도시설계 및 계획 수립 과정에서 생활권 설정과 도시계획시설물의 배치는 우선적으로 고려되어야 할 중요한 사항이다. 특히 각 도시계획시설의 영향권을 고려한 효과적인 배치는 해당 시설 방문자에 따른 교통문제의 개선과 도시구조의 효율성 제고에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 보다 효과적인 생활권 설정을 위한 기초자료로 활용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 모바일 통신 기지국 데이터를 토대로 학교, 근린공원 등의 주요 도시계획시설에 대하여 이용자 수, 접근 시 소요시간, 이용자의 출도착지를 분석할 수 있는 방법론을 제안하였다. 또한 해당 방법론을 활용하여 천안시의 주요 도시계획시설을 대상으로 그 이용자 및 영향권을 분석하였다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권10호
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pp.1-10
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2023
This paper proposes a method to extend Inter-Carrier Interference (ICI) canceling Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receivers for 5G mobile systems to spatial multiplexing 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems to support high-speed ground transportation services by linear motor cars traveling at 500 km/h. In Japan, linear-motor high-speed ground transportation service is scheduled to begin in 2027. To expand the coverage area of base stations, 5G mobile systems in high-speed moving trains will have multiple base station antennas transmitting the same downlink (DL) signal, forming an expanded cell size along the train rails. 5G terminals in a fast-moving train can cause the forward and backward antenna signals to be Doppler-shifted in opposite directions, so the receiver in the train may have trouble estimating the exact channel transfer function (CTF) for demodulation. A receiver in such high-speed train sees the transmission channel which is composed of multiple Doppler-shifted propagation paths. Then, a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler-spread channels causes ICI. The ICI Canceller is realized by the following three steps. First, using the Demodulation Reference Symbol (DMRS) pilot signals, it analyzes three parameters such as attenuation, relative delay, and Doppler-shift of each multi-path component. Secondly, based on the sets of three parameters, Channel Transfer Function (CTF) of sender sub-carrier number n to receiver sub-carrier number l is generated. In case of n≠l, the CTF corresponds to ICI factor. Thirdly, since ICI factor is obtained, by applying ICI reverse operation by Multi-Tap Equalizer, ICI canceling can be realized. ICI canceling performance has been simulated assuming severe channel condition such as 500 km/h, 8 path reverse Doppler Shift for QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM modulations. In particular, 2×2MIMO QPSK and 16QAM modulation schemes, BER (Bit Error Rate) improvement was observed when the number of taps in the multi-tap equalizer was set to 31 or more taps, at a moving speed of 500 km/h and in an 8-pass reverse doppler shift environment.
본 논문에서는 저궤도 이동위성을 이용한 통신에 있어서 위성과 지구국 사이의 상대적 움직임에 의한 도플러 위상에러를 검출하였으며, 잡음과 도플러 위상에러가 존재할 때와 Rician 페이딩 채널환 경에서 잡음, 간섭과 도플러 위상에러가 존재할 때, BPSK 시스템의 성능을 오율측면에서 비교 평가 하였다 유도한 오율식에 의해 수치계산을 행하고, 계산 결과치를 위성의 고도, 궤도의 이심율, 이동 지국의 속도, 지구의 자전속도, Rician 페이딩 파라메타, 신호전력 대 간섭전력 비(SIR) 그리고 반송파 주파수와 기저대역 신호의 비트율 비를 파라메타 항목으로 수치 계산 방식을 이용하여 분석하였다. 본 해석으로 부터 Rician 페이딩 채널환경에서 간섭과 도플러 위상에러가 잡음과 도플러 위상에러 효과보다 위성통신 채널에서 심각한 성능 저하를 유발함을 결론으로 얻을 수 있었다. 또한 수치계산 방법을 이용하여 위성통신 파라메타에 따라서 시스템의 성능을 열화시키는 요소에 대한 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다 더우기 향후의 위성통신 시스댐의 설계시 적절한 송선 전력의 제어를 통한 성능 향상음 위한 자료로써 활용될 수 있음을 보였다.
데이터 전송률을 증가시키기 위한 가장 효과적인 방법 중의 하나는 대용량 안테나 기술을 사용하는 것이다. 대용량 안테나 방식에서는 기지국에 수십 또는, 수백 개의 안테나를 설치하고 다중 사용자 기법을 통해 공간 다이버시티 이득을 향상시키는 방식이다. 다중 사용자 기법을 적용하면 사용자간 간섭이 발생하는데, 기존에는 수신기의 복잡도를 줄이고 간섭 신호를 제거하기 위하여 최대 비율 결합기를 사용하였다. 그러나, 동시 전송 단말 개수가 증가하면, 기존 수신기의 성능이 크게 열화되는 현상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 등록된 단말로부터의 간섭은 완벽하게 제거하고, 등록되지 않은 단말들로부터의 간섭은 줄여주는 검파기를 제안한다. 그리고 나서, 제안하는 검파기의 복잡도를 줄이기 위하여 적응형 검파기를 제안한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 검파기가 기존의 검파기보다 더 우수한 비트 오율 성능을 갖는다는 것을 보인다.
본 논문에서는 동종 또는 이종 무선시스템에 대해 최소결합손실 기반의 주파수 조정을 위한 이론적 모델링 및 계산 결과를 제시한다. 주파수 조정에 핵심 변수들인 시스템 특성, 전파전파 모델, 가용율 및 보호비, 주파수의존제거 또는 인접채널간섭비, 변별각을 고찰하고, 각각에 대해 수치계산 결과를 도출한다. 주파수 조정의 절차를 보이기 위해 도심 또는 부도심에서 간섭원 이동기지국과 피해 고정무선시스템 간의 간섭전력을 분석하며, 가정한 양 시스템 특성에 대해 변별각 및 거리의 함수로 최대허용간섭전력과 간섭 영향을 비교한다. 제시된 방법은 다양한 무선시스템의 주파수 조정에 필요한 상호 공존 또는 양립성을 위한 기술적 분석에 활용이 클 것으로 판단된다.
본 논문에서는 수직 적층형 다이폴 구조를 갖는 새로운 형태의 주파수 재구성 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 셀룰러, PCS/WCDMA/Wibro/WiFi, WiMAX의 이동 통신 대역을 만족하도록 수직 적층형 다이폴 구조로 설계되었으며, 안테나의 동작은 각 대역의 다이폴과 전송 선로 간의 전위차를 이용하여 3쌍의 PIN 다이오드를 이용하여 스위칭되도록 하였다. 설계된 안테나는 각 이동 통신 서비스 대역에서 요구 동작 대역폭을 만족하였으며, 셀룰러 대역 6.3 dBi, PCS/WCDMA/ Wibro/WiFi 대역에서 5.4 dBi, WiMAX 대역에서 5.8 dBi의 이득 특성이 측정되었다. 제안된 안테나 구조는 각각의 다이폴 안테나 소자들이 수직 적층형으로 구성되기 때문에 지향 또는 반사 소자로서 상호 작용하는 역할을 하며, 안테나의 소형화가 가능하고, 고이득 특성을 구현할 수 있다는 장점을 갖기 때문에, 향후 재구성 소형 기지국 및 중계기 안테나 설계에 유용하게 사용할 수 있다.
본 논문에서는 로그노말(log-normal) 분포된 전파음영(shadowing) 채널 환경에서 소프트 핸드오프 기법이 CDMA 셀룰러 시스템의 셀 커버리지에 미치는 영향을 Hata 전파 모델을 사용하여 분석한다. 또한 전파음영에 따른 하드 핸드오프 마진과 소프트 랜드오프 마진을 계산하여 셀 커버리지 증가율을 산출한다. 전파음영 채널환경에서 차단 확률(outage probability)이 0.02이고, 수신신호 전력의 표준편차가 2.5 dB이면 셀 경계 부근에 위치한 이동국의 송신 전력은 5.13 dB의 하드 핸드오프 마진과 3.68 dB의 소프트 핸드오프 마진만큼 증가한다. 따라서 소프트 핸드오프 기법을 사용함으로서 얻을 수 있는 셀 커버리지 증가율은 1.39가 된다. ( $E_{b/}$$N_{0}$)$_{req}$ 값을 7 dB로 가정하면, 도심지역에서 소프트 핸드오프 기법을 사용하는 CDMA 셀룰러 시스템의 셀 커버리지는 주파수가 850 MHz 일 때 3.33 km이고, 1900 MHz일 때 1.36 km가 된다는 것을 알 수 있다. 또한 소프트 핸드오프 기법을 사용한 CDMA 셀룰러 시스템에서 기지국이 서비스 할 수 있는 정확한 셀 커버리지를 제공한다.다.다.다.
최근 정부기관 및 지자체에서는 화재, 납치 등 긴급구조에 스마트폰의 위치정보를 활용하기 위한 방안을 모색하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 긴급상황에서 활용 가능한 정밀측위정보를 구축하기 위해 스마트폰 위치정보와 mobile mapping system을 활용하여 정위치 기반의 Wi-Fi AP 데이터를 신속하게 수집 구축할 수 있는 방안을 제시하였다. 수집된 성과를 통해 GPS/INS/DMI에 대한 보정작업을 실시하여 정확한 수집차량의 위치를 취득하였다. 또한 Wi-Fi AP 수집기와 GPS 시각을 기준으로 커플링하여 Wi-Fi 정보와 수집위치를 통합한 원시데이터를 구축하고, 측위성능을 저하시키는 Wi-Fi AP 신호의 잡음 제거를 통해 Wi-Fi radiomap을 구축하였다. 각 자치구별로 10개의 테스트 지점을 선정하여 측위성능평가를 실시한 결과, 전체 자치구 평균은 25.46m, 표준편차는 27.76m의 결과 값을 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 현재 사용하고 있는 이동통신사 기지국 측위(200m~2km)와 실내에서 불가능한 GPS 측위기술을 보완하거나 대체할 수 있는 기술로서 활용 가능할 것으로 판단된다.
최근 모바일 서비스는 고객에게 다양한 컨텐츠 서비스를 지원하는 시스템 환경으로 변하고 있다. 대표적인 예가 발신번호 표시 서비스이다. 이러한 서비스는 수신자가 발신자의 전화번호를 기려하지 못하는 경우 누구의 전화번호인지를 쉽게 확인할 수 없는 어려운 문제를 가진다. 그러므로, 모바일 사용자의 인지를 증대시킬 수 있는 시각적 서비스를 디자인하고 구현하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 발신번호 표시 서비스와 유사한 설계 특징들을 제안한다. 2차원 이미지 데이타를 이용한 발신자의 정보를 시각적으로 표시할 수 있는 통신 서비스 및 시스템을 위한 구조를 제안한다. 모바일 사용자를 대표하는 이미지 정보를 설정한 후 서버를 이용하여 교환국 흑은 기지국에서 채널을 통해 이미지 데이타를 전송함으로써 발신자의 정보를 시각적으로 표시 가능하게 한다. 수신자가 발신자로부터 전화 호출을 받을 때 이 기법은 벨소리와 함께 시각적 데이타를 전송함으로써 보다 효과적인 서비스를 제공한다. 즉, 발신자의 정보가 동시에 수신자의 액정화면에 나타나게 된다. 이미지 데이타의 실시간 전송을 처리하기 위한 개념들을 조사하고 시스템에 기초한 구현 결과의 예를 서술한다. 이 기술이 마케팅에 잠재적인 영향을 미친다는 것과 이 기법의 효율성을 제시한다.
차세대 이동통신 시스템 규격으로서 3GPP LTE-Advanced (Third Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced)는 급격하게 증가하는 무선 데이터 트래픽 요구를 해결하기 위해 펨토 셀 혹은 피코 셀과 같은 소형 기지국 및 단말과 단말 사이에 근거리 통신을 수행하는 D2D (Device-to-Device) 통신 방식을 도입하였다. 대형 기지국인 매크로 셀과 소형 기지국인 펨토 셀과 피코 셀 그리고 D2D 통신이 한 개의 셀 내에 혼재하면서 생기는 다양한 간섭 상황이 정리되었으며, 이를 해결하기 위해서 다양한 주제 범위에서 연구가 되었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 HetNet (Heterogeneous Network)에서 매크로 셀과 타 기종 네트워크 사이의 간섭을 관리하고 주파수 효율성을 높일 수 있는 간섭회피 방법을 제시한다. 본 논문에서 고려하는 CCN (Cluster Coordinator Node)의 도움을 받는 셀간 간섭회피 방법은 하나의 MeNB (Macro enhanced Node-B)와 다수 소형 셀들이 공존하는 HetNet 환경에서 다수 소형 셀들을 하나의 CCN이 관리하는 구조를 고려한다. HetNet에서 셀간 간섭관리를 위한 구체적인 방법으로 본 논문에서는 CCN 영역 내에 사용자들의 간섭회피를 위한 자원할당 방법을 제안하고, 이들 성능을 시스템 레벨 모의시험을 통해 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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