지금 이 순간

1. 개요

 - 신호파형의 각 사이클을 펄스양자화하여 단위시간에 그 개수를 세고 1초당 펄스 개수를 직접 Hertz(Hz)로 표시하는 측정기를 말함

2. 구성 및 원리

 - 구성도 및 각부의 파형 변화 모습

 - 피측정파 ①을 증폭부에서 증폭

 - 방형 정형부에 가하여 상하를 절취 (Slice)시켜서 ②와 같은 구형파

 - 미분 회로에 통과시켜 ③과 같은 미분파형을 만들어 정펄스(+)만 을 택하여서 ④와 같은 펄스

 - 게이트부에서 계수시간 만큼 게이트부 통과

 - 계수부에서는 들어온 ⑥의 펄스수를 세어서 표시부로 표시

3. 측정 시 주의사항

 - 전원을 인가한 후 예열 시간을 충분히 가질 것

 - 기준 발진기의 정확도를 높이기 위해 높은 정확도를 가진 주파수에 교정하여 측정

 - 입력 임피던스를 높게하여 피측정 회로에 영향을 주지 않도록 할 것

 - 고입력 전압에 의한 입력회로의 파손을 방지하기 위하여 감도가 낮은 곳에 놓고 입력을 가한 후 차례로 감도를 올릴 것

 - ±1 Count오차를 방지하기 위해 필요한 값으로부터 한 자리 정도를 높게 읽을 수 있도록 게이트 시간을 조정할 것

 - 피측정파의 파형에 왜곡(Distortion)이 있으면 측정값에 오차가 발생하기 쉬우므로 트리거 레벨 (Trigger lever)의 설정에 주의할 것

1. 개요

 - 전파를 이용하는 장치들이 다양화되고 있으며 사용자들은 더욱 소형이고 가벼운 기기를 원하고 있는 추세

 - 안테나의 크기를 단순히 작게만 만들면 방사효율 저하 및 협대역 특성이 있기때문에 정상적인 동작이 어렵게 된다.

 - 안테나의 소형화 기법을 형태별로 크게 분류한다면 선형, 평면형, 복합형으로 구분할 수 있다

2. 선형 안테나 소형화 방안

 가. 모노폴 안테나 형태

    - (a)는 급전부에 정합회로를 부가하여 효율을 높이는 방법

    - (b)는 연장코일을 안테나소자의 중간에 두는 방법(Centre Loading)

    - (c)는 역 L형

    - (d)는 (c)가 50ohm 급전선에 정합하기 어렵기 때문에 정합이 용이하도록 개선한 것으로 선형 F형 안테나

    - (e) Top loading 방식

    - (f)  금속판 대신에 스피랄을 사용한 것

 나. 미소루프안테나 형태

    - 원형이나 사각형으로 만든 루프의 중앙에서 급전한 것

    - 크기가 파장에 비하여 상당히 작기 때문에 미소루프안테나라고 함

    - 안테나의 크기가 작아서 입력저항이 매우 낮기 때문에 저효율이라는 단점이 있음

 다. 헬리컬 안테나 형태

    - 코일이 가지는 인덕턴스 성분을 이용하여 물리적 길이를 25%까지 축소할 수 있는 안테나임

    - 전파의 주방사 방향은 코일의 축에 직각인 방향이 됨

 라. 맨더링 안테나 형태

    - 맨더링 안테나는 도선을 구부려 접어서 만든 것임

    - 공진에 필요한 안테나의 길이를 작게 할 수 있다는 점

3. 평면형 안테나의 소형화 방안

 가. 평면형 역F형 안테나

     - 이동전화용으로는 평면형 역F형 안테나가 가장 많이 사용되고 있음

     - 선형 역F형 안테나에서 가로방향의 도체선을 도체판으로 한 구조

     - 도체선으로부터는 전파가 방사되기 어렵지만 도체판으로 대체하면 전파의 방사가 잘 이루어짐

 나. 마이크로스트립 안테나

    - Microstrip 기판위에 네모 혹은 원형 형태로 금속패턴을 만든 후 여러 가지 형태로 급전

    - 마이크로스트립 안테나를 소형화하는 방법은 방사판의 한 변을 도체판과 접속한 것으로 길이는 마이크로스트립 안테나의 1/2로 되며, 이득이 3dB 낮아진다

4. 복합형 안테나의 소형화 방안

  가. 접어진 안테나

     - 접어진 형태로 만들어서 소형 안테나의 입력저항을 크게 해주는 기술

     - 다이폴에 나란히 도체를 배열하는 폴디드 다이폴 (folded dipole)이 대표적 예

  나. 유전체 장하형 안테나

     - 큰 유전율이나 투자율을 갖는 물질을 안테나에 장착하여 파장을 단축하는 방법으로 소형화 가능

     - 예를들면 모노폴 안테나의 주위를 유전체로 둘러싸는 모양으로 만드는 것

다. 자성체 장하형 안테나

   - 헬리컬 안테나와 같은 코일 모양의 안테나 내부에 강자성체를 삽입하여 소형화하는 방법

2. 자기장 영역

3. 시스템 구성

1. 개요

 - 저주파(128KHz)를 이용한 통신 방식

 - 투과성이 높은 전자계의 자기장 특성을 이용한 근거리 통신방식

 - 일반적으로 사용하고 있는 고주파(800MHz~2.2GHz) 통신기술과 다르게 투과성이 높아 서로 다른 매질(흙, 물, 콘크리트 등)을 통과 할때도 전파손실이 적음

 - 통신 거리가 짧다는 제한이 있음

2. 자기장 영역

 - 자기장 영역이란 전자파가 안테나로부터 복사되어 공간으로 전파될 때 안테나에서 2π/λ까지의 영역을 말하며 거리가  2π/λ보다 작은 지점에서는 복사전자 계보다 자기장 통신에서 이용하는 유도 전자계가 강함

1. 개요

 - 6LoWPAN(IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Network)

 - 802.15.4 기반의 센서 네트워크 위에서 인터넷 프로토콜을 사용하기 위한 기술

 - 일반적으로 WSN(Wireless Sensor Network)의 특징들을 모두 가지고 있으며 추가적으로 Adaption Layer를 도입함으로써 이미 널리 구축되어 있는 IP 네트워크 인프라를 이용

2. 특징

가. 802.15.4의 특징

  - 전송 속도:250kbps

  - 토폴리지: Star, Tree, Mesh

  - 주소: 16bit, 64bit

 나. 6LoWPAN의 특징

  - 128bit의 주소체계 사용

  - 127byte의 패킷 한계와 IPv6를 지원하기 위해 헤더 압축 기술, 단편화/재조립 방법, 주소 자동 설정 등을 정의

3. 계층 구조

4. 6LoWPAN 구성

5. 6LoWPAN 장점

 - 이미 구현되어 있고 다양한 매커니즘들이 입증되어진 IP 네트워크를 이용할 수 있음- 신뢰성

 - 기술이 공개되어 있어 자유롭게 설치 및 운용이 가능

 - 확장된 주소 사용으로 주소 고갈 문제 해결

 - 각 센서 노드에 직접적 접근 가능

 - 물리적 거리와 대량의 무선센서 네트워크를 구성하는데 용이-확장성

1. GPS 신호의 방해요소

 - GPS 신호를 방해하는 요소는 크게 재밍, 전파차단, 스마트 재밍, 재방송으로 나눌 수 있음

 가. 재밍

    - GPS 재밍은GPS 신호와 같은 주파수 대역의 큰 신호 전력을 송신하는 재머를 이용하여 GPS 신호를 교란하는 것으로 비교적 쉽게 GPS 전파교란이 가능

 나. 전파차단

    - 전파차단은 GPS 신호의 수신이 이루지지 못하도록 차단시키는 것
    - GPS 수신기 안테나를 결렬시키거나 금속 물체를 이용하여 안테나를 덮을 경우, 손쉽게 GPS 신호의 차단이 가능

 다. 스마트 재밍

    - 거짓 GPS 신호를 생성하여 목표로 삼은 수신기에 송신함으로써 수신기가 잘못된 시각과 위치를 계산

    - GPS 기만기는 GPS 신호를 수신하고 이를 처리할 수 있는 장비를 이용하여 임의 위성신호에 대해
오차가 삽입된 정보를 생성하고 이를 실제 GPS 신호보다 다소 높게 송출함으로써 목표로 삼은 수신기가 실제 GPS 신호가 아닌 기만기가 송출한 신호를 획득, 추적

 라. 재방송

    - GPS 신호를 일정 시간 동안 지연시킨 후 다시 수신기에 재송신함으로써 오차가 발생하도록 함

2. 항재밍 기술

  - 위성항법 수신기로 유입되는 간섭  및 재밍 신호를 효율으로 제거 또는 억압하기 하여 다양한 항재 기술들이 연구

 가. 안테나 기술

    - 공간적 기법

    - 적응형 안테나 어레이를 사용하는 기술

    - 교란 신호가 오는 방향을 찾아내어 안테나의 수신패턴을 제어, 교란 차단

    - 재밍 신호 검출 후 위성 신호 방향에 매운 좁은 빔폭의 빔을 형성하여 이득을 높이는 방법과, 재밍신호 방향에 널을 형성하여 재밍 신호를 억합하는 방법

  나. 프론트 엔드 필터링 기술

    - 시간적 기법

    - 수신기가 신호를 받았을 때 이상하다고 판단되면 재밍 신호로 파악하고 이를 필터링

    - 대역 필터를 사용하여 차단

  다. 디지털 항재밍 신호처리 기술

    - 디지털 신호처리 기술을 이용하여 재밍 및 간섭 신호를 제거하는 기술

    - 시간영역에서 신호처리를 수행하는 STAP(Spatial Time Adaptive Processing)과 주파수 영역에서 신호처리를 수행하는 SFAP 등이 있음

  라. AGC(Automatic Gain Control) 기술

    - 재밍 여부를 검출하는 방법으로 J/N(Jamming to Noise power ratio)을 측정

    - J/N이 기준 임계값 이상이 되면 재밍이 인가되고 있음을 인지하고 이에 대응

    - J/N 검출은 AGC에서 수행

1. 개요

 - 입력 출력을 증폭하여 더 큰 출력을 만들어 내는 기기

 - 증폭기의 성능 파라미터 P1dB, IMD, IP3, ACPR/ACLR 등이 있음

 2. P1dB

  가. 개요 

     - 증폭기에서 최대(선형) 축력 전력을 나타내는 지표

     - 1dB Gain Compression Point

  나. 특성

    - P1dB와 평균전력의 차이를 Back-off

    - PAPR이 클수록 Back-off를 크게 갖고 가야함

               FM 변조 방식: 약 3dB Back-off

               OFDM 방식: 약 10~12dB Back-off

3. IMD

 가. 개요

   - IMD(Inter Modulation Distortion)란 비선형 소자를 통한 RF 신호처리 과정에서 두 개의 다른 입력 주파수 신호의 Harmonic 주파수들끼리의 합과 차로 조합된 출력주파수 성분이 나오는 현상

  - 즉, 2개 이상의 주파수가 서로 간섭하여 불필요한 주파수 성분이 증폭기 출력에 나타나는 현상임

  나. IMD 스펙트럼 분석

 다. IMD가 시스템에 미치는 영향

   - 두 주파수 성분에 의해 발생하는 3차 IMD들은 수많은 주파수들이 조합된 경우 하나의 대역폭을 가진 잡음을 형성

   - 이러한 잡음은 신호의 진폭과 위상 왜곡을 발생시킴

4. IP3

 -  fundamental 출력전력과 IM3 성분이 포화되지 않고 계속 증가한다는 가정하에 두 전력점이 같아지는 지점

 - IM3 성분의 증가율이 fundamental 신호의 전력증가율보다 높다

 - IP3 값은 클수록 좋음 

5. ACPR/ACLR

  가. ACPR

    - Adjacent Channel Power Ratio

    - 인접 채널의 전력 비율

  나. ACLR

    - Adjacent Channel Leakage Ratio

    - 자기 채널과 옆의 누설채널과의 전력차이를 의미

6. 선형성 증가방안

 - 출력단에서는 선형성을 위해 LPF 형태의 매칭구조를 사용(출력단에서 하모닉 제거)

 - Harmonic Termination(Harmonic 주파수에 간단한 notch filter (Band reject/stop filter) 사용)

 - Back-off

- Feedback을 이용한 선형성 증가

- Pre-distortion을 이용한 선형성 증가

- Feedforward를 이용한 방식(feedback과 달리 왜곡성분을 추출하고 그것을 입력단으로 보내어 처리하는게 아니라 출력단 자체에서 해결)

1. 개요

 - Light(빛)와 Fidelity(충실도)의 줄임말로 LED 전구에서 나오는 빛의 파장인 가시광선을 이용해 빠른 통신 속도를 구현하는 기술

 - 즉 전구에서 발산하는 빛으로 정보를 송수신하는 방식

 - 가시광 통신

2. 동작원리

3. 장/단점

 가. 장점

   - 뛰어난 속도(Wi-Fi 보다 100배)

   - 경제성: 네트워크와 통신장비를 설치할 필요가 없음

   - 주파수: 가시광선의 주파수 영역은 380~750THz로 무선통신 전체 주파수보다 1만배 이상 넓음

   - 보안성이 높음

   - 전파간섭이 있는 곳에서도 사용 가능

 나. 단점

   - 빛이 닿는곳에만 통신이 가능하다는 점

   - LiFi 조명 설치 및 배선 인프라를 위한 재투자가 필요

<배경>

 - 이동통신 네트워크 용량은 주파수 효율 향상 및 초광 대역 주파수 확보 등을 통해 증대 가능, 하지만 용량 향상 정도 제한적

 - 급증하는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위해 소형셀을 통한 네트워크 용량 증대 고려

 - 소형셀을 통한 용량 향상 방안은 매크로와 같은 대용 량 기지국의 설치와는 달리 설치가 간단하고 거리 시설 물을 이용할 수 있기 때문에 사이트(site) 확보 및 운영 비용이 절감되는 장점이 있지만, 고밀도 환경으로 갈수 록 네트워크와의 연결을 위한 선로 설치 및 운영 부담이 증가하는 문제를 갖는다. 이를 해소하기 위해 최근에는 무선 백홀(backhaul)을 통해 네트워크와 소형셀을 연결 하는 솔루션이 제품화

 - 네트워크 패러다임이 인프라 중심에서 사용자 중심으로 전환되면서 사용자를 따라 움직이는 이동 소형셀에 대한 관심이 고조

1. 개요

 - 차량 탑재 및 휴대 등을 통해 이동이 자유롭고 (Moving Base Station/Relay), 자체 응용/Cloud 서버를 통해 서비스 직접 제공이 가능하며, 근접 이동셀들과 셀 간 직접 통신이 가능한 초소형 이동 기지국

2. 개념도

 -  자유로운 이동 중 에도 네트워크와 통신 제공을 위해 상위로는 무선 백홀 (backhaul) 링크를 통해 네트워크와 연결되고, 하위로 는 액세스(access) 링크를 통해 단말들의 접속을 제공하 며, 독자적인 셀(cell) 구성이 가능한 Moving Base Station/Mobile Relay 구조를 기반

3. 이동셀 특징

 가. Mobile Edge Cloud

   - 기존의 기지국이 주로 네트워크와 단말을 연결해 주는 중계 기능을 제공한 것과는 달리, 5G 이동셀은 사용자 중심의 서비스 제공 및 공유 모델을 실현하기 위해 자체 응용/Cloud 서버 및 GW(gateway) 기능이 탑재

   - 자체 응용/Cloud 서버는 네트워크로부터의 콘텐츠를 일 시적으로 저장하여 접속 단말에게 고품질의 액세스 링 크를 통해 전달하는 캐슁(caching) 기능도 제공하지만, 사용자에 의해 생성된 콘텐츠 및 데이터를 저장, 관리하 고 주변 사용자들과의 직접 공유도 가능한 mobile private cloud 서버 기능도 제공함

 나. Cell to Cell Direct 통신

   - 기존의 기지국 간의 통신이 모두 네트워크를 경유했 던 것과는 달리, 5G 이동셀은 사이드홀(sidehaul) 링크를 통해 주변 이동셀 간 직접 통신 기능을 제공함

 다. Multi-RAT 액세스 

   - 기존의 이동통신 기지국이 Cellular 기반의 단일 액세 스를 제공하던 것과는 달리, 5G 이동셀은 Cellular와 함 께 WiFi 및 Bluetooth 등 Non-Cellular 액세스를 제공 함으로써 접속 단말의 다양성을 향상시킬 수 있음

4. 이동셀 무선 링크 형상도

가.  Co-channel Links 

    - 이동셀을 중심으로 백홀/사이드홀/액세스 링크가 모 두 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주 파수 자원 사용

 나.  Dedicated Backhaul/Sidehaul Links

    - 이동셀의 액세스 링크는 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주파수 자원을 사용(3GPP HetNet(Heterogeneous Networks) 환경과 유사)하지 만, 백홀과 사이드홀은 별도의 주파수 자원 사용

 다.  Dedicated Access Links 

    - 이동셀의 백홀과 사이드홀은 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주파수 자원을 사용하지만, 액세스 링크는 매크로 기지국과 상이한 주파수 자원을 사용

5. 5G 이동셀의 요소 기술

 - 기반 기술, 인접 통신 기술, 고밀도화 기술로 분류

 - 기반 기술은 이동셀의 구조 및 기본 기능 제공을 위해 필요한 요소 기술

 - 인접 통신기술은 주변 이동셀과의 통신을 위한 기술

 - 고밀도화 기술은 이동셀이 고밀도 환경에서 운영될 때 필요한 요소 기술을 의미

 5G 이동셀 기술 및 표준화 동향(ETRI, 2015)

1. 개요

 - 능동 안테나 시스템 (Active Antenna System; AAS)은 기지국용 안테나의 각 소자마다 RF 능동 모듈이 결합되어 배열

 - 능동 안테나 시스템 (AAS)은 안테나 소자마다 능동형 모듈이 장착되어 소자간 진폭과 위상을 원하는 대로 조정할 수 있는 시스템

 - 디지털 빔포밍 (Beamforming)을 통해 셀 환경에 적합한 다양한 빔 패턴을 구현

 - 수직적 섹터구분 (Vertical Sectorization)을 통해 주파수 효율을 증대

2. 배경

 - LTE 가입자, connected device 및 mobile video 사용량의 증가와 네트워크 기술의 진화로 모바일 트래픽은 기하급수적으로 증가

 - 이를 극복하기 위해 무선환경 효율성 및 셀 분할을 증대하기 위한 기술이 연구/개발

 - 이러한 일환으로 나온 안테나 기술이 AAA(Active Antenna System)

3. 특징

http://www.netmanias.com/ko/