초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 최종목표: 경사 경로(Slant path)의 클러터 기반 전파분석 모델 개발
※ 대상주파수 : 3~10㎓, 10~20㎓, 20~30㎓, 30~40㎓ 대역별 각 1개 주파수 선정
(§ 4개 대상주파수 측정 및 측정 데이터베이스(DB) 저장, 실측DB 기반 분석 수행 후, 대상주파수의 범위를 포괄하는 각 환경별(도심/부도심/복합환경) 전파분석 모델 개발. 최종목표는 환경별 전파분석 모델 3건 개발)

◼ 전체 내용
o 건물배열 구조 기반 장애물들 영향(클

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 최종목표: 경사 경로(Slant path)의 클러터 기반 전파분석 모델 개발
※ 대상주파수 : 3~10㎓, 10~20㎓, 20~30㎓, 30~40㎓ 대역별 각 1개 주파수 선정
(§ 4개 대상주파수 측정 및 측정 데이터베이스(DB) 저장, 실측DB 기반 분석 수행 후, 대상주파수의 범위를 포괄하는 각 환경별(도심/부도심/복합환경) 전파분석 모델 개발. 최종목표는 환경별 전파분석 모델 3건 개발)

◼ 전체 내용
o 건물배열 구조 기반 장애물들 영향(클러터) 측정 및 분석, 앙각에 따른 전파분석 모델 개발(전파분석 모델: 도심 1건, 부도심 1건)
o 복합환경 기반 장애물들 영향(클러터) 측정 및 분석, 앙각에 따른 전파 분석 모델 개발 (전파분석 모델: 복합환경 1건)

◼ 1단계
❏ 목표
o 도심 건물배열 구조 기반 장애물들 영향(클러터) 측정 및 분석, 전파모델 개발
❏ 내용
o 도심 건물배열(건물높이 5층 이상) 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 시나리오 개발
o 도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 장비 구성
o 도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 예비 (파일롯) 및 본 (정밀) 측정, 측정 DB
o 도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 DB분석, 전파모델 개발, ITU-R 국가기고

◼ 2단계
❏ 목표
o 부도심 건물배열 구조 기반 장애물들 영향(클러터) 측정 및 분석, 전파 모델 개발
o 복합 환경 기반 장애물들 영향(클러터) 측정 및 분석, 전파모델 개발
❏ 내용
o 부도심 건물배열(건물높이 3층~4층 내외) 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파 특성 측정 시나리오 개발
o 부도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 장비 구성
o 부도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 예비(파일롯) 및 본 (정밀) 측정, 측정 DB
o 부도심 건물배열 구조 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 DB 분석, 전파모델 개발, ITU-R 국가기고
o 복합환경(건물주변 수목 조성된 환경) 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 시나리오 개발
o 복합환경 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 장비 구성
o 복합환경 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 예비 (파일롯) 및 본 (정밀) 측정, 측정 DB
o 복합환경 기반 장애물 영향에 대한 전파특성 측정 DB분석, 전파모델 개발, ITU-R 국가기고

□ 연구개발성과
■ 세부 연구개발 내용 및 결과
[도심/부도심 건물배열 구조기반 장애물들 (건물 클러터) 영향 측정 및 분석, 전파분석 모델 개발, ITU-R 국가기고]
o 도심/부도심 건물배열 구조 기반 클러터 전파특성 정밀 측정, 데이터 확보/분석 완료.
o 40㎓이하 도심/부도심환경 측정데이터 중 WRC-23의 공유연구와 관련 있는 10㎓이하 대역에 대해 ITU-R Study Group 3 (전파특성 연구) 표준화 회의에 한국의 환경에서 측정한 결과를 기반으로 건물만 있는 장애물 환경에서의 클러터손실 모델 제안 (ITU-R 국가기고 제출 완료).
- 국제 ITU-R 표준화 회의에서는 클러터손실 (권고 ITU-R P.2108) 지구대위성 경로상의 모델로 논의되었음.
- 한국의 국가기고 제안 사항은 짧은 과제 수행기간 동안 최종적으로 권고 개정으로 반영되지는 않았지만, 추가 측정 데이터 확보의 필요성을 제기 (WP3K 의장보고서 채택)하였고, 정밀한 모델 개발을 위해 선제적 new 연구 item으로써 방향을 제시하였다는 측면에서 모델의 표준화를 위해 기여함.
o 40㎓이하ITU-R 국가기고 5건 제출, 5건 모두 작업반 WP3K 의장보고서 채택 완료.
o 도심/부도심 환경 건물배열구조 기반 클러터손실 효과에 대한 세부 연구수행 내용.
- 도심/부도심 실 환경 측정 : 주파수 2~33㎓ 대역에서의 CW기반 측정장비 구성 (Local averaging 기반 측정) 및 도심/부도심환경에 대한 실환경 측정 수행 완료, 측정 데이터 확보.
- 실측 데이터기반 분석 : 도심/부도심환경 클러터손실에 대한 실 환경 측정데이터 기반 통계적 특성 (앙각 9°~39°, 누적분포) 결과 도출 완료.
- 도심/부도심 건물배열 구조 기반 클러터 전파분석 예측모델 개발 및 간섭분석 툴(SEAMCAT) 연동 (JAVA 환경 기반 프로그래밍 코드화) 완료.
- 측정데이터 기반 전파분석 모델 (수학식 모델 V2.0) 개발 및 제안 : 앙각에 따른 클러터 건물배열 구조기반 클러터손실 전파분석 모델 개발 완료.
- ITU-R SG3 표준화 회의에 국가기고로 연구결과를 제출, WP3K 작업반 의장보고서에서 제안사항에 대해 일부 기고서 채택 완료.
[복합 환경 기반 장애물들 (건물 또는 수목 클러터) 영향 측정 및 분석, 전파분석 모델 개발, ITU-R 국가기고]
o 복합환경 (건물 주변 수목이 조성된 환경) 기반 클러터 전파특성 실 측정, 데이터 확보/분석 완료
o 40㎓이하 복합환경 측정데이터 중 WRC-23의 공유연구와 관련 있는 10㎓이하 대역에 대해 ITU-R Study Group 3 (전파특성 연구) 표준화 회의에 한국의 환경에서 측정한 결과를 기반으로 복합환경 클러터효과, 계절적 영향에 기반 foliage (수목에서의 잎) 효과 모델 제안 (ITU-R 국가 기고로 연구결과를 제출, WP3K 및 WP3J 작업반 의장보고서에 권고 (P.2108, P.833) 예비초안개정을 위한 작업문서로 채택 완료. ITU-R 국가기고 2건 제출, 2건 모두 작업반 의장보고서 채택됨)
o 복합환경 기반 클러터손실, foliage 효과에 대한 세부 연구수행 내용.
- 복합 클러터 실 환경 측정 시나리오 개발 및 실 측정 수행 : 주파수 2~33㎓ 대역에서의 CW기반 측정장비 구성 (Local averaging 기반 측정) 및 실환경 측정 수행 완료, 측정 데이터 확보.
- 실측 데이터 기반 분석 : 복합환경에서의 실 환경 측정데이터 기반 통계적 특성 (주파수 특성, 누적분포) 결과 도출 완료.
- 클러터 효과, foliage 효과에 따른 전파분석 모델 개발 및 간섭분석 툴 (SEAMCAT) 연동(JAVA 환경 기반 프로그래밍 코드화) 완료.
- 측정데이터 기반 전파분석 모델 (수학식 모델 V3.0) 개발 및 제안 완료.
▷ 결과물의 성능지표 및 달성치 (전체 연구개발 기간: 2019.04.01.-2022.12.31.)
※ 연구개발계획서 : 결과물의 성능지표 100% 달성 완료
■ 정량적 성과 및 달성도 (전체 연구개발 기간: 2019.04.01.-2022.12.31.)
※ 연구개발계획서 : 정량 성과지표 100% 이상 초과 달성 완료
[표준화] *최종 목표치 (기고서 채택 4건): ITU-R 국가기고를 제출(4건) 하여 국제회의에서, 제출된 국가기고의 작업반 의장보고서 채택(4건) 완료된 건을 의미함.
- ITU-R 국가기고 의장보고서 채택 목표초과 달성: ITU-R 표준화 회의 (ITU-R WP3K 및 WP3J 회의)에 국가기고 총 7건 제출하여, 7건 모두에 대해 ITU-R SG3 산하 작업반 (WP3K 및 WP3J) 의장보고서 (Chairman report)에 채택 완료.
[S/W등록]
- 건물기반 클러터손실 전파분석 모델 프로그램 외 등록 총 3건 달성 완료.
[기술문서(연구노트)]
- 과제 관련 주요 측정, 분석 및 모델에 대한 연구노트 총 15건 작성 완료.
[논문] : 본 사업은 지정공모 과제로 논문(저널, 학술발표 등)은 본 과제 내에서 정량적 성과목표에는 해당되지 않으나, 연구 결과의 우수성을 검증하고 활용 홍보를 목적으로 국제 우수학술지(SCIE 2건, 평균mrnIF 64.05 @JCR Rank 기준)에 게재 완료. 또한, 국내 및 국제 관련 학회에 다수 발표 완료.
- 국제 (IEEE ) 학술지 게재: JIF Rank 상위 36%이내(Q2) 우수 학술지(SCIE) 2편 (20/21년도 JCR Rank 기준)
- 국내 학술대회 발표 : 연구 결과와 관련된 국내 주요 학술대회에 논문 12편 발표 (한국전자파학회 및 한국통신학회 주관 하계, 동계, 추계 학술대회)
- 국제 학술대회 발표 : 연구 결과와 관련된 국제 학술대회에 참가하여 논문 1편 발표 (2021 ICTC)
■ 정성적 성과
o 국제 표준화에 제출된 3~40㎓ 대역 내, 도심/부도심/복합 환경 클러터손실 특성 분석 결과 및 측정데이터는 ITU-R SG3 산하 작업반 (WP3K, WP3J) 의장보고서에 채택됨으로써 제출된 국가기고에 대해 가치 있는 결과로 인정받았으며, 향후 권고 P.2108, P.833 개정을 위한 예비초안문서로 채택됨.
- 본 과제는 국내환경에서 측정한 결과를 기반으로 국내 도심/부도심/복합환경에 적합한 클러터 손실 전파분석 모델 개발, 연구개발 결과에 대해 국가기고로 ITU-R 국제회의에 제출 및 작업반 WP3K 및 WP3J 의장보고서 채택을 주요 목표로 하고 있음.
- ‘21년도부터는 기술의 주도권 확보를 위해 10㎓이하 대역에서의 건물 또는 수목에 의한 클러터 손실 효과를 연구개발 결과로 도출하여 국가기고로 제출 완료함.
- 복합환경에 대한 전파분석 모델은 아직 국제적으로 권고되고 있지 않아, 간섭분석 공유 연구 및 실 환경에서 적용할 수 있도록 한국이 선제적으로 연구를 추진하면서,‘22년도에 ITU-R 표준화 회의에 국가기고로 제출 추진하였음. 한국은 관련 연구개발 결과에 대해 추가적인 측정데이터 확보 및 필요성을 강조하며, 해당 연구에 대해 지속적인 미래 연구 개발 주제로 관심을 가져줄 것을 표명함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 연구수행 결과
- 지구-위성 경로 상에서 경사 경로의 클러터 기반 예측(전파분석) 모델
‧ 40㎓ 이하 건물 또는 건물/수목 복합 환경에서 클러터손실 예측(전파분석) 모델 (통계적 수치 모델)
- SEAMCAT 간섭분석툴 (S/W) 탑재형 전파분석 모델: JAVA 기반 프로그램 탑재
o ITU-R 국가기고 결과
- 건물 또는 건물/수목 복합 환경에서 클러터손실 측정 및 클러터 효과에 대해 기고: ITU-R SG3 산하 작업반 (WP3K) 의장보고서 채택
o 결과 활용계획
- 대용량 데이터 전송, 초고속, 초연결 서비스 이용 등이 기대되는 미래 사회에서 국내 전파 환경을 대상으로, 다양한(도심, 부도심, 복합 환경 등) 실(實) 환경에 적합한 전파분석 모델로 활용
- 확보된 측정데이터는 체계적인 전파자원 관리(DB) 및 국가 중요 인프라 구축, 전파모델 향상에 활용
o 기대효과
- (기술적) 실 측정 데이터 기반 클러터에 따른 전파전달 특성 예측 기술 확보, 지상-위성 등 이종 간 전파간섭 보호 (ITU-R WP5D 클러터 손실) 대책 수립 및 미래 주파수 선제적 이용 기반 마련
- (사회‧경제적) 양질의 통신 서비스 제공을 통한 국민의 삶의 질 향상, 전파특성 측정데이터 기반의 스마트 전파활용서비스 제공, 차세대 전파기술 이용기회 확대로 정보격차 해소 기대

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 그림목차 ... 9
• 표목차 ... 11
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 13
• 가. 최종 목표 ... 13
• 나. 연구개발 세부목표 및 결과 ... 13
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 1) 클러터 기반 전파특성 관련 기존 예측 모델 분석 ... 16
• 2) 장애물 (클러터) 영향에 대한 전파특성 측정 장비 구성 ... 18
• 3) 장애물 (클러터) 영향에 대한 전파특성 측정 시나리오 ... 27
• 4) 장애물 (클러터) 영향에 대한 전파특성 예비 (파일롯) 및 본 (정밀) 측정, 측정 DB 분석 ... 37
• 5) 전파모델 개발 및 툴 (S/W) 연동 ... 64
• 6) 장애물 (클러터) 영향에 대한 ITU-R 국가기고 ... 78
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 85
• 1) 연구수행 결과 ... 85
• 2) 목표달성 수준 ... 88
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 89
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 89
• 끝페이지 ... 90