본 논문은 무선인터넷서되스의 기반기술인 무선CATV 시스템 방식중에 디지털 MMDS(Multipoint Multichannel Distribution System)의 시스템 파라미터에 따른 링크버짓 분석과 송신 출력과 변조방식에 따른 셀반경을 제시한다. 또한, 본 논문에서는 셀 분할에 따른 C/I와 가입자수를 제시한다. 본 논문에서, 디지털 MMDS의 시스템 파라미터에 따른 링크버짓 분석한 결과를 토대로 0dBW에서 -9dBW가지 송신출력과 QPSK, 16QAM, 그리고 64QAM 변조방식에 따라 구한 결과의 셀 반경은 최대 134km에서 최소 4.3km가지 가능했다 또한, 본 논문에서, 4섹터, 6섹터 그리고 8섹터 셀에서, 편파, 주파수 대역, 주파수 재사용 빈도, C/I에 따라 구한 결과의 가입자수는 최대 5,200DSI(Digital Subcriber Interface)에서 최소 1,300DSI까지 가능했다.
본 논문은 IMT-2000 3GPP 시스템을 위한 다중 전송율 병렬형 간섭제거기의 구현시 성능에 영향을 미치는 구현 요소들에 대해서 고찰한다. 본 논문에서 고려되는 병렬형 간섭제거기는 복잡도를 고려하여 다중전송률 처리를 위하여 사용자간 비동기 환경에서 블록단위로 신호를 판정하고 샘플단위로 간섭제거를 수행하는 샘플단위 병렬형 간섭제거기를 사용한다. 샘플단위 간섭제거를 사용하면 기존의 블록단위 간섭제거방식에 비하여 복잡도를 크게 줄일 수 있으며, 사용자 수가 증가하는 경우에도 복잡도 증가를 최소화 할 수 있다. 모의실험을 통하여 동기화 되지 않은 사용자와 외부 셀 간섭, 타이밍 오류, 오버샘플링율, 양자화 비트 수가 간섭제거기 성능에 미치는 영향을 분석한다. 이를 바탕으로 성능과 복잡도를 고려한 최적의 파라미터를 도출하고, 실제 구현 시에 고려해야 할 여러 가지 구현 요소들에 대한 모델을 정립한다. 마지막으로, 시스템 복잡도 또한 중요한 구현요소 중의 하나이므로 사전 간섭제거 방식들에 따른 복잡도를 분석한다.
본 논문에서는 2.4 GHz 대역에서 동작하는 Wi-Fi나 Zigbee 등 비면허기기 간 주파수간섭을 실시간으로 분석할 수 있는 테스트베드를 제안하였다. 제안된 테스트베드는 피간섭원과 간섭원의 RF부는 범용 SDR 보드인 Universal Software Radio Peripheral(USRP)로 구현하고, 모뎀은 $Labview^{TM}$를 이용하여 프로그램하여 구현하였다. 따라서 주파수간섭과 관련된 동작 주파수, 출력전력, 모뎀 파라미터 등을 손쉽게 변경할 수 있어 다양한 주파수간섭 환경을 손쉽게 모델링할 수 있을 뿐만 아니라, 주파수간섭에 따른 물리계층의 Bit Error Rate(BER) 열화 특성을 실시간으로 파악할 수 있는 장점이 있다. 테스트베드의 검증을 위해 피간섭원으로 IEEE 802.15.4를, 간섭원으로 IEEE 802.11b를 구현하여 실시간으로 주파수간섭 영향을 측정하고, 이를 이론 및 MATLAB/Simulink 시뮬레이션 결과와 비교하여 1 dB 이내로 일치함을 확인하였다.
주파수 오프셋으로 인하여 직교 주파수분할다중화의 수신 심볼에는 채널간간섭이 발생된다. 채널간간섭 자기소거법은 직교 주파수분할다중화 심볼의 부채널에 할당되는 신호를 조정함으로써 다른 부채널에 의한 간섭을 상쇄시키는 기술이다. 기존 인접심볼반복법은 원거리 부채널에 의한 간섭을 감소시키기는 하지만 가장 인접한 부채널에 의한 간섭은 완화시키지 못하거나 심지어는 증가시키는 경우도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 새로운 인접심볼반복 기반 채널간간섭 자기소거법을 제안하고 성능을 분석한다. 여기서는 연속된 3개 부채널의 간섭계수를 이용하여 구한 t-파라미터를 적용한다. 그 결과, 제안된 방법은 원거리 부채널에 의한 영향을 감소시키는 능력은 기존 방법과 거의 동일한 반면 최인접 부채널에 의한 채널간간섭은 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 다중경로 채널 환경에서 펄스 반복 빈도 (pulse repetition frequency, PRF)와 슬롯 시간이 UWB (ultra wide band) 무선 통신 시스템의 데이터 전송율 (throughput) 성능에 미치는 영향을 조사하고 이를 기반하여 유효 데이터 전송율이 최대화되도록 하는 PRF와 슬롯 시간을 이용한 전송율 제어를 제안한다. 최근에 UWB 시스템이 갖고 있는 장점으로 인하여 근거리 고속 무선 데이터 전송과 관련하여 관심이 고조되고 있다. UWB 시스템에서는 데이터 전송율을 결정짓는 파라미터로는 펄스를 반복하는 펄스 반복 회수와 펄스간의 간격을 결정짓는 슬롯 시간을 들 수 있다. AWGN이 존재하는 다중경로 채널 하에 있는 UWB 시스템은 펄스간의 간섭(inter-pulse interference, IPI)과 잡음에 의하여 시스템 성능이 저하된다. UWB 시스템은 이 두 파라미터의 조정을 통하여 시스템의 성능을 유지 또는 개선할 수 있다. 본 논문에서는 두 파라미터의 변화가 다양한 채널 환경에서 데이터 전송율에 미치는 영향을 모의실험을 통하여 관측하고 이를 기반하여 설계된 가변 전송율을 사용하는 것이 비가변적인 방법에 비하여 유효 데이터 전송율 측면에서 우수함을 모의실험을 통하여 검증하였다.
건물 외부에 위치하는 송신기와 건물 내부에 위치하는 수신기 사이의 채널 특성을 분석하기 위해 전파 추적 기법을 기반으로 한 모의 실험을 수행하였다. 본 모의 실험에서는 건물 내에 29개의 수신기를 설치하고, 각 수신기에서의 수신 특성을 다중 경로를 통해 수신된 여러 개의 신호의 상호 간섭 패턴을 이용하여 분석하였다. 모의 실험 결과에서 수신기의 위치와 송신기의 위치 및 전파의 편파 특성에 따라 수신 특성이 다르게 나타났고, 상쇄 간섭으로 인해 창가 쪽에 위치한 수신기의 수신 파워가 건물 안 쪽에 위치한 수신기의 수신 파워보다 작게 나타나는 경우도 있었다. 본 논문에서는 채널 파라미터들, 즉 mean excess delay와 rms delay spread를 통해 송신기와 수신기간의 채널 특성 분석도 수행하였다.
본 논문에서는 이기종 시스템에서 간섭 송신기 신호의 전송확률에 따른 전체 성능의 결과를 분석하였다. 기준치 설정에 대한 분석은 이기종 시스템들이 동일 주파수 대역을 공유하는 경우의 상호 공존을 위한 파라미터로 수행되었다. 두 시스템간의 전송확률과 성능 관계를 분석하기 위해 간섭 송신기가 WiBro이고 WLAN이 희생 수신기인 경우를 고려하였다. 분석된 상호 공존 결과는 향후 동일 주파수 환경에서 다양한 통신 프로토콜을 이용하는 무선기기에 대한 상호 공존 조건을 마련하는 기술개발에 활용할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 PCB 설계에서 전기적 파라미터 추출과 기판의 전기적 모델링 방법을 기술하였다. 실제 PCB 구조에서 전기적 특성을 해석하기 위해 캐시메모리 시스템을 예로하여 6층의 기판을 설계하였다. 설계된 PCB 기판에서 배선 구조 및 비아, BGA Ball 등 기본회로 요소 구조를 설정하여, 전기적 변수를 추출하였고 이를 재결합하여 PCB 네트를 모델링하였다. 이후 SPICE, XNS 등의 분석 도구를 사용하여 전기적 특성을 분석하였다. 그 결과 최대 2.6ns정도의 신호지연과 최대 281mV의 간섭잡음으로 시스템의 사양에 적합함을 알 수 있었다.
파라미터 변동이나 외란에 강인한 영구자석 동기전동기의 궤환선형화 속도제어기를 설계하고 DSP를 이용하여 실험 시스템을 구현하였다. 시스템의 상태변수에 비하여 매우 느리게 변화하는 파라미터의 추정을 위하여 MRAS를 이용한 추정방법이 MIT rule을 이용하여 유도되었다. 외란이나 시스템의 상태변수 정도의 변화를 보이는 피라미터에 대하여는 그영향이 고려된 준-선형화 비간섭 모델이 유도되었다. 이 모델을 이용하여 제어시스템의 강인성을 얻고자 경계층을 가지는 Sliding mode 제어기를 설계하고 PD 제어기를 적용한 기존의 제어기와 비교하였다. 제안된 제어 방법의 유용성은 Simulation과 DSP에 기반한 실험 시스템을 통하여 검증하였다.
WCDMA TDD 시스템의 Capacity는 주로 간섭에 의하여 제한되기 때문에, WCDMA TDD 시스템내의 간섭뿐만 아니라 인접 셀 간섭, 그리고 cdma2000 시스템과의 상호 간섭 효과를 최소화하여야 만이 WCDMA TDD 시스템의 기대용량을 얻을 수 있고, 현재 사용하고 있는 cdma2000 시스템과의 상호간섭을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 3GPP TR 25.942 를 토대로 보다 정확한 파라미터를 사용하고, 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해 WCDMA TDD 시스템과 cdma2000 시스템간의 상호간섭을 다양하고 실질적인 상황 하에서 해석하고, 또한 링크레벨을 고려한 시스템 레벨 시뮬레이션 결과로부터 두 시스템간의 상호간섭을 분석한다. 시뮬레이션 결과로부터 WCDMA TDD 시스템과 cdma2000 시스템 간 상호간섭을 고려한 시스템 용량의 최적화를 위한 조건을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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