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TACAN/DME 비콘과 Link-16 지상국 간의 간섭분석 방법
Methodology of Interference Analysis Between TACAN/DME Beacons and Ground-based Link-16 Terminals 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.20 no.1 = no.76, 2016년, pp.45 - 52  

서경환 (강남대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 항행안전시설 주파수와 Link-16(전술데이터링크) 간의 주파수 공유를 위한 간섭분석 방법 및 수치계산 과정을 제시하고 고찰한다. 상호운용성의 기준을 유도하기 위해 주파수 간섭분석 알고리즘 및 간섭 영향의 유무 판단에 필요한 신호-대-간섭 전력비인 보호비의 산출 과정을 기술한다. 또한 VHF-UHF 대역의 전파경로 예측모델인 ITU-R Rec. P.1546을 기반으로 무선시스템의 수신전력 계산 방법을 제시하였다. 시스템 링크 계산을 기반으로 실제 TACAN/DME 비콘과 Link- 16 지상단말기 간의 상호 운용성 보장에 요구되는 수신전력 또는 이격 거리를 구하는 방법과 실제 현장 평가를 위한 적용을 고찰하였다. 결과적으로 제시된 현장시험 구성 및 간섭분석을 적용하면 기존 시스템과의 상호운용성 판단에 용이한 수단이 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the method of interference analysis and its simulation have been suggested for the frequency sharing between aeronautical radio navigation systems and Link-16 platforms. In order to get the criteria for interoperability, the algorithm of interference analysis and protection ratio are ...

주제어

#Frequency interference   #Link-16   #Minimum coupling loss   #Protection ratio   #TACAN/DME  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 먼저 가시선(LOS) 환경의 DME와 Link-16 간의 간섭분석 사례로 그림 8에서는 Link-16과 DME 간의 거리 2 NM, 주파수 969 MHz에 대해 나타내었다. DME 수신기에서 최대 허용 수신 레벨을 기준으로 Link-16 단말기가 어느 정도의 거리 이 격차에 상호운용성이 확보되는지를 확인하고자 한다. 식 (11)의 수신 전력에서 자유공간 손실이 거리의 함수로 표현되기 때문에 수신기에 영향을 주지 않은 최소 이격 거리를 산출할 수 있다.
  • 본 논문에서는 주파수 960 ~ 1215 MHz 대역에서 항행안전시설 주파수와 미군의 전술데이터링크인 Link-16 간의 주파수 공유를 위한 간섭분석 방법 및 수치계산 과정을 제시하고 고찰한다. 이를 위해 주파수 간섭분석 알고리즘, 간섭 영향의 유무를 판단하는 신호-대-간섭 전력비, 보호비의 도출 과정을 기술한다.
  • 본 논문에서는 주파수 960-1215 MHz 대역을 이용하는 항공기 항행안전시설과 Link-16 JTIDS (joint tactical information distribution) / MIDS (multifunctional information distribution system) 간의 주파수 공유에 따른 간섭분석 방법 및 상호운용성 확보를 위한 사례를 고찰하였다. 먼저 주파수 간섭 종류, 간섭분석 알고리즘 및 시스템 링크계산 방법을 기술하였으며, 그리고 간섭이 존재하는 무선망에서 피해 수신기 입력에 요구되는 신호-대-간섭 전력비인 보호비를 설명하고, 이를 도출하는 과정 및 주파수 조정 절차에 대해 서술하였다.
  • 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 가시선 환경에서 전파의 자유공간 손실 Lp는 가역성 지닌다는 것을 이용하는 것이다. 환언하면 그림 9에서 DME 지상 단말기에서 송신하고, Link-16 지상 단말기에서 수신한다면 수신된 전력은 두 시스템 변수로부터 계산이 가능하다.

가설 설정

  • 2. Concept of protection ratio.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TSDF 레벨이란 무엇인가? 즉, 상호 운용성을 보장하기 위해서는 Link-16은 사전에 정의된 지리적 구역 (GA: geographic area) 내에 시간슬롯점유율 (TSDF: time slot duty factor)이 최대 허용 값 이내로 항상 유지해야 함을 전제로 한다. TSDF 레벨은 항공운항에 관련된 통신 시스템과 Link-16간의 다양한 시험을 통해 도출된 값(%)으로 항공운항 안전에 영향을 주지 않는 중요한 인자이다. 만약 Link-16이 규정된TSDF 레벨을 초과하게 되면 항공운항 안전에 문제를 유발할 수 있는 가능성을 내포하고 있다[5].
주파수 공유는 어떠한 조건하에 허락되는가? 최근 정보통신 기술의 발달 및 무선 환경하의 다양한 응용으로 인해 VHF ~ UHF 대역 (30MHz ~ 3000 MHz)에서의 주파수 이용율은 급속도록 증가하고 있다. 이러한 한정된 주파수자원을 효율적 활용을 위한 방안의 하나로 주파수 공유가 있으며, 이는 상이한 서비스간에 요구되는 서비스품질을 만족하는 조건 하에 운용을 허락한다[1].
주파수 간섭분석의 기술적 접근방법은 무엇이 있는가? 한편 이종 시스템 간의 주파수 양립성을 판단하기 위해서는 주파수 간섭분석을 통한 시스템 성능분석이 수반되어야 한다. 이를 위한 간섭분석의 기술적 접근은 고전적 방법과 통계적방법이있다[6],[7]. 전자는 최소결합손실(MCL; minimum coupling loss)으로 정적 환경에서 최악의 경우에 대해 적용하는 것이며, 후자는 동적환경에서 확률밀도의 무작위 변수에 대한 통계적 기법을 적용하는 몬테 카르로 (Monte Carlo) 방법으로 시스템의 입력변수들을 정확히 규정한다면 충분한 표본들을 취함으로써실제시스템의 시뮬레이션이 될 수있다.
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참고문헌 (14)

  1. ITU homepage. Available: http//www.itu.int/ITU-R. 

  2. J. G. Bae, The efficient management method for near aeronautical frequency band, CNS Today, pp. 26-30, Dec. 2014. 

  3. K. W. Suh, Consideration for assuring interoperability of aeronautical safety facility between civil and military in 960-1,215 MHz, CNS TODAY, pp. 8-15, June 2015. 

  4. MNWG, Common Frequency Clearance Criteria, The Multi National Working Group Steering Committee, Issue 3, 30th Oct. 2012. 

  5. MNWG, Link 16 JTIDS/MIDS Spectrum, MNWG 2014, 5 May, 2014. 

  6. ITU, ITU-R Rec. SM.337, Frequency and distance separations, SM Series, Geneva, Switzerland, 1997. 

  7. ITU, Report ITU-R SM.2028-1, Monte Carlo simulation methodology for the use in sharing and compatibility studies between different radio services or systems, Switzerland 2001-2002. 

  8. K. W. Suh, "A generalized formulation of the protection ratio applicable to frequency coordination in digital radio relay networks," Radio Science, Vol. 42, RS1007, Feb. 2007. 

  9. R. L. Freeman, Radio System Design for Telecommunication 2nd ed. New York, NY: John Wiley & Sons, Inc., 1997. 

  10. ITU, ITU-R Rec. P.1546-4, Method for point-to-area prediction for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3000 MHz, Geneva, Switzerland, 2009. 

  11. K. W. Suh, "A study on compatibility analysis based on minimum coupling loss applicable to frequency coordination combined with geographic information," International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering , Vol. 8, No. 6, pp. 31-46, Nov. 2013. 

  12. K. W. Suh et al., A study on methodology of multi interference analysis for dynamic warfare environment, ADD(Korea), Technical Report, Dec. 2012. 

  13. ITU, ITU-R Rec. P.530-16, Propagation data and prediction methods required for the design of terrestrial line-of-sight systems, P series 2009. Geneva, Switzerland, 2015. 

  14. USA, DoD, Chairman of the joint chiefs of staff instruction: Link-16 spectrum deconfliction with the United States and possessions, CJCSI 6232.01B, 16 March 2001. 

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