미국에서는 차세대 DSRC로 5.9GHz DSRC의 규격을 개발하고 있으며 이를 통해 매우 다양한 ITS 서비스를 제공하려고 한다. 이미 FCC에서는 75MHz의 주파수를 분배하였으며 교통성 주관으로 관련 표준화 작업이 진행되고 있다. 본 논문에서는 5.9GHz DSRC의 주파수 및 관련 기술에 대해서 연구$\cdot$분석하였다.
Tera 대역으로 일반적으로 여겨지는 300 ~ 3000GHz 대역을 이용하여 무선 근거리 개인 영역 통신 (WPAN) 에서 20~40Gbps 급의 데이터 통신을 하기 위한 국제 표준화가 현재 IEEE802.15표준화 그룹에서 진행 중이다. 본 논문에서는 표준화의 진행 상항과 더불어 테라 대역의 주파수 할당, 물리계층에서 테라 대역을 이용하여 WPAN이 가능하기 위한 요소 기술로서 빔포밍 기법에 대하여 정리한다. 주파수 할당은 비허가 주파수 대역의 가능성 여부 및 시기 등에 대하여 지난 수년간 테라 대역과 관련되어 ITU에서 발표된 문서들을 요약한다. 테라 대역에서 WPAN을 위한 물리계층의 요소 기술로서는 테라 대역의 주파수 특성인 전파의 직진성 및 거리에 따른 전력 감쇄를 극복하기 위하여 저전력 빔포밍 기술에 대하여 소개한다. 본 논문은 향후 약 5년 후에 표준화가 완성될 것으로 예상되는 시점에서 국내의 통신 관련 연구자에게 초고속 데이터 통신을 가능하기 위한 테라 대역 WPAN시스템을 준비하는데 있어서 유용한 자료로서 사용될 수 있을 것이라 여겨진다.
고전압 전원공급기를 고 밀도로 제작하기 위하여 고 주파수 동작을 시켜야 한다. 이에 따라 전원 공급기에서 최대의 부피를 차지하는 부품인 변압기는 원하는 주파수에서 최소의 부피로 충분한 전력을 수강하면서 완벽한 펄스재현을 하여야 한다. 그리고 승압비를 일정수준으로 유지하여야 한다. 이러한 변압기의 설계 및 제작 시 주의하여야 한다. 진행파관 증폭기용 고밀도 고전압전원공급기용 고주파수, 고전압, 펄스 변압기 변압기를 설계, 제작 시험하였다. 변압기의 스윗칭 주파수는 80 kHz 이며 입력전압은 265 Vdc이고 출력전압은 4kVdc 이다. 변압기의 정상 출력은 1.7 kW이다. 그리고 최대부피는 $200\;cm^3$ 이하가 되어야 한다. 본 논문에서는 다양한 권선 방법에 의하여 제작된 변압기에 대하여 변압기의 설계 및 시험절차가 제시되었다. 그리고 변압기의 누설 인덕턴스, 분포 케페시턴스 및 공진 주파수도 측정하여 평가하였다.
본 연구는 주기적 강제 진동이 가해지는 표면의 액적 모드 특성과 표면에 놓인 액적의 제거에 대한 조건을 실험적으로 이해하는 것을 목적으로 하고 있다. 액적의 거동을 명확하게 관찰하기 위해 아크릴 표면에 Teflon 코팅을 진행하여 접촉각을 높였고, 히스테리시스는 25도 이내로 진행하여 액적의 거동이 보다 쉽게 진행되도록 하였다. 본 실험은 먼지가 적은 청정실에서 실험이 진행되었다. 제작된 소수성 표면에 놓인 액적의 실제 공진 주파수를 예측하기 위해 이론 및 실험적 해석을 통해 두 접근방법의 타당성을 파악하였으며, 두 개의 초고속카메라를 액적의 상면과 측면에 설치하여 2가지 측면에서 액적의 다양한 형상 변형 특성- 모드 형상, 분리, 미소 액적의 발생, 그리고 좌우 비틀림의 특성을 관찰하였다. 이론 값 비교결과 실제 공진 주파수 값들의 차이가 약 18% 이하로 관찰되었으며, 이러한 차이는 접촉선 마찰, 비선형 벽 고착, 실험의 불확실성 등에 가장 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 사용된 스피커에 상대적으로 낮은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 고정된 상태에서 좌우 대칭적인 액적 형상진동이 나타났다. 반면, 높은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 비고정된 상태가 되면서 더 활발한 형상 진동이 나타났다. 가진 주파수가 모드 주파수와 일치할 경우에는 액적의 로브 크기가 주변부 주파수 일 때 보다 비교적으로 컸으며, 같은 전압을 인가 할 경우, 표면에 놓인 액적의 미소 액적 발생 및 완전한 제거는 2차 모드에서만 진행되는 것을 실험을 통해 규명하였다.
경제적 가치가 급증하고 있는 주파수자원은 유한하므로 이를 보다 효율적으로 배분하는 것이 전파관리의 중요한 과제가 되고 있다. 특히, 지나치게 높은 수준의 주파수 할당대가는 초기 투자비용을 증대시켜 경쟁력 있는 시장 형성과 원활한 서비스 제공을 저해하는 요소가 되며, 이에 따라 소요되는 비용은 소비자 요금으로 부당하게 부과될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 주파수 이용대가를 국가별로 비교하여 현재 우리나라의 주파수 할당대가 수준을 분석하고자 한다. 세계적으로 주파수 할당대가의 산정방법은 IMT-2000의 사업자 선정을 계기로 크게 비교심사제도와 경매제도로 나누어 진행되어오고 있으며, 방법에 따라 주파수 이용대가의 결과는 다양하게 나타났다. 본 논문에서는 ITU, OVUM, OSIPTEL 자료를 바탕으로 약 30개 국의 IMT-2000 주파수 할당대가 산정 결과를 분석하고자 한다. 또한 주파수 할당대가 산정 시 영향을 미치는 요인을 관련 선행연구를 토대로 선정하여 회귀분석을 실시하고자 한다.
광대역 기술을 적용한 재난통신망 구축에 대한 관심이 증가함에 따라 이에 필요한 주파수 자원 확보에 관해서도 활발한 논의가 진행되고 있다. 미국, 유럽 등 주요국을 중심으로 LTE를 이용한 광대역 시스템용 주파수가 분배가 논의되고 있고, 국제 조화 주파수 대역을 결정하는 ITU-R에서도 광대역 PPDR 주파수 대역 분배를 논의 중에 있다. 재난통신용 주파수 대역 선정을 위해서는 재난통신용도의 활용 적합성이 우선적으로 고려되어야 하고, 경제적 망 구축 가능성, 국제적 조화 주파수 여부, 적기 활용 가능성 등이 검토되어야 한다. 이러한 사항을 고려할 때 국내에서 활용 가능한 대역으로는 700MHz 대역이 가장 적합한 후보대역으로 판단된다. 주파수 활용이 평시, 재난시에 따라 크게 변하는 재난통신용 트래픽 특성을 고려할 때 평시의 효율적 주파수 활용방안 강구가 필수적이다. 이에 따라 철도, 연안선박 광대역 서비스 등과 연계하여 재난통신망 주파수의 이용 효율성을 증대할 뿐만 아니라 공공 사물인터넷 등 다양한 공공용 서비스 개발이 필요하다.
해외 주요국들은 원활한 모바일 브로드밴드 환경 구축 및 서비스 보급을 위한 주파수 확보와 할당을 적극적으로 추진하고 있는 상황이다. 특히, 모바일 브로드밴드 보급을 국가적 전략 목표로 세우고, LTE 서비스 활성화를 위해 digital dividend 대역을 포함한 4G 주파수 경매를 완료하였거나 진행 중에 있다. 한편 우리나라는 2011년 8월에 최초로 주파수 경매를 실시하였으며, 주파수 수요조사 미흡 및 과열경쟁, 경매 방식에 따른 승자의 저주 등 여러 가지 문제점들이 제기되었고, 이에 대한 개선 방안 마련이 필요하다. 또한 2012년 디지털 방송 전환으로 인한 700MHz 주파수 대역에 대한 경매 이슈가 주요 쟁점이 되고 있다. 따라서 본고에서는 원활한 4G 서비스 전개 및 효율적인 주파수 할당을 위해서 국내 주파수 경매제도에 대한 개선방안 마련을 목표로 하여, 해외 주요국들의 4G 주파수 경매 할당 동향을 비교, 분석하고, 주요 이슈를 도출하였다. 도출된 결과는 향후 국내의 성공적인 주파수 경매제를 위한 운영방안 마련에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
위성 탑재체 제조 산업은 기초 과학이 뒷받침된 초정밀 기계 공학, 첨단 전자 기술, 극한 환경 기술 및 신소재 공학 등과 같은 첨단 산업의 집합체라 할 수 있다. 현재 미국을 비롯한 서구 선진국에서 진행중인 탑재체 기술동향을 보면, 폭발적으로 증가하는 위성수에 따라 위성 궤도가 부족하고 주파수 자원이 고갈되고 있는 상황에서 통신 위성의 효율성과 성능을 향상시킬 수 있는 신호처리 탑재(OBP) 위성과 통신기능을 포함한 다양한 기능을 가진 복합위성 개발이 진행되고 있으며 주파수 대역의 포화와 광대역 멀티미디어 서비스 제공 등을 위해 보다 높은 주파수의 준 밀리미터파 대역(Ka 대역) 위성 개발이 활발히 이루어지고 있다. 국내에서는 현재, 2008년 발사를 목표로 마이크로스위치 매트릭스(MSM)가 탑재되어 빔간 스위칭이 가능하도록 설계된 통신해양기상위성(COMS)용 통신 탑재체(SACOM) 개발이 진행중이다. 국내의 위성탑재용 RF 부품분야는 1990년부터 위성 중계기 시스템의 기본적인 설계, 조립, 종합화, 시험기술을 바탕으로 통신위성 탑재체용 초고주파 부품을 개발하여 왔으며, 2000년대에는 Ku 대역(12/14GHz) 및 Ka 대역(20/30GHz) 기술인증모델(EQM) RF 부품을 성공적으로 개발하였다. 이를 바탕으로 통신해양기상위성 통신탑재체용 Ka 대역 RF 부품이 현재 우주인증 모델(QM)의 개발이 완료되었으며 비행 모델(FM) 개발이 진행중이다.
현재 디지털 주파수공용통신시스템(Trunked Radio System: TRS)에 대한 표준화가 진행되고 있다. 기존의 아날로그 TRS에 대한 표준화가 무산된 경험이 있는 국내 실정에서는 표준화를 진행하면서 이에 필요한 각 시스템(모토롤라의 IDEN, 지오텍스 FHMA, 에릭슨의 EDACS PRISM)에 대한 특성과 시스템의 구성에 대하여 살펴보았으며, 또한 미국, 유럽 일본에 추진하고 있는 디지털 TRS의 표준화 동향에 대하여 조사하였다. 이들 디지털 TRS에 대한 기술 동향을 살펴보고 디지털 TRS에 대한 표준화에 도움이 되고자 한다.
본고에서는 IEEE 802.19 무선 상호공존(Wireless Coexistence) 워킹그룹(Working Group)의 구성 및 역할, TV 우휴대역 주파수 공유 시스템간 상호공존 표준기술 및 현재 논의가 진행중인 일반허가접속(General Authorized Access) 주파수 공유시스템간 상호공존 표준기술과 자동차 환경에서의 주파수 공유시스템간 상호공존 표준기술을 소개하고, 비면허대역 LTE(Long Term Evolution)와 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN) 시스템과의 주파수 공유 등의 무선상호공존 이슈들과 관련 표준화 동향에 대해 알아본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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