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[국내논문] FDD 방식의 4G 이동통신 기지국에서 DU와 RU간 한계거리 분석
Limit Analysis of the Distance between DU and RU in 4G FDD Mobile Communication Systems 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.1, 2012년, pp.135 - 139  

김성만 (경성대학교 전자공학과)

초록
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LTE (long-term evolution) 를 비롯한 4G 이동통신 기지국 시스템에 있어서 최근에 DU(digital unit)와 RU(radio unit) 로 분리된 형상의 기지국들이 많이 등장하고 있다. 이러한 형태의 기지국에서 DU 는 전화국사에 설치하고 RU 는 옥외에 설치하는 형태로서, DU와 RU 간의 분리 가능한 거리는 이동통신 망 설계를 하는데 있어서 매우 중요한 요소가 된다. 하지만, DU와 RU 간 허용거리는 이동통신의 물리계층 기술에 의해 제약을 받을 수 있다. 본 논문에서는 FDD (frequency division duplexing) 기반의 4G 이동통신 시스템에서 Closed-Loop MIMO (multiple input multiple output) 기술에 의해 제한되는 DU와 RU 간 한계거리에 대해 분석하였다. DU와 RU 간 한계거리는 이동통신 시스템의 동작 주파수에 따라 다른 결과를 나타내며, 2 GHz의 동작주파수를 가정할 경우에는 약 11 km의 한계거리를 가지는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A majority of 4G Mobile communication manufacturers have launched separated-type base stations composed of DU (digital unit) and RU (ratio unit). DUs are usually installed in the central office, while RUs with antennas are installed on the top of building or pole. Therefore, the allowable distance b...

Keyword

#이동통신 기지국   #한계거리   #디지털 유닛   #라디오 유닛  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만, LTE 서비스의 대부분을 차지하는 FDD (frequency division duplexing) 방식의 이동통신 기지국에서는 이러한 연구가 이루어진 바가 없다. 따라서, 본 논문에서는 FDD 방식의 이동통신 기지국에서 DU와 RU간의 한계 허용거리에 대해 이론적인 분석을 수행하고자 한다.
  • 본 논문에서는 DU와 RU로 분리된 형태의 기지국에서 Closed-Loop MIMO 기술이 제대로 동작하기 위해서 발생되는 DU와 RU 간의 한계거리에 대한 분석을 하였다. 분석결과 이동통신 서비스의 동작 주파수에 따라 한계거리가 달라지는 결과를 보였으며, 국내에서 LTE 서비스를 하고 있는 800 MHz 및 2 GHz (실제로는 1.

가설 설정

  • 따라서, 본 논문에서는 채널 상태가 유지되는 (수치적으로 말하면, 상관계수가 0.9 를 넘는) 조건은 공간상에서 0.3λ 의 1/10 인 0.03λ 범위 내라고 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근에는 어떠한 형상의 이동통신 기지국이 많이 등장하고 있는가? 이러한 이동통신 기지국에 있어서 최근에 <그림 1> 과 같이 DU(digital unit)와 RU(radio unit)로 분리된 형상의 기지국이 많이 등장하고 있다 [5]. 이렇게 DU와 RU 로 분리된 형상의 기지국은 전화국사에 DU를 두고, 설치비용 및 임대비용이 많이 드는 외부에는 최소한의 RF 소자들로 구성된 RU 를 설치하는 형태이다.
DU와 RU 로 분리된 형상의 기지국은 어떠한 형태인가? 이러한 이동통신 기지국에 있어서 최근에 <그림 1> 과 같이 DU(digital unit)와 RU(radio unit)로 분리된 형상의 기지국이 많이 등장하고 있다 [5]. 이렇게 DU와 RU 로 분리된 형상의 기지국은 전화국사에 DU를 두고, 설치비용 및 임대비용이 많이 드는 외부에는 최소한의 RF 소자들로 구성된 RU 를 설치하는 형태이다. 이렇게 DU와 RU 로 분리된 형상의 이동통신 기지국에서 DU와 RU 사이를 연결하는 인터페이스로는 CPRI(common public radio interface) 라는 표준이 널리 쓰이고 있다 [6].
DU와 RU 로 분리된 형상의 기지국에서 어떠한 요소가 이동통신 기지국 망을 배치하는데 중요한 요소인가? 이러한 구조의 기지국에서 DU와 RU 간의 허용거리는 이동통신 기지국 망을 배치하는데 있어서 매우 중요한 요소이다. DU와 RU 간의 거리를 마음대로 늘릴 수 있다면, 하나의 전화국사에서 수용할 수 있는 RU 셀의 개수가 늘어날 수 있으며, 이는 경제적으로 이동통신망을 운용할 수 있는 장점을 가져오게 된다.
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참고문헌 (9)

  1. 김성만, "중계기가 연결된 빔포밍 기지국을 위한 새로운 RF-패스 보정절차 방법", 한국전자통신학회논문지, 6권, 2호, pp. 274-279, 2011. 

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  2. 강명구, "W-CDMA 통신 시스템에서 새로운 롱 코드 MMSE 검파기 구성 및 성능 분석", 한국전자통신학회논문지, 6권, 2호, pp. 163-170, 2011. 

    원문보기 상세보기

  3. 김송민, 송진호, "초고속 무선통신에 적용 가능한 소형화된 UWB BPF 설계", 한국전자통신학회논문지, 5권, 6호, pp. 620-624, 2010. 

    원문보기 상세보기

  4. 고영조, 이경석, 서방원, 노태균, "LTE- Advanced 표준 기술 동향", 전자파기술, 21권, 2호, pp. 9-23, March 2010. 

    원문보기 상세보기

  5. 김성만, "DU-RU 형태의 Mobile WiMAX 기지 국에서 DU-RU 간 거리 및 Cell 반경의 한계에 관한 연구", 한국통신학회 2011년도 동계종합학술발표회, paper 6C-60, Feb. 2011. 

  6. Common Public Radio Interface (CPRI); Interface Specification, ver 4.2, 2010. 

  7. Sung-Man Kim, "Limits of digital unit-remote radio unit distance and cell coverage induced by time division duplex profile in mobile WiMAX systems", International Journal of Communication Systems, early view version, DOI: 10.1002/dac.1356, Oct. 2011. 

  8. 김상근, 오이석, "실내 채널 환경에서 MIMO 시스템의 안테나 이격거리에 따른 채널 용량 분석 ", 한국전자파학회논문지, 17권, 11호, pp.1058-1064, 2006. 

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  9. N. Ebrahimi-Tofighi, M. ArdebiliPour, and M. Shahabadi, "Receive and Transmit Array Antenna Spacing and Their Effect on the Performance of SIMO and MIMO Systems by using an RCS Channel Model", World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol. 36, pp.1-5, 2007. 

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