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연안해역 전파환경의 분석과 운용개선 방안
A Plain on Operation Improvement according to the Analysis of Radio Field's Environment in Domestic Coastal 원문보기

한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회, v.9 no.1, 2005년, pp.1117 - 1124  

윤재준 (목포해양대학교) ,  김병옥 (한국해양수산연수원) ,  최조천 (목포해양대학교)

초록
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주파수 대역에 따른 전파의 전파환경은 현저하게 다르므로 통신환경도 VHF대는 직접파에 의하며 HF대는 대부분 전리층 반사파에 의한다. 우리나라 연근해역의 비SOLAS 선박들의 해상통신은 선박안전법 시행규칙에 의하며 선박들은 지정된 무선설비를 탑재 하여 통신을 수행하게 된다. 본 논문에서는 VHF 및 HF 무선전화에 의하여 해상통신을 수행하는 연근해 선박들의 통신환경을 조사하고자 전파환경 시뮬레이션 프로그램을 활용하여 분석하였다. 그리고 연안 선박들의 현행 무선설비 탑재기준에 맞추어 분석된 자료를 근거로 전파환경과 통신현황을 예측하였으며, 관련규정을 합리적으로 개선시켜 나가는 방안과 VHF 해안국간의 네트워크 통합에 대한 필요성을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The radio field environment is very different according to frequency band, therefore communication condition is equation that VHF is passed by direct radiation and HF is via reflect radiation in ionosphere. Load a ship according to the enforcement regulations of the ships safety act have specificate...

AI 본문요약
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제안 방법

  • SSB 통신권을 구하기 위한 전파환경 시뮬레이션 조건으로는 주파수 2, 123.4kHz, 해안국 송신기 출력 100W(50dBm), 동축 피뢰기손실 0.5dB, 해안국 커넥터 및 급전선손실 2.0dB, 해안국 안테 나이득 6dB 감안 유효복사전력은 53.5dBm, 선박 국 안테나 높이 10mz 선박국 급전선 손실 15m 기준 1.5dB, 이동국 피뢰기 및 커넥터 손실 각각 0.5dB, Fade 마진 90% 신뢰도 적용 8.18dB, 수 신한계 레벨 6〃V(15.563dB0V)를 기준으로 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 연안여객선 및 화물선과 통신을 운용하고 있는 해운조합의 무선국을 대상으로 하였다.
  • VHF 통신권을 분석하 위한 전파환경 시뮬레이션 조건으로는 주파수 156MHz, 해안국 송신기출 력 20W(43dBm)z 동축피뢰기 및 기지국 커넥터 손실 각각 0.5dB, 해안국 급전선손실 50m 기준 1.5dB, 해안국 안테나이득 6dB를 감안하여 유효 복사전력을 46.5dBm으로 하였으며, 선박국 안테 나 높이 10m, 선박국 급전선손실 15m 기준 1.5dB, 이동국 피뢰기 및 커넥터 손실 각각 0.5dB, Fade 마진 90% 신뢰도 적용 8.18dB, 지구 등가반경 4/3, 수신한계 레벨 2“V(-101dBm) 를 기준으로 시뮬레이션을 수행하였다. 현재 국내 연안해역을 대상으로 운용하는 VHF 해안국은 해운조합과 KT 무선국이 있다[5].
  • 입력된 좌표로부터 계산할 최대 반경을 고려한 방위각 0도 지점의 좌표를 산출한다. 계산할 방위각에 대해 선정된 기지국으로부터 30m(또는 n배의 샘플링)간격으로 증가시키면서 지형의 고도정보와 특성정보를 읽어 들인다.
  • 국제적으로 추진되고 있는 AIS와 DSC 설비기준 및 DSC를 탑재한 저가형 반복신 VHF 무선설비의 출현 등을 고려한 연안항해 선박의 중장기 무선설비규정의 개정은 반드시 필요하다. 그러므로 현행 선박안전법의 무선설비 탑재기준에 대한 문제점을 조사하고, 전파환경 시뮬레이션에 의한 실태분석과 실측에 의한 자료를 토대로 연안해역의 해상안전을 추구하고 추진중인 전파법 및 선박안전법령 등의 관련법령 개정에 대한 방안을 제시한다.
  • 또한 DLe 전파경로가 비가시거리인 경우 자유공간 전계강도값에서 회절손실을 뺀 값이다. 따라서 비가시거리에서의 최종 전계강도는 평지 에서의 전계강도와 회절손실에 의한 전계강도를 계산하여 이 중 더 작은 값을 선택한 후 지역별 수신안테나 높이에 따른 손실을. 보정하게 된다.
  • 무선국 데이터와 관련된 무선국 안테나의 좌표(경도, 위도), 주파수, 출력, 최대 반경 데이터, 안테나 높이(해발고+안테나고) 및 안테나 이득 등을 입력한다.
  • 지금까지 VHF 및 HF 무선전화에 의하여 해상통신을 수행하는 연근해 선박들의 통신환경을 조사하였고 전파환경 시뮬레이션 프로그램을 활용하여 분석하였다. 연안항해 선박의 경우 대부분은 VHF 통신권 내에서 항해하고 있으나, 선박 안전법상의 항행구역 설정은 통신설비의 통신권과 무관하게 포괄적으로 정해져 있기 때문에 비현실적으로 2중화된 무선설비를 갖추도록 하여 필요이상의 주파수를 할당하고 운용하므로써 유한의 귀중한 자원인 주파수를 비효율적으로 사용하는 문제점이 있다.

대상 데이터

  • 563dB0V)를 기준으로 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 연안여객선 및 화물선과 통신을 운용하고 있는 해운조합의 무선국을 대상으로 하였다.
  • 전파환경 분석에 사용된 지형정보는 한국전자 통신연구소에서 개발한 것으로 해발고도와 지형 특성 데이터로 구성된 것이다. 이 데이터는 1:50, 000 지도 원도에서 각 좌표별 고도 데이터를 추출하여 사용하며 지도 원도의 도엽(1도엽의 크기 = 15분灯5분 분량)의 개수는 239도엽이며 도엽내 각 셀의 크기는 1초妇초(30m)의 그리드 형태의 데이터로 구성되어 있다. 이 데이터에는 각 셀의 해발고도를 2바이트의 이진 데이터로 표시하고 또한 지형 특성을 1바이트의 이진 데이터로 특성정보를 표시하고 있다.
  • 지형 데이터베이스를 사용하기 때문에 정확한 해석이 가능한 모델로서 지형 조전에 따라 12개의 전송모델로 구분되어 분석된다. 전파경로의 가시거리 여부와 안테나 유효높이, 주파수 대역 등에 따라 각각 다음과 같이 계산하는 방법을 달리하고 았다.

데이터처리

  • 전파환경에 대한 시뮬레이션의 가장 중요한 기술적 요소에는 예측 모델과 지형 데이터베이스의 설정이며 본 용역에서 사용한 예측 프로그램은 REGIS 프로그램을 사용하였다. 동 시뮬레이션 프로그램은 지형정보가 수록된 데이터베이스에서 지형정보를 읽어 들인 뒤 검토대상 국역 내의 모든 수신지점에 대한 전파경로를 TIREM 모델을 이용하여 분석 계산된다.

이론/모형

  • 전파환경에 대한 시뮬레이션의 가장 중요한 기술적 요소에는 예측 모델과 지형 데이터베이스의 설정이며 본 용역에서 사용한 예측 프로그램은 REGIS 프로그램을 사용하였다. 동 시뮬레이션 프로그램은 지형정보가 수록된 데이터베이스에서 지형정보를 읽어 들인 뒤 검토대상 국역 내의 모든 수신지점에 대한 전파경로를 TIREM 모델을 이용하여 분석 계산된다.
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