SEAMCAT(Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool)은 통신 시스템 간에 발생할 수 있는 간섭 영향을 분석하는 도구로서 현재 널리 사용되고 있다. 이전 논문 [9]에 따르면 기존의 SEAMCAT에 ITU-R P.526 경로 손실 모델을 추가하여 지표 고도 정보를 반영한 간섭 분석 연구를 수행한 바가 있다. 이때 간섭 분석 대상 지역을 보여주기 위하여 구글 맵에 기반한 지형 디스플레이 기능도 함께 추가하였다. 하지만 구글 맵은 2차원 지도 형태로 실제 지형의 형태를 보여주지 않기 때문에 사용자가 해당 지역의 지표 고도 변화 등의 지형 특성을 파악하는데 효과적이지 않았다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해 3차원으로 지형을 보여주는 구글 어스(Google Earth)의 API 기능을 활용하여 입체적으로 지형을 보여주면서 부가적으로 분석 대상 통신 시스템의 위치 표시, 위치에 따른 전계 강도나 간섭 강도의 변화, 음영 지역 표시, 가시 분석을 함께 표시할 수 있는 기능을 SEAMCAT에 추가하였으며, 이를 사용한 간섭 분석 사례를 제시하였다.
SEAMCAT(Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool)은 통신 시스템 간에 발생할 수 있는 간섭 영향을 분석하는 도구로서 현재 널리 사용되고 있다. 이전 논문 [9]에 따르면 기존의 SEAMCAT에 ITU-R P.526 경로 손실 모델을 추가하여 지표 고도 정보를 반영한 간섭 분석 연구를 수행한 바가 있다. 이때 간섭 분석 대상 지역을 보여주기 위하여 구글 맵에 기반한 지형 디스플레이 기능도 함께 추가하였다. 하지만 구글 맵은 2차원 지도 형태로 실제 지형의 형태를 보여주지 않기 때문에 사용자가 해당 지역의 지표 고도 변화 등의 지형 특성을 파악하는데 효과적이지 않았다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해 3차원으로 지형을 보여주는 구글 어스(Google Earth)의 API 기능을 활용하여 입체적으로 지형을 보여주면서 부가적으로 분석 대상 통신 시스템의 위치 표시, 위치에 따른 전계 강도나 간섭 강도의 변화, 음영 지역 표시, 가시 분석을 함께 표시할 수 있는 기능을 SEAMCAT에 추가하였으며, 이를 사용한 간섭 분석 사례를 제시하였다.
Currently, SEAMCAT has been widely used as a tool to evaluate the effects of interference among wireless communication systems. In the previous work, we have incorporated the ITU-R P.526 pathloss model to the existing SEAMCAT in order to support the capability of interference evaluation taking into ...
Currently, SEAMCAT has been widely used as a tool to evaluate the effects of interference among wireless communication systems. In the previous work, we have incorporated the ITU-R P.526 pathloss model to the existing SEAMCAT in order to support the capability of interference evaluation taking into account any specific terrain characteristics. Along with this, we have implemented a terrain display function based on the Google map. However, the two-dimensional Google map based display is not effective in helping users to figure out some terrain features including the elevation variation in a given region. In order to alleviate this difficulty, we have incorporated the three-dimensional terrain display using the API of the Google earth to the existing SEAMCAT and provided the capability of viewing the positions of the associated communication systems, the variation of the carrier intensity and interference intensity in location, shadow region indication, and line-of-sight analysis and presented an example of interference evaluation.
Currently, SEAMCAT has been widely used as a tool to evaluate the effects of interference among wireless communication systems. In the previous work, we have incorporated the ITU-R P.526 pathloss model to the existing SEAMCAT in order to support the capability of interference evaluation taking into account any specific terrain characteristics. Along with this, we have implemented a terrain display function based on the Google map. However, the two-dimensional Google map based display is not effective in helping users to figure out some terrain features including the elevation variation in a given region. In order to alleviate this difficulty, we have incorporated the three-dimensional terrain display using the API of the Google earth to the existing SEAMCAT and provided the capability of viewing the positions of the associated communication systems, the variation of the carrier intensity and interference intensity in location, shadow region indication, and line-of-sight analysis and presented an example of interference evaluation.
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문제 정의
이를 통해 임의의 송수신기 시스템을 직선으로 잇는 가시 경로의 지표 고도 정보를 반영하여 경로 손실을 계산할 수 있었다. 본 연구에서는 여기에 덧붙여 지형을 3차원으로 표시하고, 전계 강도나 간섭 강도 그리고 음영 지역 등을 3차원 지형에 덧입히는 형태로 표시함으로써 간섭 상황을 시각적으로 보다 명확하게 파악할 수 있는 기능을 구현하고자 한다.
하지만 구글 맵은 2차원 맵으로 지형의 고도 특성을 표시함에 있어 효과적이지 않았다. 이에 본 논문에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 구글 어스(Google Earth)의 API 기능을 토대로 지형을 입체적으로 표현할 뿐만 아니라 여기에 전계 강도나 간섭 강도 음영 지역 등을 오버레이 형태로 표시할 수 있는 기능을 구현하였다.
가설 설정
표 1에서 명시한 바와 같이 피간섭 시스템은 총 19개의 셀로 구성되는데, 이때 중앙에 있는 셀을 기준 셀(reference cell)로 설정한다. 현재는 피간섭원이 하향 링크로 동작하는 경우를 가정하고, 이때 수신기 역할을 하는 단말의 ACS(adjacent channel selection)는 20 dB로 하며, 송신기 역할을 하는 기지국의 방사 특성은 그림 5에 나타낸 바와 같이 설정하였다. 그리고 간섭 링크의 송신기가 사용하는 송신 마스크의 특성은 그림 6에 나타낸 바와 같이 설정하였다.
제안 방법
이 값은 일종의 신호 대 간섭 전력비(carrier to interference ratio)를 의미하는 것으로 간섭의 정도가 얼마인지를 정량적으로 나타내는 양이다. 그리고 그 값이 미리 정한 수준보다 낮게 나오는 경우를 간섭 상황(interference)이라고 규정하고, 전체 이벤트 횟수에서 간섭 상황이 몇 번 발생하는 가를 확인하여 간섭 확률을 계산한다. SEAMCAT이 채택하는 성능 평가 척도로는 간섭 확률(interference probability), 용량(capacity), 전송 효율(throughput) 등이 있다.
또한 그림 12는 가시 분석 기능을 실행했을 때 창에 표시되는 결과를 보여주고 있다. 그림에서 보는 바와 같이 송수신기를 직선으로 잇는 선을 표시하여 송수신기 사이에 가리는 장애물이 있는지 여부를 시각적으로 판정할 수 있게 하였다. 또한 이때 발생하는 경로 손실이 창의 상단에 있는 가시 분석 버튼 오른쪽에 표시된다.
논문에서 구현하려고 하는 3차원 디스플레이 기능에는 기본적으로 구글 어스에서 제공하는 3차원 지도 화면 표시 기능 이외에 통신 시스템의 위치 표시나 통신 시스템간의 직선 경로 표시, 그리고 원하는 신호의 강도, 원하지 않는 간섭 신호의 강도, 음영 지역 표시 등을 기존의 3차원 지도 화면에 3차원 이미지 형태로 추가로 기능이 필요한데, 이를 위해 본 논문에서는 구글 어스에서 제공하는 플러그 인(plug-in)과 그에 대한 API를 사용하여 이들을 구현하였다[11].
편의상 이를 간섭 시나리오 1,간섭 시나리오 2로 구분한다. 두 가지 간섭 시나리오에서 피간섭 링크는 OFDMA 시스템으로 설정하고, 간섭 링크는 SEAMCAT이 제공하는 기본 송수신 시스템으로 모델링하였다. 이때 피간섭 시스템과 간섭 시스템의 전송 관련 파라미터는 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이 설정한다[12].
먼저 지형을 3차원으로 표시하기 위해 구글 어스(Google earth)를 사용하는 방식을 선택하였다. 지형을 3차원으로 표시하기 위한 방법으로 OpenGL이나 ArcGIS와 같은 도구를 사용하는 방법과 구글 어스를 사용하는 방법이 있는데, 전자의 방법은 별도로 지도 정보를 구축해야 하기 때문에 넓은 지역에 적용하기에는 비용과 시간 부담이 매우 크다는 단점을 갖고 있다.
그러나 구글 맵은 2차원의 지도로서 지표면의 고도 특성 등을 효과적으로 표현하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 구글 어스(Google Earth)의 API 기능[11]을 토대로 항공 사진 형태의 지형 디스플레이 기능을 3차원으로 구현하고 여기에 통신 시스템의 위치, 전계 강도나 간섭 강도, 음영 지역을 표시하고 가시 거리 확보를 확인할 수 있는 기능을 함께 제공함으로써 사용자가 지형 특성과 간섭 분석 결과를 시각적으로 편리하게 파악할 수 있게 하였다.
또한 이 창에서 추가적으로 4가지 기능을 제공하는데, 그 중 3가지는 시뮬레이션의 최종 이벤트에서 산출한 전계 강도, 간섭 강도, 음영 지역을 표시하는 기능이고, 나머지 기능 하나는 가시 분석이라고 하는 것으로 사용자가 설정한 임의의 송신기 위치와 수신기 위치를 토대로 두 시스템 사이에 가시 경로가 확보되는지 여부를 보여주고, 두 시스템 사이에 발생하는 경로 손실을 출력하는 기능이다. 전계 강도, 간섭 강도, 음영 지역을 표시할 때는 색깔을 사용하며 이들 색깔을 해당 위치의 지표면에 칠하는 형식으로 처리함으로써 지형과 이들 양들을 입체적으로 표시할 수 있도록 하였다. 현재 그림 3은 간섭 링크와 피간섭 링크를 구성하는 송수신기의 위치만을 표시한 것을 보여주고 있다.
지표 고도의 변화 형태에 따라 간섭 영향이 어떻게 달라지는지를 보여주기 위하여 두 가지 종류의 간섭 시나리오를 상정하였다. 편의상 이를 간섭 시나리오 1,간섭 시나리오 2로 구분한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
SEAMCAT란 무엇인가?
SEAMCAT(Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool)은 통신 시스템 간에 발생할 수 있는 간섭 영향을 분석하는 도구로서 현재 널리 사용되고 있다. 이전 논문 [9]에 따르면 기존의 SEAMCAT에 ITU-R P.
주파수 이용 효율을 높이기 위한 방법 중 주파수 관리 차원의 해결 방법은 무엇인가?
주파수 이용 효율을 높이기 위한 방법으로는 여러 가지가 있지만 주파수 관리 `차원의 해결 방법은 복수의 통신 서비스가 동일 대역 혹은 인접 대역에서 효율적으로 공존할 수 있도록 주파수를 할당하는 방안을 모색하는 것이다. 바꾸어 표현하면 이들 시스템 간의 간섭이 일정 수준 이하가 되도록 주파수를 배치하되 가능한 한 많은 시스템이 주파수를 공유할 수 있도록 하는 것이다. 그러므로 이를 위해서는 다양한 통신 시스템간의 간섭을 분석할 수 있는 도구를 확보하는 것이 필수적이다.
SEAMCAT은 분석 대상 시스템을 어떻게 구분하는가?
SEAMCAT은 분석 대상 시스템을 피간섭 링크(victim link)와 간섭 링크(interfering link)로 구분하고, 이들 개별 링크를 구성하는 송신기, 수신기의 특성 및 이들의 위치 그리고 전파 모델 등을 설정할 수 있는 기능을 갖고 있다. 이때 피간섭 링크의 송신기를 Wt(Wanted transmitter)라고 하고, 수신기를 Vr(Victim receiver)라고 부른다.
참고문헌 (12)
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