주파수 부족이 점차 심화되는 환경에서 주파수 분배 및 할당 정책 수단을 통하여 한정된 전파 자원을 보다 효율적으로 사용하는 것은 전파 정책의 당면한 과제이다. 본 논문은 특히 역사적 경험을 토대로 용도별 주파수 분배의 경제적 부가가치를 추산함으로써, 주파수 용도의 경제성에 비례적인 주파수 분배의 우선 순위 결정을 제언하고 있다.
2003년 $6.9{\sim}7.4$ 기간동안 제네바에서 열렸던 세계전파통신회의에서는 5GHz대역 무선랜용 주파수 분배 위성DMB 주파수 이용 기준, 성층권통신시스템(HAPS)용 주파수 추가분배 등 총 50여개 의제를 다루었으며 우리나라의 입장이 크게 반영되는 분배 결과를 이루었다. 본 논문에서는 5GHz대역 무선랜 주파수 분배를 중점적으로 기술하며 위성DMB 및 성층권통신시스템, IMT-2000 이후 시스템 주파수 발굴에 대해 간단히 언급한다.
2000년에 개최된 세계전파통신회의에서는 차기 회의까지 글로벌 환경에서의 고밀도 고정위성업무를 위한 주파수 분배에 대한 연구를 의제로 결정하였다. 이후 ITU-R 회의에서는 17.3GHz 대역 이상의 주파수 대역에서 HDFSS에 적합한 주파수 대역을 연구하고 있는 중이다. 본 고에서에서는 국내 주파수 분배를 고려하여 적절한 HDFSS 주파수 대역을 고찰하고, 외국의 주파수 분배 현황에 대해 비교 검토하였다.
본 연구는 700MHz 대역 주파수 분배안 확정과 관련하여 지상파 방송과 이동통신 분야에서 주장하는 바에 대하여 소비자들이 그 효과를 얼마나 인식하고 있으며, 어느 분야에 분배하는 것을 더 지지하고 있는가를 살펴보았다. 연구 결과 첫째, 소비자들은 700MHz대역 주파수를 방송분야와 이동통신분야 각각에 대해 분배하는 것이 긍정적 효과와 부정적 효과가 모두 있다고 인식하고 있었다. 둘째, 700MHz대역 주파수 분배안 정책에 대한 소비자의 지지도를 살펴본 결과 방송과 이동통신 두 분야 모두에 분배해야 한다고 응답한 비율이 43%로 가장 높아 정부의 700MHz 주파수 분배정책은 소비자 측면에서 볼 때 바람직하게 분배되었다고 볼 수 있었다. 이 연구는 700MHz대역 주파수 분배정책과 관련하여 방송과 이동통신의 특정 분야의 입장에 치우치지 않고 중도적인 입장에서 소비자의 인식을 조사한 것에 연구의 의의가 있다.
10 GHz까지 동작하는 주파수 1/2 분배기와 주파수 1/4 분배기를 설계하였다. 회로에 사용된 설계 방법은 단일 위상 분주 방식이다. 단일 위상 분주 방식 분배기는 단 하나의 클럭 신호만을 필요로 하고 회로를 구성하는 소자도 크기가 작은 능동 소자로 이루어져 구조가 매우 간단한 장점이 있다. 측정을 통하여 바이어스 전압이 높아질수록 free running 주파수와 동작 주파수 영역이 높아짐을 확인할 수 있었다. 주파수 1/2 분배기와 주파수 1/4 분배기 회로에 바이어스 전압 $3.0{\sim}4.0V$, 입력 파워 16 dBm, 오프셋 전압 $1.5{\sim}2.0V$, 10 GHz 입력 신호를 가했을 때 입력 주파수의 1/2, 1/4에 해당하는 5 GHz, 2.5 GHz의 출력 신호를 각각 얻을 수 있었다. 주파수 1/2 분배기의 레 이 아웃 크기는 $500{\times}500 um^2$이고 측정용 패드와 연결 부분을 제외한 순수한 레이아웃 크기는 $50{\times}40 um^2$이다.
본 논문은 스위칭 주파수 스펙트럼 분석에 기반한 모듈형 병렬 양방향 DC-DC 컨버터의 전류분배 제어방법을 제안한다. 병렬 DC-DC 컨버터 각 모듈의 전류분배 균일도 향상은 동작안정성 확보, 효율 및 신뢰성 향상을 위해 매우 중요한 요소이다. 드룹 제어의 적용을 통해 별도의 통신연결 없이 각 병렬모듈간 전류 분배량 제어가 가능하지만, 선로 저항의 차이나 측정 소자의 편차가 발생할 경우 각 모듈간 균일한 전류분배가 어려운 문제가 존재한다. 각 모듈간 전류분배를 위해 각 개별모듈의 입력 전류에 존재하는 스위칭 주파수 성분만을 분석하여 병렬 모듈 사이의 전류분배 차이를 검출하고, 그 차이를 최소화 하도록 드룹 이득을 단계적으로 조절하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 제어 알고리즘은 에너지 저장장치와 연계된 380V급 DC 배전 시스템 모델을 대상으로 검증하였다.
본 연구에서는 5㎓대역에 대한 각국의 전파 이용 현황, 주파수 및 국내외 정책동향을 분석하였으며, 각국의 초고속 무선접속 시스템에 대한 기술기준 내용과 5㎓대역의 ISM대역에 대한 주파수분배 내용을 연구하였다. 또한 초고속 무선접속시스템을 추진하기 위한 소요대역폭의 계산, 주파수 공유기법과 주파수의 효율적 이용 방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구 내용을 바탕으로 5㎓초고속 무선접속시스템을 위한 주파수 확보 방안을 제시하여, 국내 주파수 정책 수립에 필요한 논리적인 근거를 마련함과 동시에 5㎓대역에 대한 주파수 분배 방안을 제시하였다.
본 논문에서는 국내 지상파 UHD 방송서비스를 위한 주파수 분배방안을 제시하였다. 특히 최근 방송, 통신, 공공분야에서 각각 UHD 방송, 차세대이동통신 및 통합공공 등의 용도로 분배를 요구하고 있는 700MHz 주파수 대역에서의 분배방안을 연구하였다. 연구의 방법으로는 각각의 수요에 대해 관련 자료들의 조사를 통하여 방송 및 통신 수요에 대한 타당성 등의 분석이 이루어졌으며, 이를 기반으로 UHD 방송용 주파수 분배방안을 도출하였다. 주요 결론으로는 700MHz 대역 내에 기 분배된 공공재난통신용 주파수 10MHz 2개 대역을 고려한 지상파 UHD 방송을 위한 9개 채널과 보호 대역을 제안하였다.
국제전기통신연합(ITU)에서는 7375-7750 MHz/8025-8400 MHz 대역(X 대역) 해상이동위성업무의 추가 주파수 분배를 세계전파통신회의(WRC-15) 연구 의제로 채택하여 주파수 분배에 대한 기술적, 규정적 방안을 연구하고 있다. 새로운 업무의 주파수 분배를 위해서는 동일 및 인접 대역에 이미 운용되고 있는 기존 업무와의 주파수 간섭 평가 및 공유 방안 연구를 통해 기존 업무들을 보호해야 하며 업무들 간 양립성이 보장되어야 한다. 본 논문에서는 ITU-R에서 연구된 X 대역 해상이동위성업무 주파수 분배 연구 동향 및 현재까지의 주파수 분배 연구 결과를 바탕으로 2015년 11월에 개최될 WRC-15에서 본 의제에 대한 우리나라 대응 전략 수립을 위한 고려사항들을 분석하였다.
본 논문에서는 K-Band에서 동작하는 1/2 주파수 분배기를 130 nm CMOS 공정을 이용하여 설계하고 제작한 결과를 보인다. 피드백 방식의 밀러 주파수 분배기는 20~25 GHz에서 동작하며 바이어스 전압 1.2 V에서 7.2 mW의 전력을 소모하고 코어 회로의 레이아웃 크기는 $315{\times}246\;um^2$이다. 밀러 주파수 분배기의 출력 신호를 2분 주시키기 위한 CML(Current Mode Logic) 주파수 분배기는 8.5~13 GHz에서 동작하며 5.7 mW의 전력을 소모하고, 코어 회로의 레이아웃 크기는 $91{\times}98\;um^2$이다. 또한 두 주파수 분배기를 결합하여 20~25 GHz의 입력 신호가 4분주되어 출력됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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