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선제적 주파수 공급을 위한 시·공간적 스펙트럼 엔지니어링 기술 개발 (최종)
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Participants
홍헌진, 강현덕, 윤서영, 최재익, 손호경, 정영준, 김경원, 김명돈, 홍주연, 박재준, 임종수, 윤영근, 이주열, 김태한, 최성웅, 김준석
Published
202212
Type
Final Report
Keyword
간섭 분석, 채널 모델링, 전파 모델, 간섭 보호, 전파 덕팅, Interference analysis, Channel modeling, Propagation modeling, Interference protection, Radio ducting
KSP Keywords
Space based, spectrum engineering
Funding Org.
과학기술정보통신부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
22HH2700, Development of time-space based spectrum engineering technologies for the preemptive using of frequency, Chong Young Jun
Abstract
※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
□ 효율적 주파수이용 및 글로벌 국제표준 확보를 위한 세계 최고 수준의 모바일 광대역 주파수 확보 및 핵심기술 개발

o 「제3차 전파진흥계획」 및 「5G+ 스펙트럼 플랜」과 새로운 간섭분석 기술(TDD/레이다/위성, 5G 등) 개발로 5G용 초광대역 주파수 4.55㎓폭 이상 확보‧공급 및 기술지원
o 새로운 주파수 대역 활용을 위한 5G 신(新) 전파모델 개발 및 국가 전파 관리를 위한 전파전파특성 DB 구축
o 異種 서비스 및 인접국가간 간섭보호대책 마련을 위한 사전 간섭영향 검증 및 전파덕팅 영향 평가, 분석 기술 개발

◎ 전체 내용
o 실환경 시‧공간적 전파간섭분석 기술 개발
- 시‧공간적 전파간섭 알고리즘 개발
- GIS기반 실환경 시‧공간적 전파간섭분석시스템 개발
- 5G용 이동통신 주파수 확보를 위한 이기종간 간섭분석연구
o 5G용 신(新) 전파모델 개발
- 고정밀 광대역 전파특성측정시스템 개발
- 실환경기반 전파모델 개발
- MIMO, 밀리파특성 분석 알고리즘 및 S/W Tool 개발
- 주파수이용 효율 개선 안테나 이용 기술 개발
o 이종 및 국가간 전파간섭 보호 대책 기술 개발
- 보호대역 적정성 평가 및 이용 기술
- 이상전파 전파특성 측정시스템 개발
- 국가간 간섭 실측 및 異常전파모델 기술 개발
- 신규할당대역 전파간섭 평가 기술
- 주파수 가치 및 경제성 분석 기술

◎ 1단계
● 목표
□ 「5G+ 스펙트럼 플랜」 2단계 주파수 확보를 위한 간섭분석 및 측정, 새로운 주파수대역 활용을 위한 전파모델 개발 및 전파영향 평가를 위한 핵심 기술 개발

● 내용
o 실시간 시‧공간적 전파간섭분석 기술 개발
- 5G 추가 주파수 확보를 위한 시‧공간적 전파간섭 알고리즘 개발
· 실시간 전파간섭분석 알고리즘 구조설계 및 개발
- GIS기반 실시간 시‧공간적 전파간섭분석시스템 개발
· 실시간 간섭분석 기능 구현
· 실시간 전파간섭분석시스템(ver1.0) 개발
- 5G 추가 주파수 확보를 위한 이기종간 간섭분석
· 5G+ 추가 주파수 검토대역 700㎒대역 40㎒폭 및 800㎒대역 30㎒폭 추가 간섭분석
· 5G+용 4.5~5㎓대역 추가 간섭분석
· 25.7~26.5㎓대역 800㎒폭 및 28.9~29.5㎓대역 600㎒폭 추가 간섭분석(요청시)
o 5G용 신(新) 전파모델 개발
- 4.1㎓대역 전파특성 측정, DB구축 및 전파모델 개발
· 4.1㎓대역 다양한 실내환경에서의 전파특성 측정 및 DB구축
· 실측기반 전파모델 개발
- 7.1㎓대/밀리파(82㎓대)대역 전파특성 측정시스템 제작, 측정 시나리오 및 전파특성 파일럿 측정
· 7.1㎓/82㎓대역 전파특성 측정시스템 제작 및 통합화
· 7.1㎓/82㎓대역 측정 시나리오 연구 및 파일럿 전파특성 측정
- 밀리파대역 전파특성분석 S/W 툴 개발(Ver 2.0)
· 밀리파대역 실측기반 전파특성 분석 알고리즘 보완
· Map-based기반 전파특성분석 S/W 툴 구현(Ver 2.0)
· 주파수 이용효율 개선을 위한 안테나 기술 개발
o 이종 서비스간 간섭보호대책 기술
- 5G+용 4.5~5㎓대역 전파환경 영향 측정
- 25.7~26.5㎓대역 800㎒폭 및 28.9~29.5㎓대역 600㎒폭 전파영향 측정
- 인접대역 타 서비스 보호를 위한 필터 억압도 성능 개선 연구
o 전파이용 경제성 및 정책 연구
- 5G 응용 산업의 가치 창출 방안 연구
· 5G 산업 고도화에 따른 연관산업 파급효과 분석
· 5G 산업 발전과 주파수 이용간의 관계 분석
- 전파자원 이용정책 연구
· 5G 응용산업 확산에 따른 전파 이용정책 연구

※ 연구개발성과
□ 최종 연구 결과물

o 「5G+ 스펙트럼 플랜」 정책적 지원을 위한 새로운 간섭분석 알고리즘(TDD/레이다/위성, 5G) 및 전파간섭분석시스템 개발을 통한 초광대역 모바일 주파수 4.55㎓폭 이상 확보
- 1단계(′18년) 2.68㎓폭: 3.5㎓대역 280㎒폭, 24㎓이상대역(26.5~28.9㎓) 2.4㎓폭
- 2단계(′21년) 1.87㎓폭: 700㎒대역 40㎒폭, 800㎒대역 30㎒폭, 2.3㎓대역 80㎒폭, 3.5㎓대역 320㎒폭, 24㎓이상대역(25.7~26.5㎓, 28.9~29.5㎓) 1.4㎓폭

o 새로운 주파수 대역 활용을 위한 초광대역 전파측정시스템 및 신(新) 전파모델 5개 대역 개발
- 4.1㎓대/5.9㎓대/32㎓대/71㎓대/82㎓대 전파모델 및 국제표준 기고(ITU-R, 3GPP 등)

o 인접국가 서비스 이용에 악영향을 미치는 전파덕팅 등에 대한 영향분석을 위한 異常전파 측정 시스템 및 異常전파모델 1개 대역 개발
- 3㎓이하대역 異常전파모델 및 국제표준 기고(ITU-R)

□ 연차별 연구 결과물

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o (활용계획)
- 「제3차 전파진흥계획」 및 「5G+ 스펙트럼 플랜」 신규 주파수 확보‧공급을 위한 인접 서비스간 보호대역 산출, 이기종 서비스간 상호공존 분석 및 전파간섭분석에 활용
- 체계적인 전파자원 관리(DB 구축) 및 국가 중요 인프라 구축, 전파모델 국제 표준화 반영
- 신(新) 전파모델 개발, 간섭보호대책 마련으로 이동통신 주파수 분배, 할당기준 등의 국가 주파수정책 정확성 제고
- 간섭보호대책을 위한 국가 기술기준 제정 및 인접국간 간섭(전파덕팅 등) 영향 분석, 예측에 활용

o (기대효과)
- (경제적) K-ICT 스펙트럼 플랜 1단계의 실행에 따라 ’18.6월 5G 주파수 경매로 연간 4,241억원의 할당대가 수입을 확보했으며, 「5G+ 스펙트럼 플랜」의 ‘21년 추가 주파수 확보 및 공급으로 연간 4,591억원(6㎓ 이하: 4,280억원, 6㎓ 이상: 311억원)의 확보가 예상됨
· 주파수 공급 및 할당대가 확보를 통해 국가 R&D 재원 확충, 이동통신 네트워크 투자 창출, 5G 이동통신 및 응용산업 고도화, 신규 단말 개발 촉진 등 파급효과 기대
- 스마트폰 급증으로 발생하는 미래 대용량 무선 트래픽 수용 주파수 확보 및 주파수의 효율적 활용 기술 확보로 국민과 통신사업자들에게 최적의 필요 주파수를 적기에 공급함으로써 경제적 통신 서비스 제공 가능
- 셀 초소형화 및 초광대역화를 통한 모바일 인프라 혁신으로 선도적인 미래 모바일 인프라의 원활한 공급에 기여

(출처 : 요약문 3p)