비시선 전파

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비시선(NLOS) 전파는 지상 반사처럼 송신기와 수신기 사이의 일반적인 시야선(LOS) 밖에서 발생한다. 근시선(NLOS) 조건이란 가장 안쪽의 프레스넬 영역에 존재하는 물리적 물체에 의한 부분적인 방해를 말한다.

일반적으로 NLOS 전파의 원인이 되는 장애물은 건물, 나무, 언덕, 산, 그리고 경우에 따라서는 고압 전력선이 있다. 이러한 장애물의 일부는 특정 무선 주파수를 반영하는 반면 일부는 단순히 신호를 흡수하거나 교란하지만, 어느 경우든 특히 전력 예산이 낮은 경우 많은 유형의 무선 전송의 사용을 제한한다.

수신기의 전력 수준이 낮으면 전송을 성공적으로 수신할 가능성이 감소한다. 낮은 레벨은 최소한 세 가지 기본적인 이유로 야기될 수 있다. 예를 들어, 와이파이 전력 수준과 같은 낮은 전송 수준, 5마일(8.0km) 이상 떨어진 3G 또는 50km 이상 떨어진 TV와 같은 먼 송신기, 그리고 명확한 경로를 남기지 않는 송신기와 수신기 사이의 방해.

NLOS는 유효 수신 전력을 낮춘다. 근시선(Near Line Of Sight)은 보통 더 나은 안테나를 사용하여 처리할 수 있지만, 비시선(Non Line Of Sight)은 대체 경로나 다중 경로 전파 방법을 필요로 한다.

효과적인 NLOS 네트워킹을 달성하는 방법은 현대 컴퓨터 네트워킹의 주요 질문 중 하나가 되었다. 현재 무선 컴퓨터 네트워크에서 NLOS 조건을 처리하는 가장 일반적인 방법은 단순히 NLOS 조건을 우회하고 릴레이를 추가 위치에 배치하여 장애물을 중심으로 전파 전송 내용을 전송하는 것이다. 일부 더 진보된 NLOS 전송 체계는 현재 다중 경로 신호 전파를 사용하여 수신기에 도달하기 위해 무선 신호를 근처의 다른 물체에서 튕겨낸다.

NLOS(Non-Line-of-Sight, NLOS)는 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 가시선(LOS)이 없는 라디오 채널이나 링크를 설명하기 위해 무선 통신에 자주 사용되는 용어다. 이 맥락에서 LOS는

• 어떤 형태의 시각 장애물도 없는 직선으로, 실제로 너무 멀리 떨어져 있어서 도움을 받지 못한 인간의 눈으로 볼 수 없다 하더라도 말이다.
• 가상 LOS, 즉 시각적으로 방해되는 물질을 통한 직선으로, 따라서 전파가 감지될 수 있도록 충분한 전송을 남겨둔다.

전파 전파 전파에 영향을 미치는 전송 매체의 전기적 특성은 많으며, 따라서 NLOS 경로에 걸쳐 무선 채널의 작동 품질에 영향을 미친다.

NLOS라는 약어는 NLOS 커버리지의 합리적인 수준을 제공하는 그러한 링크의 기능이 그들이 가장 빈번한 전형적인 도시 환경에서 시장성과 다용성을 크게 향상시키기 때문에 WLANs (Wireless Local Area Networks)과 WiMAX와 같은 무선 대도시권 네트워크의 맥락에서 더욱 유명해졌다.y 사용. 그러나 NLOS는 많은 다른 무선 통신 하위 세트를 포함한다.

시각 장애물이 NLOS 링크에 미치는 영향은 무시할 수 있는 것에서부터 완전한 억제까지 모든 것일 수 있다. 예를 들어 텔레비전 방송 안테나와 지붕에 장착된 수신 안테나 사이의 LOS 경로에 적용할 수 있다. 만약 구름이 안테나 사이를 통과할 경우 링크는 실제로 NLOS가 될 수 있지만 라디오 채널의 품질은 사실상 영향을 받지 않을 수 있다. 대신, NLOS가 되는 경로에 큰 건물이 건설되었다면, 채널 수신이 불가능할 수도 있다.

BLOS(Beyond-of-sight, BLOS)는 LOS 통신을 위한 지형에 의해 너무 멀리 또는 너무 완전히 가려진 사람 또는 시스템을 연결하는 무선 통신 기능을 설명하기 위해 군에서 자주 사용되는 관련 용어다. 이들 라디오는 능동 중계기, 지상파 전파, 대류권 산란 링크, 전리권 전파 등을 활용하여 통신 범위를 몇 마일에서 몇 천 마일까지 확장한다.

평면 전자기파로서의 전파

맥스웰의 방정식에서^[1] 우리는 전파가 먼 들판이나 프라운호퍼 지역의 자유 공간에 존재하기 때문에 평면파처럼 작용한다는 것을 발견한다.^[2][3] 평면파에서는 전기장, 자기장 및 전파 방향이 상호 수직이다.^[4] NLOS 경로를 통한 성공적인 무선 통신을 가능하게 하는 다양한 메커니즘을 이해하려면 그러한 평면파가 안테나 사이의 다른 LOS 경로를 시각적으로 방해하는 물체 또는 물체에 의해 어떻게 영향을 받는지 고려해야 한다. 전파 원거리 전파와 전파 비행기 전파라는 용어는 상호 교환이 가능한 것으로 파악된다.

선견지명이란 무엇인가?

정의에 따르면, 시선은 시선의 시각적 선으로, 인간의 평균적인 시력의 능력에 의해 결정된다. 우리의 눈은 빛에 민감하지만 광학 파장은 전파 파장에 비해 매우 짧다. 광학 파장은 약 400나노미터(nm)에서 700nm까지 다양하지만, 무선 파장은 300GHz에서 약 1밀리미터(mm)에서 10kHz에서 30km(km)까지 다양하다. 따라서 가장 짧은 전파 파장조차 가장 긴 광학 파장보다 약 2000배 길다. 일반적인 통신 주파수가 약 10 GHz인 경우, 차이가 6만 배나 되므로 NLOS 경로를 제안할 수 있는 것과 같은 시각 장애물을 무선 전파 경로에 영향을 미칠 수 있는 것과 동일한 장애물로 비교하는 것이 항상 신뢰할 수 있는 것은 아니다.

NLOS 링크는 심플렉스(변속기는 한 방향으로만), 듀플렉스(변속기는 양방향 동시) 또는 하프듀플렉스(변속기는 양방향으로 가능하지만 동시에 가능하지는 않음)일 수 있다. 정상 조건에서 NLOSl을 포함한 모든 무선 연결은 상호적이다. 즉, 무선 채널에 대한 전파 조건의 영향이 단순, 이중 또는 반이중으로 작동하든 동일하다는 것을 의미한다.^[5] 그러나 서로 다른 주파수에서의 전파 조건은 다르기 때문에 업링크와 다운링크 주파수가 다른 전통적인 이중화가 반드시 상호적일 필요는 없다.

장애물의 크기 및 전기적 특성에 의해 평면파가 어떻게 영향을 받는가?

일반적으로 평면파가 방해물에 의해 영향을 받는 방법은 파장과 관련된 방해물의 크기와 방해물의 전기적 특성에 따라 달라진다. 예를 들어, 송신과 수신 안테나 사이를 통과하는 다중 파장 치수의 열기구(Hot Air Balloon)는 상당한 시각 장애물이 될 수 있지만, 두 가지 모두 좋은 절연체인 직물로 구성되고 뜨거운 공기로 가득 찬다고 가정할 때 NLOS 무선 전파에 큰 영향을 미칠 것 같지는 않다. 반대로 파장에 필적하는 치수의 금속 장애는 상당한 반사를 일으킬 수 있다. 장애물 크기를 고려할 때 전기적 특성이 가장 일반적인 중간 유형 또는 손실 유형이라고 가정한다.

방해물 크기

일반적으로, 가능한 NLOS 경로에서 고려해야 할 파장과 관련하여 대략 세 가지 크기의 방해물이 있다. 이러한 방해물은 다음과 같다.

• 파장보다 훨씬 작다.
• 파장과 같은 순서
• 파장보다 훨씬 큰

장애물 치수가 입사 평면 파장의 파장보다 훨씬 작으면 파장은 근본적으로 영향을 받지 않는다. 예를 들어 약 200kHz에서 장파라고도 하는 저주파(LF) 방송은 파장이 1500m이며, 훨씬 작은 대부분의 평균 크기 건물의 영향을 크게 받지 않는다.

장애물 치수가 파장과 동일한 순서일 경우 장애물 주위에 회절 정도가 있으며 이를 통해 어느 정도 전달될 수 있다. 입사 전파는 약간 감쇠될 수 있고 확산된 파동 사이에 약간의 상호작용이 있을 수 있다.

장애물이 많은 파장의 치수를 갖는 경우, 장애물을 형성하는 물질의 전기적 특성에 크게 의존한다.

NLOS를 유발할 수 있는 장애물의 전기적 특성

전파를 방해하는 물질의 전기적 특성은 한 극단에서 완벽한 도체로부터 다른 극단에서는 완벽한 절연체에 이르기까지 다양할 수 있다. 대부분의 재료는 도체와 절연체 특성을 모두 가지고 있다. 이러한 경로가 혼합될 수 있다. 예를 들어, LOS 경로가 콘크리트와 강철로 건설된 철근 콘크리트 건물에 의해 막힘으로써 많은 NLOS 경로가 발생한다. 콘크리트는 건조하고 강철은 좋은 전도체일 때 꽤 좋은 절연체다. 또는 재료는 균일한 손실 재료일 수 있다.

재료가 도체 또는 절연체 어느 정도인지 설명하는 매개변수를 ${\displaystyle \mathrm{황갈색}\Delta }$ ${\displaystyle \tan \delta }$ 또는 손실 접선(bontent, \displaystyle \tan \delta $\})$이라고 하며, 이 매개변수는 다음과 같다.

${\displaystyle \tan \cHB ={\frac {\basma}{\omega \epsilon _{0}\epsilon _{r}}}}}$

어디에

${\displaystyle \sigma }$ ${\displaystyle \sigma}$은(는) 지멘스 per meter(S/m) 단위의 재료 전도도

${\displaystyle \Omega }$= ${\displaystyle 2}$㎛ ${\displaystyle f}$ ${\displaystyle \omega =2\pi f}$은(는) RF 평면파의 각도 주파수(초당 radians)(rad/s)이며 f {\$displaystyle f}$은 그 주파수(Hz)이다$.$

${\displaystyle {ϵ}_{}}$ ${\displaystyle {0\mathrm{}}_{}}$ ${\$는 자유 공간의 절대 허용률(f/m)이다$$.

그리고

${\displaystyle {ϵ}_{}}$ ${\displaystyle r_{}}$ ${\$는 물질의 상대적 허용률(유전 상수라고도 함)이며$$ 단위가 없다.

도체 양호(절연체 불량)

$\sigma {\displaystyle \Omega }$ 0 ${\displaystyle {\omega }_{}}$ ${\displaystyle {r\mathrm{}}_{}}$ ${\$r}}}}} 이 물질은$$ 전도성이 좋거나 절연체가 불량하며 거의 동일한 전력으로 그 물질에 입사하는 전파를 실질적으로 반영한다.^[6] 따라서 물질 자체에 의해 RF 전원이 흡수되지 않고, 매우 얇더라도 거의 전송되지 않는다. 모든 금속은 훌륭한 도체이며 물론 도시 환경에서 상당한 전파 반사를 일으키는 많은 예들이 있다. 예를 들어 교량, 금속 외피 건물, 저장 창고, 항공기 및 전력 송전탑 또는 주론.

절연체 양호(도체 불량)

$\sigma {\displaystyle \omega }$ ${\displaystyle {\Omega }_{}}$ 0 ${\displaystyle {}_{}}$r {\$displaystyle$ \$sigma \ll \omega 엡실론 _{$0}\$epsilon _{$r}}}}}}} 이 물질은$$ 절연체(또는 유전체)가 양호하거나 도체 불량이며, 이 물질에 발생하는 파동을 실질적으로 전달한다. RF전력은 사실상 흡수되지 않지만 자유공간에 비해 상대적 허용율에 따라 경계에 반영될 수 있는 것도 있는데, 이것이 통일이다. 이것은 아래에 설명되어 있는 내재 임피던스의 개념을 사용한다. 또한 좋은 절연체가 되는 큰 물리적 물체는 거의 없으며, 흥미로운 예외는 민물 빙산이지만, 이것들은 대부분의 도시 환경에서는 일반적으로 나타나지 않는다. 그러나 대량의 가스는 일반적으로 유전체로 작용한다. 이것들의 예로는 지구 대기의 지역들이 있는데, 이것은 10~20km까지 고도를 증가시킬 때 점차적으로 밀도가 감소한다. 약 50km에서 200km까지 더 큰 고도에서 다양한 전리층도 유전체처럼 작용하며 태양의 영향에 크게 의존한다. 이온층들은 가스가 아니라 플라스마다.

평면파 및 내인성 임피던스

방해물이 완벽한 절연체라고 하더라도 대기 중과 다른$$ 상대적 허용률 ${\displaystyle {ϵ}_{}}$ r ${\$ 때문에 반사 특성이 있을 수 있다. 평면파가 전파될 수 있는 전기 물질은 내인성 임피던스$({\displaystyle \eta }$) 또는 전자기 임피던스라는 속성을 가지고 있는데, 이는 전송선 이론에서 케이블의 특성 임피던스와 유사하다. 균질 물질의 내성 임피던스는 다음과 같이 주어진다.^[7]

${\displaystyle \eta ={\sqrt {\frac {\mu_{0}\mu_{r}}{r}}{\epsilon_{r}}}}}$

어디에

${\displaystyle {\mu }_{}}$ ${\displaystyle {0\mathrm{}}_{}}$ ${\$은(는) 1m당 henry의 절대투과성으로, $4{\displaystyle \mathrm{}}$㎛ ${\$H$$/m로 고정된 상수형이다.

${\displaystyle {\mu }_{}}$ ${\displaystyle r_{}}$ ${\$는 상대적 투과성(단위 없음)이다$$.

${\displaystyle {ϵ}_{}}$ ${\$는 파라드$$ perm(F/m)의 절대 허용률이며, $8{\displaystyle .85}$ ${\displaystyle \cdot }$ ${\displaystyle {10}^{}}$- ${\displaystyle {12}^{}}$ ${\$F$$/m로 고정된 상수형이다.

${\displaystyle {ϵ}_{}}$ ${\displaystyle r_{}}$ ${\$는 상대적 허용률 또는 유전 상수(단위 없음)이다$$.

여유 공간 $\mu {\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle r_{}}$= ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \mu _{r}=1$}$$및 ${\displaystyle \mathrm{ϵ}}$ r${\displaystyle {}_{}}$= 1 ${\displaystyle \epsilon _{r}=1}$의 경우$,$ 따라서 여유 공간 ${\displaystyle {\mu \mathrm{}}_{}}$ 0 ${\$의 내재 임피던스는 다음과$$ 같다.

${\displaystyle \eta _{0}={\sqrt {\frac {\mu _{0}{0}{\epsilon _{0}}}}}$

이 값은 약 $377\Omega {\displaystyle \mathrm{}}${\$displaystyle \Oomega }$까지 평가된다$.$

유전체 경계에서의 반사 손실

평면파 이론과 투과선 이론을 유사하게 보면, 반사 계수 ${\displaystyle \Gamma}$의 정의는 평면파가 한 유전체 매체에서 다른 유전체 매체로 통과할 때 경계에서 정상적으로 반사 수준을 측정한$$ 것이다. 예를 들어, 첫 번째 매체와 두 번째 매체의 고유 임피던스가 각각$$ ${\displaystyle {1\mathrm{}}_{}}$ 1 ${\$ ${\displaystyle {and}_{}}$ 2 ${\$ $\$$eta_{$2}}인 $경우$$,$ 1, $\gamma {\displaystyle {\mathrm{}}_{}}$ ${\$21$\}$에 대한 매체 2의 반사 계수는 다음과 같다.

${\displaystyle \Gamma _{21}={\frac {\eta_{2}-\eta_{1}:{1}{{1}{\eta _{2}+\eta_{1}}}}}}}}$

NLOS 링크를 통해 전송된 RF 신호가 그러한 반사의 영향을 받는 방법에 대한 데시벨 단위의 로그 측정(${\displaystyle {Tr}_{}}$ ${\$은 다음과 같다.

${\displaystyle T_{ref}=10\log _{10}(1-\왼쪽 \Gamma _{21}\오른쪽 ^{2}d)B}$

전도성이 유한한 중간재

NLOS 링크를 통한 전파 송신에 영향을 미치는 유형의 대부분의 재료는 중간이다. 좋은 절연체도 좋은 도체도 아니다. 얇은 중간 물질로 구성된 방해물에 발생하는 전파는 부분적으로 입사 경계와 출구 경계 모두에 반영되며 두께에 따라 부분적으로 흡수된다. 방해물이 충분히 두꺼우면 전파가 완전히 흡수될 수도 있다. 비록 손실 정도는 대개 극도로 가변적이며 종종 존재하는 수분 수준에 따라 매우 의존적이기는 하지만, 흡수 때문에 이러한 물질들을 흔히 손실 물질이라고 부른다. 이들은 종종 이질적이며 다양한 수준의 도체 및 절연체 특성을 가진 재료의 혼합물로 구성된다. 그러한 예로는 언덕, 계곡 옆면, 산(식물이 상당함)과 돌, 벽돌 또는 콘크리트로 건축되었지만 철근은 없는 건물 등이 있다. 두께가 두꺼울수록 손실은 커진다. 예를 들어 벽은 동일한 재료로 건축된 건물보다 일반적인 입사파에서 RF 전력을 훨씬 덜 흡수한다.

가시거리가 아닌 전송을 달성하는 수단

패시브 랜덤 반사

수동적 무작위 반사는 평면파가 NLOS로 다른 LOS 무선 경로를 만드는 물체 주위의 하나 이상의 반사 경로에 노출될 때 달성된다. 반사 경로는 금속성(철교나 비행기와 같은 매우 우수한 도체)일 수 있는 다양한 물체 또는 콘크리트 건물 옆면, 벽 등의 대형 확장과 같은 평면파에 상대적으로 양호한 도체에 의해 발생할 수 있다. 경우에 따라, 평면 파형은 각 반사에서 링크가 LOS였을 때와 비교하여 송신 안테나에서 더 높은 출력 전력에 의해 보상되어야 하는 전송 손실을 겪기 때문에, 이것은 때로는 짐승 같은 힘 방법으로 간주된다. 그러나 이 기술은 값싸고 사용하기 쉬우며, 수동적인 무작위 반사는 NLOS를 달성하기 위해 도시 지역에서 널리 이용되고 있다. 패시브 반사를 이용하는 통신 서비스로는 와이파이, 와이맥스, 와이맥스미모, 모바일(셀룰러) 통신, 도시로의 지상파 방송 등이 있다.

패시브 리피터

장애물 주위의 경로를 제공하기 위해 중요 위치에 정밀하게 설계된 반사경을 의도적으로 설치하여 NLOS 링크를 달성하기 위해 수동 반복기를 사용할 수 있다. 그러나 대부분의 도시 환경에서는 접근하기 어려운 위치 또는 계획 당국이나 건물 소유자가 수용할 수 없는 위치에 중요한 위치를 배치해야 하는 부피가 큰 반사경 때문에 이러한 반사경은 허용되지 않는다. 패시브 리플렉터 NLOS 링크도 수신 신호가 송신 안테나에서 수신 안테나로 가는 각 홉마다 하나씩 송신 신호의 '이중 역제곱 법칙' 함수이기 때문에 상당한 손실을 입는다. 그러나, 그것들은 성공적으로 시골 산악 지역에서 산 주변의 로스 마이크로파 연결의 범위를 확장하여 NLOS 연결을 만들었다. 그러한 경우, 적절한 전원 공급을 얻는 데 문제가 있기 때문에 일반적으로 보다 일반적인 활성 중계기의 설치가 불가능했다.

활성 반복기

액티브 리피터는 기본적으로 수신 안테나, 수신기, 송신기 및 송신 안테나를 구성하는 동력 장비다. NLOS 링크의 끝이 위치 A와 C에 있는 경우, 리피터는 링크 A-B와 B-C가 사실상 LOS인 위치 B에 위치한다. 활성 중계기는 단순히 수신된 신호를 증폭하여 동일한 주파수 또는 다른 주파수에서 변경 없이 재전송할 수 있다. 전자의 경우는 더 간단하고 저렴하지만 피드백을 피하기 위해 두 안테나 간에 양호한 격리가 필요하지만, A 또는 C에서 NLOS 링크의 종료는 LOS 링크에 사용되는 주파수에서 수신 주파수를 변경할 필요가 없다는 것을 의미한다. 일반적인 애플리케이션은 터널에서 자동차 라디오를 사용하는 차량에 대해 신호를 반복하거나 재방송하는 것일 수 있다. 주파수를 변경하는 리피터는 피드백 문제를 피할 수 있지만 설계가 더 어렵고 비용이 많이 들 것이며 LOS에서 NLOS 구역으로 이동할 때 주파수를 변경하는 수신기가 필요할 것이다.

통신 위성은 주파수를 바꾸는 활성 중계기의 예다. 대부분의 경우 통신 위성은 적도 상공 22,300마일(35,000km)의 지리적 궤도에 있다.

지상파 전파

LF(30kHz ~ 300kHz)와 VLF(3kHz ~ 30kHz)에서 수직 편극 평면 파동에 포아닝 벡터를 적용하면 필드의 구성 요소가 지구 표면으로 몇 미터 전파된다는 것을 알 수 있다. 전파는 매우 낮은 손실이며 NLOS 링크를 통해 수천 마일에 걸친 통신이 가능하다. 그러나 정의에 의한 그러한 저주파수(Nyquist-Shannon 샘플링 정리)는 매우 낮은 대역폭이기 때문에 이러한 유형의 통신은 널리 사용되지 않는다.

대류권 분산 링크

대류권 산란 NLOS 링크는 잠재적으로 매우 높은 전송 강도(일반적으로 조건에 따라 3 kW ~ 30 kW), 매우 민감한 수신기 및 매우 높은 이득(대부분 고정된 대형 반사기 안테나)을 사용하여 일반적으로 몇 기가헤르츠에서 작동한다. 송신 빔은 가스와 수증기 분자가 산란 볼륨으로 알려진 빔 경로의 지역에서 산란을 일으킬 수 있는 충분한 전력 흐름 밀도로 수평선 바로 위 대류권으로 유도된다. 흩어진 에너지의 일부 구성 요소는 수신기 안테나 방향으로 이동하여 수신 신호를 형성한다. 이 지역에는 산란을 일으키는 입자가 매우 많기 때문에, 레일리 페이딩 통계 모델은 이러한 종류의 시스템에서 행태와 성능을 유용하게 예측할 수 있다.

지구 대기를 통한 굴절

NLOS 링크를 생성하는 장애물은 지구 그 자체일 수 있는데, 예를 들어 링크의 반대쪽 끝이 광학적 수평선 너머에 있다면 존재할 것이다. 지구 대기의 매우 유용한 특성은 평균적으로 고도가 약 30km까지 증가함에 따라 공기 가스 분자의 밀도가 감소한다는 것이다. 그것의 상대적 허용률 또는 유전 상수는 지구 표면의 약 1.00536에서 꾸준히 감소한다.^[8] 고도로 굴절률의 변화를 모델링하기 위해 대기는 많은 얇은 공기층에 근사하게 추정할 수 있으며, 각 공기층은 아래 공기층보다 굴절률이 약간 작다. 각 인터페이스에서 그러한 대기 모델을 통해 진행되는 전파의 궤적은 스넬의 법칙에 의해 예측된 광학 매체에서 다른 광학 매체로 지나가는 광학 빔과 유사하다. 빔이 높은 굴절률에서 낮은 굴절률로 통과할 때, 스넬의 법칙에 따라 경계에서 정상으로부터 굴절되거나 굴절되는 경향이 있다. 지구의 곡률을 고려할 때, 평균적으로 초기의 궤적이 광학적 수평선을 향해 있는 전파가 수평선에서 지구 표면으로 되돌아가지 않고 약간 그 너머의 길을 따라간다는 것을 발견한다. 지구 반경이 실제 값의 4/3이었다면 송신 안테나에서 복귀하는 곳까지의 거리는 대략 광학 지평선과 동일하다. '4/3 지구의 반지름'은 그러한 NLOS 링크를 설계할 때 무선 통신 엔지니어에게 유용한 경험 법칙이다.

지구 반지름의 4/3 법칙은 지구 대기의 평균으로, 온도 반전 층이나 비정상적인 기상 조건이 없고 합리적으로 균질화되었다고 가정한다. 대기 굴절을 이용하는 NLOS 링크는 일반적으로 FM과 TV 지상 방송 서비스를 포함한 VHF 및 UHF 대역의 주파수에서 작동한다.

변칙 전파

위에서 설명한 대기 굴절률, 상대적 허용률 또는 유전 상수가 높이가 증가함에 따라 점진적으로 감소하는 현상은 높이가 증가함에 따라 대기 밀도가 감소하기 때문이다. 공기의 밀도는 또한 온도의 함수인데, 일반적으로 높이를 증가시키면 또한 감소한다. 그러나, 이것들은 단지 평균적인 조건일 뿐이다; 국지적 기상 조건은 온도 역전 층과 같은 현상을 만들 수 있다. 따뜻한 공기 층이 시원한 층 위에 정착하는 것이다. 그들 사이의 인터페이스에서는 상대적으로 급격한 굴절률 변화가 냉각층의 작은 값에서 따뜻한 층의 큰 값으로 나타난다. 광학 스넬의 법칙과 유사하게, 이것은 전파가 더 반사되는 지구 표면을 향해 되돌아오는 의미 있는 반사를 유발할 수 있고, 따라서 도관 효과를 유발할 수 있다. 그 결과, 전파가 정상 감쇠보다 적은 감쇠로 의도된 서비스 영역을 훨씬 넘어 전파될 수 있다. 이러한 효과는 VHF와 UHF 스펙트럼에서만 뚜렷이 나타나며 아마추어 무선 애호가들에 의해 종종 관련 주파수에 대해 비정상적인 장거리 통신을 달성하는 데 이용된다.^[9] 상용 통신 서비스의 경우 신뢰할 수 없고(조건이 분 단위로 형성 및 분산될 수 있음) 정상 서비스 영역 밖에서 간섭을 일으킬 수 있기 때문에 이용할 수 없다.

온도 반전 및 이상 증식은 대부분의 위도에서 발생할 수 있지만 일반적으로 고기압 영역(안티시클론)과 관련된 온대 기후보다 열대 기후에서 더 흔하다.

이온권 전파

NLOS 링크를 지원하는 전리권 전파 메커니즘은 대기 굴절과 유사하지만, 이 경우 전파 굴절은 대기가 아닌 훨씬 더 큰 고도에서 전리권에서 발생한다.^[10] 대류권 전파와 마찬가지로 이온권 전파도 레일리 페이딩을 사용하여 통계적으로 모델링할 수 있다.

전리층은 약 50km의 고도에서 400km까지 확장되며, 고도 상승 시 D, E, F1, F2로 표시된 구별되는 플라스마 층으로 나뉜다. 따라서 대기권보다 전리층에 의한 전파의 굴절은 단 하나의 굴절 경로 또는 레이어 중 하나를 통한 '홉'을 위해 훨씬 더 먼 거리의 NLOS 링크를 허용할 수 있다. 특정 조건에서 1홉을 거친 전파가 지구 표면에서 반사되어 더 많은 홉을 경험할 수 있기 때문에 범위가 늘어날 수 있다. 이러한 위치와 이온 밀도는 태양의 입사 방사선에 의해 크게 제어되며 따라서 계절에 따라 그리고 태양의 스폿 활동 중에 변한다. 20세기 초 마르코니에 의해 전파가 지평선을 넘어 이동할 수 있다는 최초의 발견은 향후 50여 년간 전리권 전파에 대한 광범위한 연구를 촉발시켰고, 이 연구는 다양한 HF 링크 채널 예측표와 차트를 산출했다.

약 500 kHz ~ 50 MHz의 전리권 전파 범위에 영향을 받는 주파수이지만 그러한 NLOS 링크의 대부분은 3 MHz ~ 30 MHz 사이의 '단파' 또는 고주파(HF) 주파수 대역에서 작동한다.

20세기 후반에는, 위성 통신과 해저 광섬유와 같은 큰 NLOS 거리를 통한 통신의 대체 수단이 개발되었는데, 이 두 가지 모두 잠재적으로 HF보다 훨씬 더 큰 대역폭을 가지고 있고 훨씬 더 신뢰할 수 있다. HF 통신은 그 한계에도 불구하고 상대적으로 저렴하고 조잡한 장비와 안테나만 필요하기 때문에 주로 주 통신 시스템 및 다른 통신 방법이 비용 효율적이지 않은 인구밀도가 희박한 원격 지역에 백업용으로 사용된다.

유한흡수

LOS 링크를 NLOS로 변경하는 물체가 좋은 도체가 아닌 중간 재료일 경우, 그 도체에 대한 RF 전력 입사 일부를 흡수한다. 단, 두께가 유한할 경우 흡수도 유한하고 결과적으로 발생하는 전파의 감쇠도 견딜 수 있으며 실제로 물질을 통과하는 전파를 사용하여 NLOS 링크를 설정할 수 있다. 예를 들어, WLAN은 종종 유한 흡수 NLOS 링크를 사용하여 일반적인 사무실 환경에서 WLAN 액세스 포인트와 WLAN 클라이언트 간에 통신한다. 일반적으로 사용되는 무선 주파수는 일반적으로 몇 기가헤르츠(GHz)가 몇 개의 얇은 사무실 벽과 허용 가능한 감쇠로 칸막이를 통과한다. 그러한 많은 벽들 이후에 또는 몇 개의 두꺼운 콘크리트나 유사한 (비금속) 벽들 후에 NLOS 링크는 작동할 수 없게 된다.

기타 방법

지구-달-지구 통신, 유성 폭발 통신 및 산발적인 E 전파는 무선 지평선을 통과하는 통신을 달성하는 다른 방법이다.

포지셔닝에 미치는 영향

최근의 대부분의 국산화 시스템에서는 수신된 신호가 LOS 경로를 통해 전파된다고 가정한다. 그러나 이러한 가정을 위반하면 위치 데이터가 부정확해질 수 있다.^[11] 도착 시간 기반 지역화 시스템의 경우, 방출된 신호는 NLOS 경로를 통해서만 수신기에 도착할 수 있다. NLOS 오류는 LOS 경로와 관련하여 수신된 신호에 의해 이동된 추가 거리로 정의된다. NLOS 오류는 항상 전파 환경에 의존하는 크기에 따라 긍정적으로 편향된다.

참조

추가 읽기

• K. Bulington, K.; "무선 전파 기본 원리"; Bell System Technical Journal Vol. 36 (1957년 5월), 페이지 593–625.
• "지상파 방송의 기술적 계획 매개변수 및 방법" (2004년 4월) 오스트레일리아 방송국. ISBN 0-642-27063-5

외부 링크

• IMT2000 3GPP - CMR의 실내환경 비시각화 연구