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[국내논문] 방송대역에서 간섭분석을 이용한 무선인지 시스템의 전파 전달기준에 관한 연구
A Study of Radio Wave Propagation Criterion for the Cognitive Radio System using Interference Analysis in Broadcasting Band 원문보기

한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, v.34 no.12A, 2009년, pp.1014 - 1022  

최주평 (숭실대학교 정보통신공학과 통신신호처리 연구실) ,  보꾹유이 (숭실대학교 정보통신공학과 통신신호처리 연구실) ,  이원철 (숭실대학교 정보통신공학과 통신신호처리 연구실)

초록
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본 논문에서는 UHF(Ultra High Frequency) 방송 대역에서 면허 사용자인 DTV(Digital Television) 서비스와 무선인지(cognitive radio, CR) 기술 기반의 모바일 와이맥스(mobile wimax) 서비스 사용자 상호 간 최적 공존 및 운용 방안 획득을 위하여 간섭분석을 수행하였다. 이를 위해 SEAMCAT(Spectrum Engineering Advanced Monte-Carlo Analysis Tool) 간섭분석 프로그램을 이용하여 방송대역에 존재하는 상기 무선통신 상호 간 최적 공존 기준 획득을 위한 모의실험을 수행하였다. 또한 간섭분석을 통하여 획득된 주변 통신환경 정보는 수신기 관점에서의 정확한 간섭 기준 취득 방안인 간섭온도 모델에 적용하였다. 이를 통해 DTV와 CR 사용자의 중심 주파수 차이에 따른 CR 사용자 수신기에서의 획득 가능 통신용량 변화를 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, interference analysis is carried out to obtain the operating criterion and coexistence condition between digital television devices and cognitive radio-based mobile wimax devices in the UHF (Ultra High Frequency) broadcasting frequency bands. To this end, an efficient interfering calc...

주제어

#Cognitive Radio   #Coexistence   #Interference Temperature   #Interference Analysis  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 최적의 미래 주파수 운용 방안 획득을 위해 가장 유력한 후보 기술로서 전 세계적으로 표준화 단체 및 각 연구 기관, 기업체 등에서 활발히 연구가 진행되고 있는 CR 기술을 이용하여 White Space 영역에서 기존 방송 서비스에 대한 품질 저하가 발생되지 않음과 동시에 CR 기술 기반의 새로운 무선통신 서비스 이용이 가능한 최적 공존 기준에 대해 연구를 수행하였다. 즉, UHF 방송 대역에서 면허 사용자인 DTV 서비스와 CR 기술 기반의 모바일 와이맥스 서비스 상호 간의 최적 공존 및 운용 방안 획득을 위하여 간섭분석을 수행하였으며, 방송대역 내 white space에 존재하는 상기 무선통신 상호 간 최적 공존 기준 획득을 위한 모의실험을 수행하였다.
  • 본 논문에서는 DTV 방송 서비스가 시행될 경우에 대비하여 발생 가능한 유휴 주파수 자원의 효율 적인 활용 방안으로 CR 기술 기반 무선통신 시스템 할당 방안을 고려하였다. 즉, 면허 사용자로서의 DTV 서비스와 비면허 사용자인 CR 기기와의 최적 공존을 위한 전파 전달 기준을 마련하고자 SEAMCAT 간섭분석 프로그램을 이용하여 우리나라 DTV 통신 환경을 기반으로 한 간섭분석을 수행 하였다[8].
  • 본 논문에서는 간섭분석을 통하여 DTV와 CR 수신기에서 취득된 주변 통신환경 정보를 이용하여 CR 사용자 수신기에서의 취득 가능한 통신 용량을 파악하였다. 그림 2는 본 논문에서 제안하는 간섭분석 취득 정보 기반 간섭온도 모델링 과정을 나타내고 있다.
  • 본 논문에서는 UHF 방송대역 내 white space 에서 간섭온도 모델을 이용한 CR 기반 모바일 와이맥스와 DTV 사용자와의 최적 공존 가능성을 확인하기 위하여 모의실험을 통한 CR 사용자의 성능 분석을 수행하였다. 즉, 제안된 DTV 및 CR 수신기에 취득되는 통신환경 정보를 기반으로 본 논문에서 제안하는 간섭분석 취득 정보 기반 간섭온도 모델을 수행할 경우, DTV 면허 사용자에게 간섭의 영향을 주지 않음과 동시에 CR 비면허 사용자가 요구하는 전송품질을 만족할 수 있는 최적화 된 맞춤형 전송 변수임을 본 논문의 모의실험 결과를 통하여 확인할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이상적 간섭온도 모델은 어떤 가정 아래 간섭온도 값을 산출하는가? 이상적 간섭온도 모델은 스펙트럼 센싱을 통하여 취득된 면허 사용자 스펙트럼 정보가 주변 간섭 및잡음 성분과 명확히 구분 가능하다는 가정아래 간섭온도 값을 산출하며, 일반적 간섭온도 모델은 면허 사용자와 간섭 및 잡음 신호 성분들과의 구분이 불가능 할 경우 간섭온도 값을 구하는 과정을 수행 하게 된다. 표 1과 표 2는 각각의 간섭온도 모델에 대한 간섭온도 제한치와 CR 사용자 허용가능 대역폭 및 전송 전력, CR 사용자 수신기에서 취득 가능한 통신용량에 대해 나타내고 있다.
간섭의 정량화 및 기준 수립을 위한 간섭온도란 무엇인가? 2003년, 미국의 FCC에서는 간섭의 정량화 및 기준 수립을 위한 간섭온도 개념을 제안하였다[6]. 이는 기존의 무선 송신기에서 사전에 지정한 간섭보호 기준 설정의 복잡함 및 모호함을 벗어나 간섭의 정량화와 신뢰성 획득을 위해 수신기 관점에서 간섭량을 재정립하는 개념이다. 식 (1)은 기본적인 간섭온도 모델을 나타내고 있다.
일반적 간섭온도 모델은 어떻게 동작하는가? 이상적 간섭온도 모델은 스펙트럼 센싱을 통하여 취득된 면허 사용자 스펙트럼 정보가 주변 간섭 및잡음 성분과 명확히 구분 가능하다는 가정아래 간섭온도 값을 산출하며, 일반적 간섭온도 모델은 면허 사용자와 간섭 및 잡음 신호 성분들과의 구분이 불가능 할 경우 간섭온도 값을 구하는 과정을 수행 하게 된다. 표 1과 표 2는 각각의 간섭온도 모델에 대한 간섭온도 제한치와 CR 사용자 허용가능 대역폭 및 전송 전력, CR 사용자 수신기에서 취득 가능한 통신용량에 대해 나타내고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. S. Narlanka, R. Chandra, P. Bahl and J. I. F errell, 'A Hardware Platform for Utilizing TV Bands With a Wi-Fi Radio,' LANMAN 2007, pp.49-53, June2007 

  2. M. Ghosh, V. Gaddam, G. Turkenich and K. Challapali, 'A Cognitive Radio Prototype Operating in UHF TV Band,' Dyspan 2008, 14-17 October2008 

  3. M. Nekovee, 'Impact of Cognitive Radio on Future Management of Spectrum,' Crowncom 2008, pp.1-6, 15-17, May 2008 

  4. http://www.cognea.org 

  5. FCC, 'Unlicensed Operation in the TV Broad cast Bands,' Second Report and Order and Memorandum Opinion and Order, FCC No.08-260, Nov. 2008 

  6. Federal Communications Commission, 'Estabilishment of interference temperature metric to quantify and manage interference and to expand available unlicensed operation in certain fixed mobile and satellite frequency bands,' Notice of Inquiry and Proposed Rule making, ET Docket 03-289, Nov. 2003 

  7. T. Clancy, 'Formalizing the Interference Temperature Model,' Wiley Journal on Wireless Communications and Mobile Computing, Vol.7, pp.1077-1086, Nov. 2007 

    상세보기 crossref

  8. J. Deloziere, A. Toury, and M. L. Devendec, 'SEAMCAT User Manual,' ERO, February, 2004 

  9. CEPT Administrations, 'Monte-Carlo Simulation methodology for the use in sharing and compatibility studies between different radio services of systems (ERC report68),' ERC within the CEPT, February 2000 

  10. C. Eilers, G. Sgrignoli, 'Analyzing the FCC's DTV spectral emission mask and potential degradation to adjacent channels due to antenna pattern differences,' IEEE Trans. on Broadcasting, Vol.44, issue 1, pp.2839, Mar. 1998 

  11. ATSC, 'ATSC Recommended Practice : Transmission Measurement and Compliance for Digital Television,' Document A/64B, 26 May 2008 

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