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문제 정의
- 16 등에서도 차기 표준화 아이템으로 CR의 개념을 적용하는 방안을 적극 검토하고 있다.[4],[5] TVWS와 같이 사용되지 않는 TV 대역에서 무선 인터넷 서비스를 제공하기 위하여 IEEE 802.22 WG(Working Group)은 미국, 캐나다, 브라질, 등과 같이 광활한시골 지역에서 무선 인터넷 접속이 가능하게 하기 위하여 VHF/UHF 대역의 TV 대역 중 사용되지 않는 채널을 활용하여 ADSL이나 케이블 모뎀과 동급의 서비스를 제공할 수 있는 표준을 제정할 목적으로 결성되었다.[6]
- 또한 TV대역을 공유하는 기술 분야는 근본적으로 방송 및 통신 분야의 신기술영역에 해당되고 연구개발이 장기적으로 지속될 필요성이 있는 항목이라고 판단된다. 본 논문에서는 그 성능 및 효과를 기본 동향자료의 분석과 더불어 시나리오 기반의 시뮬레이션 결과를 통해 정량적인 분석을 제시하였다. 전력밀도, 신호감지레벨, 간섭 송신기의 전송확률 등은 채널을 공용하는 시스템들의 성능분석의 척도로 사용될 수 있는데.
- 본 논문에서는 Monte-Carlo 방식을 기반으로 ERO (European Radiocommunications Office)에 서 개발한 SEAMCAT simulation tool을 사용하여 앞에서 제안된 간섭 시나리오에 따라 방송 및 비면허 대역에서 사용되는 기기중에서 WLAN과 WiBro의 간섭시뮬레이션 결과를 고찰하였다.
가설 설정
- 즉, 간섭 송신기의 전송확률을 전체 전송 시간중에서 단말이 활동중인 비율을 의미하는 duty cycle 값으로 가정하여 분석을 수행하였다. 두 시스템간의 duty cycle과 성능 관계를 분석하기 위해 간섭 송신기가 WiBro(Wireless Broadband)이고 WLAN(Wireless LAN)이 희생 수신기인 경우를 고려하였고 각각 동일채널에서 작동한다고 가정한다.
- 즉, 간섭 송신기의 전송확률을 전체 전송 시간중에서 단말이 활동중인 비율을 의미하는 duty cycle 값으로 가정하여 분석을 수행하였다. 두 시스템간의 duty cycle과 성능 관계를 분석하기 위해 간섭 송신기가 WiBro(Wireless Broadband)이고 WLAN(Wireless LAN)이 희생 수신기인 경우를 고려하였고 각각 동일채널에서 작동한다고 가정한다. 2장에서는 주요 파라미터 및 공유 시나리오에 대한 고려사항에 대해 기술하였고, 3장에서는 실험결과를 통해 성능을 분석하였고, 4장에서 결론을 맺는다.
- 도심에서의 실내 환경이 기본으로 가정되었으며 이를 통한 공유 변수설정 및 분석이 수행되었다. 동일채널 네에서 이기종 시스템간의 주파수 공유에 대한 공유 파라미터 분석을 위해 전력밀도, 신호감지레벨, 간섭 송신기의 전송확률 등을 고려할 수 있는데 본 논문에서는 분석 파라미터로 duty cycle을 고려하였다.
- 간섭 송신기 시스템의 duty cycle에 따른 성능을 분석하기 위해 간섭(Interfering) 시스템으로는 WiBro 시스템을, 희생(Victim) 시스템으로는 WLAN 시스템인경우를 가정하였다. 또한, 전파 전파 모델중에서 3개의 채널 환경을 선택하여 각 송신단말의 duty cycle을 통한 상호 공존성 분석을 수행하였다.
- 모의실험에 이용된 각각의 시스템에 있어서 서로 다른 링크에 대한 전파 모델은 별도로 다음과 같이 가정된다: 간섭 링크인 WiBro 시스템을 위해 확장형 Hata 모델이 사용되었고 (Wt: 원하는 송신기(Wanted transmitter) → Vr: 희생(Victim) 수신기), 확장형 Hata 모델은 피간섭 링크인 WLAN(It: Interfering transmitter → Wr: Wanted receiver), 확장형 Hata SRD model은 간섭링크(It: 간섭 송신기 → Vr: 희생 수신기)에 각각 적용되었다.
- 주파수 공유 분석시 적용된 두 시스템의 채널 사용은 인접한 채널이 아닌 같은 채널에서의 공유를 가정하였으며, WiBro 기지국의 송신출력은 33 dBm, 이동단말의 송신출력은 25dBm으로 가정하였다. DMB/DTV 채널에서 세가지의 독립적 주파수인 185/481/687 MHz에 대해 동일채널에서 송신시스템의 송신단말기의 duty cycle에 따른 간섭확률 분석을 수행하였다.
- WLAN UE 및 WiBro간 시스템에서 co -channel 간섭 시나리오는 동일한 주파수로 WiBro와 WLAN을 동시에 운영하는 것으로 가정한다. 단일 WiBro MS가 WLAN UE 간섭에 영향을 미치는 경우, 25 dBm의 WiBro MS의 전송 전력에 따라, WiBro MS와 WLAN UE 사이의 보호 거리는 5%의 허용 간섭 확률을 만족시키도록 구해져야 한다.
- 그림 4는 자유공간 채널 모델에서 이종 시스템간의 간섭확률이 5%를 만족하는 경우, 중심주파수가 185, 481, 687MHz 인 대역에서 간섭원인 WiBro 송신기 신호의 duty cycle에 따른 영향을 보이고 있다. 실제, 송신 단말의 전송확률을 duty cycle의 기술적 의미에 근거하여 같은 값으로 가정하고 본 실험의 결과는 분석되었다. 전송 확률이 100% 즉, 전송확률의 가정치에 해당되는 duty cycle이100%인경우 기대되는 최대허용 송신단말의 전송 출력은 상대적으로 양호한 687 MHz 의 중심주파수대역에서도 2 dBm의 성능을 보여서 실제시스템 공용이 어려운 결과를 예측케 한다.
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