사용자 요구의 다양화와 그에 따른 트래픽 증가 등 현재의 IMT-2000 기반에서 수용할 수 없는 보다 복잡한 이동 멀티미디어 환경이 도래하고 있다. 이러한 이동 멀티미디어 서비스를 원활히 제공하기 위해 ITU-R을 중심으로 한 전 세계 이동통신 업계는 이미 4세대용 시스템 규격 및 개발에 상당한 진전을 보이고 있다. 본 논문에서는 4세대 이동통신용 기술기준을 기존의 3.5세대인 WiBro의 기술기준을 근간으로 하여, 주요 기술기준 파라메터를 분석하였다. 또한 주요 기술기준 중 송 수신측의 공통요소인, 점유주파수 대역폭을 WiBro의 기술기준을 참고하여 도출하였으며, 모의실험을 통해 검증하였다. 따라서 본 논문의 결과를 4세대 이동통신용 점유주파수 대역폭으로 제안한다.
TCP의 성능은 연결된 송신자와 수신자간의 전송 경로상의 트래픽 혼잡정도에 의해 영향을 받는다. 트래픽이 급작스럽게 증가하여 혼잡이 발생하면, 이는 데이터 전송의 장애를 유발시킬 수 있다. 데이터 전송의 장애가 발생하여 전송 패킷의 손실이 발생하면, TCP는 슬로우스타트를 수행하여 전송 속도를 낮추어 전송 경로 상의 트래픽 혼잡을 줄이고자 한다. 이동 단말이 이기종 무선 네트워크 간에 수직적 핸드오프를 하게 될 경우, TCP는 트래픽의 급격한 변화를 경험하게 되고, 이에 대해 슬로우스타트를 수행하게 된다. 본 논문에서는 수직적 핸드오프 시에 수반되는 TCP 슬로우스타트를 좀 더 효율적으로 수행하는 방법을 제안한다. 제안하는 방안은 기존의 방식과는 다르게 TCP 수신자가 슬로우스타트를 강제하는 방법이다. 이는 TCP 송신자에서 트래픽 혼잡을 경험한 후 슬로우스타트를 수행하는 기존의 방법보다 성능이 뛰어나다. 향상된 성능에 대해서는 시뮬레이션 방법으로 측정하여 성능을 검증하였다.
적응 변조 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 기법은 각 부반송파의 채널 상태에 따라 변조방식을 적절히 변화시켜 무선 채널의 다중 경로 페이딩에 의해 의한 영향을 최소화하여 시스템의 성능을 증가시키는 방식이다. 시스템이 적응적으로 전송하기위해서는 단말기에서 각 부반송파(subcarrier)별 채널 상태 정보 (Channel State Information : CSI)를 되먹임 채널을 통해 실시간으로 기지국으로 전송해 주어야한다. 하지만, 단말기에서 데이터를 처리할 때 걸리는 시간과, 단말기에서 기지국으로 CSI를 되먹임(feedback) 할 때 걸리는 시간으로 인한 되먹임 지연(feedback delay) d가 발생하게 된다. 이 되먹임 지연은 CSI 정보의 불일치를 발생시켜 적응 OFDM 시스템의 성능저하를 일으킨다. 본 논문에서는 CSI의 되먹임 지연 $d(\geq2)$를 적절히 보상하는 주파수 축 멀티 스탭 채널 예측기를 제안하고 이를 적응 전송 OFDM 시스템에 적용하고 모의실험을 통하여 기존의 OFDM 시스템, 기존의 채널 예측방식과의 성능을 MSE(mean square error), 비트오율(bit error rate : BER) 및 채널용량을 바탕으로 비교한다.
밀리미터 웨이브 대역을 링크로 갖는 셀룰러 통신 시스템에서는 하향링크 제어신호를 사용하여 빔 추적을 할 경우에는 오랜 빔 트레이닝 시간과 많은 네트워크 자원이 소요된다. 본 논문에서는 아날로그 빔형성 방식의 단말기와 디지털 빔형성 방식의 기지국으로 구성된 밀리미터 웨이브 링크를 갖는 OFDM 기반 셀룰러 통신 시스템에 적합한 빔 추적 기법을 제안한다. 제안된 기법은 Zadoff-Chu 시퀀스 기반으로 설계된 상향 링크 프리앰블 신호와 단말기 ID, 단말기의 송신빔 ID, 수신 신호의 DoA 등의 파라메터를 추정할 수 있는 메트릭을 사용하여 기지국과 단말기 사이의 송수신 빔 쌍과 서빙 기지국을 추적할 수 있다. SCM 채널을 사용한 모의실험을 통하여 제안된 기법은 다수의 단말기가 존재하는 환경에서도 각 단말기의 송수신 빔 쌍을 효율적으로 추적하고, 빔 추적 시 요구되는 소요 시간과 계산 복잡도를 크게 줄일 수 있음을 확인한다.
WCDMA 시스템에서 동기 검파는 시스템의 용량을 증가시키기 위한 중요한 기술이다. WCDMA 시스템에서 동기 검파를 구현하기 위해서는 전송 채널의 페이딩을 보상하기 위한 정확한 채널 추정 알고리즘이 필요하다. 차세대 이동 통신 시스템에서는 높은 반송파 주파수를 사용하며, 고속으로 움직이는 이동체를 위한 서비스를 제공해야 하므로, 신호에 작용하는 도플러 주파수는 신호를 감쇄시키며 채널 추정의 성능을 떨어뜨리게 된다. 따라서 본 논문에서는 이동 통신 채널에서 발생하는 도플러 효과에 의한 채널 페이딩을 보상하기 위한 방법으로 early-late 도플러 보상 기법을 이용한 채널 추정 알고리즘을 제안한다. Early-late 도플러 보상을 이용한 채널 추정 기법을 사용하는 경우에는 신호의 Eb/No 값이 일정 임계치 이상으로만 전송이 되면 채널 추정의 성능이 기존의 방식에 비하여 탁월하게 개선되는 것을 볼 수 있다.
위성통신시스템은 수신환경에 따라 전파 품질이 변화하므로 수신 지역의 전파 환경 특성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 위성통신은 지상 무선통신과는 달리 위성의 고도 및 대기 환경에 추가로 영향을 받기 때문에 전파특성을 분석하기 위해서는 추가로 고려해야할 요소들이 많다. 본 논문에서는 도심지 환경에서 정지궤도 위성통신 시스템의 위성-지상 간 전파수신환경을 분석하였다. 도심지환경의 전파 시뮬레이션을 위해 건물을 가상으로 설정하고 수신환경을 변화시켜가며 전파특성을 분석결과를 도출하였다. 본 논문의 연구결과를 통해 Ka-band에서의 위성 이동통신 시스템 설계에 도움을 줄 수 있을 것이다.
본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반의 펨토셀 환경에서 이동단말이 매크로셀에서 펨토셀로 핸드오버를 수행할 때 발생하는 긴 스캐닝 지연 시간과 큰 배터리 소요를 줄이고자 한다. IEEE 802.16e 시스템에서는 이동단말이 핸드오버를 수행할 때 인접한 기지국들을 스캐닝 해서 적절한 후보 기지국들을 선정하는데, 펨토셀이 도입되면 인접한 펨토셀의 수만큼 추가적으로 스캐닝 동작을 수행하여야 한다. 따라서 이동단말의 스캐닝 지연 시간 몇 배터리 소모가 증가하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 삼각 측위법과 펨토셀의 모니터링 메커니즘을 이용하여 이동단말의 위치로부터 가장 근접한 하나의 펨토셀을 찾는 방안을 제안한다. 이동단말은 선정된 하나의 펨토셀에 대해서만 스캐닝 동작을 수행하기 때문에 스캐닝 지연 시간 및 배터리 소모를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제 안 방안으로 동작할 경우 실제 이동단말의 위치에서 가장 근접한 펨토셀을 찾을 수 있는 확률이 높음을 확인하였으며 스캐닝 대상 펨토셀을 줄임으로써 기존 방안보다 스캐닝 지연 시간이 현저히 줄어들었음을 확인하였다.
본 논문에서는 IEEE 802.16m IMT-Advanced WiMax 단말에서 SNR(Signal to Noise Ratio)과 SINR(Signal to Interference Plus Noise Ratio)을 측정하는 블록의 설계에 대해 기술하였다. IMT-Advanced 시스템을 위한 IEEE 802.16m 규격에서는 하향링크로 PA-Preamble과 SA-Preamble의 두 가지 A-Preamble (Advanced Preamble) OFDM 심볼을 전송하는데, 이를 이용하면 SNR과 SINR을 정확히 측정할 수 있으며, Doppler등에 의해 ICI(Inter-Carrier-Interference)가 발생했는지의 여부도 알 수 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.16m 시스템의 단말에서 PA-Preamble의 SA-Preamble을 이용하여 SINR을 측정하고 ICI가 발생했는지 여부도 판정하는 SNR/SINR 측정 방법과 시뮬레이션 결과를 제시하였다. ICI의 발생여부를 정확히 인지할 수 있으면, 단말은 평소에는 l-Tap 등화기만 사용하다가 ICI가 있을 때에만 복잡한 ICI 완화를 수행하면 되므로 성능 향상 뿐 아니라 저전력 특성까지 향상시킬 수 있다.
최근 스마트폰 및 타블릿 PC가 차세대 통신단말롤 급부상함에 따라 멀티미디어 서비스에 대한 사용자의 요구 또한 급격히 증가하였다. 기존의 통신네트워크사업자는 셀 용량의 증설을 위해 값이 저렴한 중계기의 도입을 적극 검토하고 있다. 그러나 중계기의 도입은 셀 내의 간섭을 심화시키고 이는 사용자 서비스 품질에 악영향을 미치며 서비스 불능(outage) 비율을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 중계기를 사용하는 다중흡 셀룰러 네트워크에서 OFDMA에 적합한 효율적인 주파수 재활용 방법을 제안하여 서비스 불능 확률을 감소시키면서 동시에 데이터 수율을 증가시키고자 한다. 또한 동적 전력제어를 통해 추가적인 성능향상을 보장하며, 셀 전체의 데이터 수율과 서비스 불능 비율의 비교를 통해 성능을 검증한다.
최근 몇 년 동안 이동통신의 편이성으로 인해 이동통신의 수요가 급증하고 있어 수년내에 새로운 셀룰러망으로의 진화가 절실히 요구되어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 셀룰러망의 전화 전망에 대해서 살펴보고, 차세대 셀룰러 패켓 라디오망에서의 새로운 음성/데이타 집적 다중 엑세스 프로토콜로 가변경계 TDMA/BTMA 프로토콜을 제안하며 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 PRMA 프로토콜과 가변경계 TDMA/BTMA프로토콜의 성능을 비교분석한다. 시뮬레이션 결과, 지연에 민감한 음성 트래픽에는 TDMA프로토콜을 사용하고, 패켓 손실에 민감한 데이타 트래픽에는 BTMA프로토콜을 사용하며, 동기신호와 제어정보 및 호 접속 계수기를 사용하여 음성과 데이타영역의 경계를 가변화시킨 가변경계 TDMA/BTMA프로토콜이 PRMA 프로토콜 보다 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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