전자파 적합성, 무선 채널, 무선기기, 기능적 안전성, Electromagnetic Compatibility, Wireless (Radio) Channel, Radio Equipment, Functional Safety
KSP Keywords
Evaluation technology, Measurement and Evaluation, Reverberation chamber
Funding Org.
미래창조과학부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
15MR4700, Study on Measurement and Evaluation Technology based on Reverberation Chamber,
Kwon Jong Hwa
Abstract
연구개발 목표 o 최종 목표: 실제의 무선채널 및 전파환경의 재현이 가능한 전자파잔향실에 기반을 둔 전자파적합성 평가 및 무선기기 성능 측정 기술 개발 - 2.5 dB 미만 필드 균일도를 갖는 전자파잔향실 설계, 구조해석 및 측정기술 개발 - 전자파잔향실 내 반사환경 제어 및 비등방성 페이딩 무선채널 재현기술 개발 - 기존 평가방식과 상관성 향상된 전자파잔향실 기반 EMC 측정기술 개발 연구개발 내용 (1) 1차년도 ① 개발 목표 - 주관기관(한국전자통신연구원): 전자파잔향실 해석 및 기초 설계 연구 - 참여기관1(MTG): 안테나 수동(Passive)성능 측정 및 LTE 성능측정 시스템 개발 - 참여기관2(한국과학기술원): 전자파잔향실 내부 전자기적 해석 알고리즘 개발 - 참여기관3(서울과학기술대학교): NIST 페이딩 채널의 이론적 모델링 ② 개발 내용 및 범위 - 주관기관(한국전자통신연구원) . Full wave simulation을 통한 전자파잔향실 전자기 해석 및 구조 설계 연구 . 모드 교반기 형상에 따른 전자파잔향실 특성 파라미터와의 상관성 연구 . 기준시험시설과의 상관성 향상을 위한 전자파잔향실 기반 EMI 측정 알고리즘 연구 . 임펄스성 노이즈 등 실환경 노이즈 모델링 및 재현 알고리즘 보완 . 기능적 안전성을 고려한 전자파적합성 국내외 법․제도 및 표준 조사․분석 - 참여기관1(MTG) . Passive(Diversity, Antenna Efficiency) 성능평가용 측정 SW 모듈 개발 및 시스템 구축 . LTE 성능평가용 측정 SW 모듈 개발 및 시스템 구축 . OTA 측정시스템과 무선기기 측정성능 결과 비교․검증 . 4×4 MIMO 시스템의 TIS, TRP, Throughput 성능측정 방안 연구 - 참여기관2(한국과학기술원) . FDTD 방식을 이용한 전자파잔향실 내부 전자기적 해석 알고리즘 개발 - 참여기관3(서울과학기술대학교) . NIST Rayleigh 채널 및 도심/교외 환경 전파 채널에 대한 이론적 모델링 (PDF, CDF 계산 포함) . 전자파잔향실 측정용 광대역 안테나 (0.65 ~ 6 ㎓) 설계 (2) 2차년도 ① 개발 목표 - 주관기관(한국전자통신연구원): 전자파잔향실 성능 개선 연구 - 참여기관1(MTG): Wi-Fi 및 Bluetooth 성능 측정시스템 개발 - 참여기관2(한국과학기술원): mm-Wave 대역용 채널 사운더 기반 채널 환경 측정 기술 개발 - 참여기관3(서울과학기술대학교): Rician 페이딩 채널의 이론적 모델링 ② 개발 내용 및 범위 - 주관기관(한국전자통신연구원) . 시험가능 체적율, 필드 균일도, 측정 주파수 조건을 만족하는 모드 교반기 설계 . 모드 교반기 적용 전자파잔향실 제작 및 검증 . 개선된 측정 알고리즘 기반 전자파잔향실 EMI 측정 시스템 구축 및 성능 검증 . 전자파잔향실 기반 노이즈 재현 시스템 구축 및 무선기기 노이즈 내성 평가 . 기능적 안전성을 고려한 전자파적합성 설치 지침 개발 및 검증 - 참여기관1(MTG) . Wi-Fi 성능평가용 측정 SW 모듈 개발 및 시스템 구축 . Bluetooth 성능평가용 측정 SW 모듈 개발 및 시스템 구축 . OTA 측정시스템과 무선기기 측정성능 결과 비교․검증 . 4×4 MIMO 시스템의 TIS, TRP, Throughput 성능측정 알고리즘 개발 - 참여기관2(한국과학기술원) . 전자파잔향실 내부에서의 mm-Wave 대역 채널 환경 변수 측정 및 분석 - 참여기관3(서울과학기술대학교) . 가우시안 랜덤변수를 이용, K-factor 조절이 가능하도록 전파 채털에 대한 이론적 모델링 . 전자파잔향실 측정용 광대역 안테나 최적화, 제작 및 성능평가 (3) 3차년도 ① 개발 목표 - 주관기관(한국전자통신연구원): 무선기기 및 EMC 성능 평가용 전자파잔향실 개발 - 참여기관1(MTG): 전자파잔향실 기반 무선기기 성능측정 시스템 최적화 - 참여기관2(한국과학기술원): 안테나 시스템의 측정을 위한 전자파잔향실 채널 환경 라이브러리 구축 - 참여기관3(서울과학기술대학교): 전자파잔향실 성능 최적화를 위한 요소기술 개발 ② 개발 내용 및 범위 - 주관기관(한국전자통신연구원) . 전자파잔향실 최적화 연구 . 무선기기 및 EMC 성능 측정이 가능한 전자파잔향실 시스템 개발 . 전자파잔향실 기반 EMI/EMS 동시측정 시스템 구축 및 성능 검증 . 랙 등 중소형 구조물에 대한 차폐효과 측정 시스템 구축 및 성능 평가 . 기능적 안전성을 고려한 전자파적합성 평가 체크리스트 개발 및 검증 - 참여기관1(MTG) . 개선된 전자파잔향실에서의 무선기기 성능평가용 측정 SW 검증 . 측정 정확도, 측정시간 등을 고려한 무선기기 성능평가 SW 최적화 및 통합 SW 개발 . 4×4 MIMO 시스템 성능(TRP, TIS Throughput) 평가용 SW 모듈 개발 및 검증 - 참여기관2(한국과학기술원) . mm-Wave 대역용 안테나 및 MIMO 안테나 성능 평가 기술 개발 및 라이브러리 구축 - 참여기관3(서울과학기술대학교) . 방사효율 측정 시 나타나는 케이블 간섭현상 최소화 기술 개발 . 광대역 안테나 기반 전자파잔향실 보정 및 측정성능 최적화 연구 연구개발 성과 o ETRI - 전자파잔향실 구조 내 3D 전자장 해석 및 검증 - 전자파잔향실 성능 파라미터 추출 자동화(Batch) 프로세스 구축 - 3D 시뮬레이션 해석 및 측정용 광대역 안테나 개발 - 모드 교반기 (Mode stirrer)와 전자파잔향실 성능과의 상관성 분석 - 전자파잔향실 기반 전자파장해(EMI) 측정 알고리즘 검증 및 측정 SW 개발 - 기능적 안전성을 고려한 전자파적합성 국내외 법·제도 및 표준 조사·분석
전자파잔향실 Working Volume 내 전자파 균일도 해석 및 검증 전자파잔향실 기반 EMI 측정 알고리즘 검증 및 SW 제작 o ㈜MTG 당해연도 주요 연구개발 성과 - Passive 성능 측정 S/W 개발 및 시스템 구축 - LTE 성능 측정 S/W 개발 및 시스템 구축 - 측정 시스템 성능 개선 논문 작성 및 적용 - OTA 측정시스템과 데이터 비교 - 4x4 MIMO Throughput 측정 시스템 방안 연구 및 유사 시스템 연구 전자파잔향실 기반 무선기기 성능측정 기본 시스템 구성도
o KAIST - FDTD 및 CAD 라이브러리 기반의 전자파잔향실 구조 3D 수치해석 알고리즘 기반 수치해석 및 측정결과와 비교‧분석을 통한 결과 검증 - 전자파잔향실 측정용 mm-Wave대역 안테나 설계‧제작 및 측정 (28 ㎓ 대역 5G 이동통신 단말기용 안테나 제작 및 측정) o 서울과학기술대학교 - Rayleigh, Rician 페이딩 채널 모델의 이론적 확률분포함수, Power Delay Profile (PDP) 설계 컴퓨터 코드 개발 - 전자파잔향실 내 Rayleigh 및 Rician 채널모델의 구현을 위한 측정 셋업 연구 및 전자파잔향실 측정값 기반 페이딩 채널 최적 요소 도출 - 전자파잔향실 성능개선 요소기술로 잔향실 보정용 대역폭 10:1 광대역 안테나 2종 설계, 제작 및 측정 Rayleigh(우) 및 Rician(좌) 페이딩 채널 측정
활용계획 및 기대효과 o 전자파잔향실에 대한 기초 연구를 통해 실환경 전자파 재현 및 측정·평가 기술을 개발하고 이를 기반으로 전자파적합성(EMC)과 MIMO 안테나 등 무선기기 성능평가
관련 응용 기술에 활용 o LTE, 블루투스 및 WLAN과 같이 현재 사용되고 있는 무선통신 규격을 지원하는 무선기기뿐만 아니라, MIMO를 비롯하여 앞으로 출현할 무선통신 규격을 지원하는 새로운 무선기기에 대해 기기의 통신성능 평가에 직접 활용 o 연구개발 결과물의 국내외 주요 수요처 현황 - LTE, MIMO 단말기 제조업체: 삼성전자, LG전자, HTC, Huawei, Ericsson 등 - 유무선기기 제조업체: 삼성전자, LG전자, Philips, Siemens 등 - 전자파적합성 시험인증기관: KCTL, KES, 삼성전자, 아이에스티, 에스케이테크 등
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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