 각각 3.1/3.13 및 3.01/3.38이었고 예측 에러의 편차는 각각 2.77/3.17 및 4.01/3.66이었다. 추출된 경로 손실 계수를 이용하여 Concourse 지역에서 전파 경로 손실식과 실험적인 경로 손실 계수를 도출하였으며 또한 다른 전파 패스 모델과 비교하였다. 이러한 결과는 항공정보통신 사이트 최적 위치 선정 및 항공정보통신 서비스 평가에 도움이 될 것이다.
본 논문에서는 미래 전파산업의 활성화를 위한 정책 방향을 도출하고자 하였다. 이를 위해 현재 진행되고 있는 전파 기술과 응용서비스의 발전에 따라 변화하는 전파산업의 개념과 구조를 제시하였다. 또한, 신 성장산업으로서 전파산업의 성장모형을 제시하고, 산업 활성화에 영향을 미치는 정책 요소로서 기술 개발, 서비스 개발, 법제도 개선, 비즈니스 모델 개발, 산업생산/이용지원, 홍보 강화 등을 도출하였다. 이 결과를 이용하여 전파산업의 구조적 특성에 따른 정책 방향에 대한 판단을 위하여 전파산업 활성화를 위한 정책사항에 관한 전문가 인터뷰 조사를 실시하였다. 이들 결과로부터 미래 전파산업 활성화를 위하여 필요한 정책 방향을 제시하였다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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