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고도 및 안테나 기울기를 기반으로 한 지상 기지국과 무인항공기 간 통신품질 분석 = Analysis of Base Station and Unmanned Aerial Vehicle Communication Quality Based on Altitude and Antenna Tilt
본 논문은 무인항공기와 지상 기지국 간의 통신품질을 무인항공기의 고도와 기지국 안테나의 기울기를 기반으로 분석하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 3GPP 36.814 기지국 안테나 이득 패턴 모델과 ATDI사의 HTZ Communications 시뮬레이션 도구를 사용하여 무인항공기의 고도와 기지국 안테나의 기울기를 기반으로 통신품질을 나타내는 기준 신호 수신 전력을 분석하였다. 분석 결과 현재의 지상 기지국은 지상에 위치하고 있어 지상 환경에 대한 커버리지 및 통신 품질 요구사항은 충족하는 것으로 나타났다. 그러나 무인항공기가 공중에 위치할 때커버리지 부족, 음영 지역 및 신호 강도 부족과 같은 문제가 발생하였다. 특히, 저고도 무인항공기의 최대 비행고도가 6,000m인 점을 고려할 때, 기지국 안테나의 추가적인 하향 기울기가 무인항공기의 상공 커버리지 부족, 음영지역 및 통신품질 부족과 같은 문제를 더욱 악화시킬 것으로 판단되어 추후 상공 네트워크에 대한 연구가 필요하다.
더보기In this paper aims to analyze the communication quality between unmanned aerial vehicles (UAVs) and ground base stations based on the altitude of the UAVs and the tilt of the base station antenna. To achieve this, we utilized the 3GPP 36.814 base station antenna gain pattern model and the HTZ Communications simulation tool from ATDI to analyze the reference signal received power, representing communication quality, based on the altitude of the UAV and the tilt of the base station antenna. The analysis results indicate that the current ground-based stations, located on the ground, meet the coverage and communication quality requirements for the terrestrial environment. However, issues such as coverage gaps, shadow areas, and signal strength inadequacies arise when UAVs are positioned in the airspace. Particularly noteworthy is the fact that considering the maximum flight altitude of low-altitude UAVs is 6,000 meters, additional downward tilt of the base station antennas could exacerbate issues such as insufficient aerial coverage, shadow areas, and poor communication quality. Therefore, further research on aerial networks is deemed necessary.
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