Abstract
In this paper, we propose an early spectrum sensing(ESS) as an advance preparation for radio-access trial, which enables multi-mode terminals to access the most appropriate radio-access system in a cloud-conceptual base station system where multiple radio access technologies(RATs) coexist. Prior to a random access to one of RATs, a multi-mode terminal conducts a spectrum sensing over entire frequency bands of whole RATs, then select the RAT with the lowest sensing power, that is likely to have the most available spectrum. Thus, an access failure caused by that the selected RAT has no available radio spectrum could be avoidable in advance. In computer simulation, we consider as various RATs as possible. First, circuit and packet systems are taken into consideration. In addition, the packet systems are classified according to the feasibility of carrier aggregation(CA). In case of terminal, three modes are considered with circuit-only, packet-only, and multi-mode. Subsequently, packet traffic is classified into real-time and non-real-time traffic with three different tolerable delay levels. The simulation includes a call process starting with a call generation and ending up with a resource allocation reflecting individual user's QoS requirements and evaluates the proposed scheme in terms of the successful access probability, system access time, system balancing factor and packet loss probability.
본 논문에서는 다양한 무선 접속 기술(Radio Access Technology : RAT)들이 공존하는 클라우드 기지국 시스템에서의 효율적인 무선 접속 방법으로 무선인지기술(Cognitive radio)을 활용한 이른 스펙트럼 감지(Early Spectrum Sensing : ESS) 기법을 제안한다. 다중 모드 단말은 무선 접속 시도에 앞서 다중 무선 접속 시스템의 전체 주파수 대역을 대상으로 스펙트럼 감지를 수행하여 그 결과 스펙트럼 활용도가 가장 낮은, 즉 가용 스펙트럼이 가장 많을 것으로 예상되는 시스템을 선택하여 무선 접속을 시도함으로써 시스템 접속 성공 확률을 높일 수 있다. 제안 기법의 성능 분석을 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행 했으며 그 과정에서 최대한 다양한 무선 접속 시스템이 혼재하는 상황을 고려하고자 했다. 우선, 서킷과 패킷 시스템으로 구별한 후, 다시 패킷 시스템을 반송파 결합(Carrier Aggregation : CA) 가능 여부에 따라 다시 구별했으며, 단말기의 경우, 서킷 전용, 패킷 전용, 다중 모드로 구별함과 동시에 CA 능력에 따라서 역시 구별하였다. 또한, 패킷 트래픽의 경우, 실시간 트래픽과 3단계의 패킷 지연 허용 정도를 갖는 비실시간 트래픽으로 구분하였다. 이러한 다양한 무선 접속 환경이 고려된 클라우드 기지국 시스템에서 호 발생에서 호의 서비스 품질(Quality of Service : QoS)이 고려된 자원 할당까지의 일련의 과정을 시뮬레이션에 반영하여 시스템 접속 실패 확률, 평균 시스템 접속 시간, 시스템 균형 인수, 패킷 손실 확률 측면에서 제안 방식의 성능을 분석하였다.
