지하철 터널에서의 18GHz 무선영상신호 전파특성 측정

Abstract

지하철 무선영상전송을 위한 전용주파수로 분배된 18GHz 대역에 대하여, 지하철 터널구간에서 무선영상전송용 무선장치를 이용하여 전파경로손실특성을 측정하고 전파도달범위를 분석하였다. 측정결과, 터널 내에서 거리에 따른 경로손실지수는 2.0~2.6으로서 일반적인 실외 무선환경에서보다 전송손실이 작았으며, 일반 도로 터널보다는 전송손실이 큰 것으로 나타났다. 터널 구조면에서 보면 직사각형 터널보다 아치형 터널에서 전송손실이 작았으며, 복선터널보다 단선터널에서 전송손실이 작은 것으로 나타났다. 직선구간에서의 안정적인 전파도달범위는 520m로 분석되었다. 곡선구간에서는 경로손실지수가 5.0 이상까지 측정되어 경로손실이 크게 나타났으며, 가시거리통신이 확보되지 않을 경우 일반적인 실외무선환경보다 경로손실이 크다는 것을 확인하였다. 곡선구간에서의 안정적인 전파도달범위는 300m로 분석되었다. 이상과 같은 지하철 터널구간에서의 수신신호강도 측정결과는 18GHz 무선 지상국 설치 간격 최적화 및 지하철 전파환경에 최적화된 핸드오버알고리즘 구현 등 무선영상전송시스템 설계에 활용할 수 있다. This paper presents an experimental study on the radio propagation characteristics in subway tunnel at 18GHz frequency band which has been assigned to video transmission between train and wayside. The radio propagation tests are carried out in the subway tunnel of Seoul Metro using the antenna and communication devices of the prototype video transmission system. The measurement results show that 18GHz radio propagation in subway tunnel has smaller path loss than that of general outdoor radio environment. It is also cleared that the arch-type tunnels have smaller radio propagation losses than rectangular tunnels, and single track tunnels have smaller pass loss than double track tunnels. From the measurements, the radio propagation coverage is worked out as 520 meters. The curved tunnels which cannot have LOS communication between transmitter and receiver have large pass losses and fluctuation profile along distance. The radio propagation coverage along curved tunnels is worked out as 300 meters. These investigation results can be used to design the 18GHz radio transmission system for subway tunnel by providing the optimized wayside transmitter locations and handover algorithm customized to the radio propagation characteristics in subway tunnels.