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2006-12-18(2006-49호)   다운로드
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[전파측정] 가로 및 건물 주변 나무에 의한 손실 및 지연분산 예측 모델
백정기 (충남대학교 전파공학과 교수, jkpack@cnu.ac.kr)

전파경로상의 경로손실과 지연분산 특성은 무선통신 시스템의 채널 설계에 있어서 매우 중요하다. 전파경로 상에 놓인 나무 또는 수풀은 손실과 페이딩, 그리고 추가 지연분산을 야기 시킨다. 넓고, 깊은 수풀 내부에 수신 안테나가 놓여 있는 경우에 대한 전파의 경로손실에 대해서는 측정을 통한 경험모델이 대체로 잘 정립되어 있다. 그러나 통상의 단거리 이동 및 고정 무선통신시스템과 관련된 나무(single vegetation)에 대한 경로손실 예측 모델은 아직 잘 정립되어 있지 않으며, 전파의 페이딩 특성에 영향을 미치는 바람의 영향에 의한 수풀의 다이나믹 특성 및 나무의 다중경로 전파에 의한 지연분산 특성에 대한 연구는 아직 초기 단계이다.[ITU-R P.833]

 

나무에 의한 경로손실에 대해서는 최근 영국에서 제안한 이론모델이 2004년 ITU-R 회의에서 권고서에 채택되었으나, 여러 가지 제약점이 존재한다. 영국에서 제안한 현 권고서의 이론모델은 나무를 통과할 때 발생하는 투과손실(산란 및 흡수), 나무의 윗부분과 측면에 의한 회절손실, 그리고 지면에 의한 반사손실로 구성되며, 투과손실을 제외한 예측모델은 ITU-R의 기존의 다른 권고서에 있는 모델을 그대로 적용하고 있으며, 중요한 부분은 투과손실에 대한 예측모델이다.

 

현 권고서의 투과손실에 대한 예측모델은 복사에너지이동(RET: Radiative Energy Transfer) 이론에 근거한 이론모델이다. RET 모델은 관련 변수가 많아 적용이 어렵고, 일반화된 글로벌 모델이 아니기 때문에 다양한 수종에 대한 RET 모델 변수 값이 측정을 통해 주어져야 예측모델 정확도가 높다는 단점이 있으며, 현 권고서에는 제한적인 나무 종류에 대한 RET 모델 변수만 주어져 있다. 특히 최근 충남대 연구팀에 의해 밝혀진 사실은 전술한 RET 모델 변수가 물리적으로 의미가 있고, 글로벌화 되기 위해서는 나무의 산란 특성을 나타내는 위상함수(phase function)이 측정되어야 한다는 것이다. 

 

금번 ITU-R 작업반(WG 3J) 회의에서는 총 8건의 기고서(한국 7건, 일본 1건)가 제출되었다. 일본에서 제출한 기고서는 data bank 등록을 위한 다이나믹 특성 측정 데이터 이며, 한국에서는 충남대와 전파연구소에서 수행한 측정 및 이론 연구를 토대로 3건의 수풀손실 및 위상함수 측정 데이터 외에, 한국 고유 수종에 대한 RET 모델 변수 관련 기고서 1건, 위상함수 측정의 중요성 및 이를 이용한 RET 모델 변수 추출방법 관련 기고서 1건, 수풀에 의한 지연분산 특성 측정 결과에 대한 기고서 1건, 그리고 위상함수 특정데이터 기록을 위한 새로운 data bank 자료 format 제안에 대한 기고서 1건을 제출하였다.

 

한국에서 제출한 RET 모델 변수 및 지연분산 특성에 대한 기고서는 큰 의의 없이 개정 권고서 형태로 반영되었고, 특히 위상함수 관련 기고서는 그 중요성이 인정되어 새로운 Report 형태로 채택되었다. 금번 회의에서 수풀손실 및 지연분산 특성, 그리고 다이나믹 특성에 대해 각국에서 많은 추가의 연구가 필요하다는 점에 의견이 모아졌다.

 

전술한 바와 같이 나무가 전파특성에 미치는 영향을 정량적으로 정확히 예측하는 것은 특히 근거리 무선통신시스템 설계에 있어서 매우 중요하다.  그간의 국내에 축적된 기술과 경험을 바탕으로 국내 연구반 활동 등을 통해 이 부분에 대한 연구를 보다 체계적이고 지속적으로 수행하고 이를 국제 표준에 반영시키고자 하는 노력이 필요하다. 이를 위해서는 일본, 미국, 유럽 등과 같이 산업체가 적극적으로 참여하여 학계와 공동으로 대규모의 장기적인 연구를 수행할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다.


* 본 내용은 필자의 의견으로 TTA의 의견과 다를 수 있습니다.

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