소형 초고속해상무선통신망 송수신기 성능 검증 방안에 관한 연구

A Study on the Performance Verification Method of Small-Sized LTE-Maritime Transceiver

해양사고 예방 지원을 목표로 해양수산부 주도의 지능형 해상교통정보서비스가 지난 21년 1월부터 시작되었고 그동안 이용이 제한되었던 3톤 미만 선박까지 확대하기 위해 개발·추진되는 소형 초고속해상무선통신망(이하 LTE-M) 송수신기의 성능 검증 방안에 대해 연구하였다. 국내 해양 사고의 약 30%가 3톤 미만의 선박에서 발생되고 있기 때문에 소형 선박 전용의 송수신기 개발을 통한 해양안전 사각지대 보완이 필요하다. 소형 LTE-M 송수신기는 연안에서 조업 활동이 활발한 어선과 육지 인근의 수상레저기구 등을 대상으로 적용될 수 있다. 따라서 실제 송수신기가 설치·이용되는 환경을 고려하여 충분한 성능 및 안정적인 통신 품질 제공 여부를 검증하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 LTE-M 망의 통신품질 요구 기준과 해양수산부의 소형 송수신기 성능 요구 기준을 검토해보고, 소형 송수신기의 성능을 적합하게 평가할 수 있는 시험 방안을 제안하였다. 제안한 시험 방안은 해양 사고 빈도가 높은 6개 실해역 노선을 대상으로 타당성을 검증하였으며, 소형 송수신기 다운링크 및 업링크 전송속도가 각각 9Mbps 이상 및 3Mbps 이상의 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한 커버리지 분석시스템을 활용하여 집중관리구역(0~30km) 및 관심구역(30~50km)에서 각 95% 이상 및 100%의 커버리지를 확인하였다. 본 논문에서 제안한 성능 평가 방안 및 시험 결과는 송수신기의 성능 검증을 위한 참고 자료로 활용되어 정부가 추진하는 바다 내비게이션 서비스 및 소형 송수신기의 보급 및 확산에 기여할 것으로 기대된다.

This study evaluated the performance test of a small-sized LTE-Maritime(LTE-M) transceiver that was developed and promoted to expand the use of intelligent maritime traf ic information services led by the Ministry of Oceans and Fisheries with the aim of supporting the prevention of maritime accidents. Accoriding to statistics, approximately 30% of all marine accidents in Korean water occur with ships weighing less than 3 tons. Therefore, the blind spots of maritime safety must be supplemented through the development of small-sized transceivers. The small transceiver may be used in fishing boats that are active near coastal waters and in water leisure equipment near the coastline. Therefore, verifying whether sufficient performance and stable communication quality are provided is necessary, considering the environment of their real usage. In this study, we reviewed the communication quality goals of the LTE-M network and the performance requirements of small-sized transceivers suggested by the Ministry of Oceans and Fisheries, and proposed a test plan to appropriately evaluate the performance of small-sized transceivers. The validity of the proposed test method was verified for six real-sea areas with a high frequency of marine accidents. Consequently, the downlink and uplink transmission speeds of the small-sized LTE-M transceiver showed performances of 9 Mbps or more and 3 Mbps or more, respectively. In addition, using the coverage analysis system, coverage of more than 95% and 100% were confirmed in the intensive management zone (0-30 km) and interesting zone (30-50 km), respectively. The performance evaluation method and test results proposed in this paper are expected to be used as reference materials for verifying the performance of transceivers, contributing to the spread of government-promoted e-navigation services and small-sized transceivers.