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논문 상세정보

간섭부하 개념을 이용한 주파수 공동사용 기술의 성능비교 및 검증

Performance Comparison and Its Verification of Spectrum Sharing Technologies Using Interference Load Concept

초록

본 논문에서는 비면허 대역 무선기기에 사용되는 주파수 공동사용 기술의 성능을 비교 분석할 수 있는 간섭부하 개념을 제안하였다. 간섭부하 개념은 다양한 주파수 공동사용 기술, 즉 주파수 호핑(FH: Frequency Hopping), 듀티 사이클(DC: Duty Cycle), 송신전 감지 기술을 사용하는 무선기기가 타 무선기기에 간섭을 주는 정도를 정량적으로 비교할 수 있다. 따라서 주파수 공동사용 기술기준이 일관되고 합리적으로 제정되었는지 평가하는데 도움을 줄 수 있다. 제안한 개념을 검증하기 위하여 다양한 2.4 GHz 대역의 무선기기의 주파수 공동사용 성능을 비교분석하였다. 또한, 실시간 테스트베드를 구축하고, FH과 DC의 경우, 기술기준에 따른 비트 오류 확률을 비교실험하였다. 실험 결과, 10개 채널을 FH하는 것과 10 % DC이 동일한 오류 확률을 가짐을 확인함으로써 본 논문에서 제안한 개념의 타당성을 확인하였다.

Abstract

In this paper, we proposed a concept of interference load to analyze the performance of spectrum sharing technologies in unlicensed frequency bands. The interference load can quantitatively compare the technical properties of various spectrum sharing technologies, such as frequency hopping(FH), duty cycle(DC), listen-before-talk(LBT). Therefore, it can help to evaluate whether a local regulation about spectrum sharing is reasonably established or not. In order to verify the suggested concept, we applied it to 2.4 GHz frequency bands. Also, we demonstrated a real-time test-bed. Two bit error rate(BER) curves for FH with 10 random channels and DC of 10 %, show such good agreement that our proposed concept is expected to be widely used to assess various spectrum sharing technologies.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주파수 호핑
주파수 호핑방식이란?
비면허 주파수대역 내에 존재하는 여러 채널을 랜덤하게 이동함으로써 특정 채널을 지속적으로 점유 함으로써 발생하는 간섭을 회피하는 방식이다

먼저 주파수 측면에서 주파수 호핑(FH: Frequency Hopping) 방식이 있다. FH 방식은 비면허 주파수대역 내에 존재하는 여러 채널을 랜덤하게 이동함으로써 특정 채널을 지속적으로 점유 함으로써 발생하는 간섭을 회피하는 방식이다. 대표적인 예로 2.

주파수 공동사용 기술
주파수 공동사용 기술이란?
공간, 주파수, 시간의 3가지 영역 중 하나에서 신호가 분리되도록 하는 기술

즉, 공간, 주파 수, 시간이 모두 겹치는 경우 간섭이 발생하며, 3가지 중 하나라도 겹치지 않으면 간섭은 발생하지 않는다. 따라서 주파수 공동사용 기술은 공간, 주파수, 시간의 3가지 영역 중 하나에서 신호가 분리되도록 하는 기술이다. 예를 들어 FH에서는 주파수 영역에서의 분리를, DC은 시간 영역에서 분리를, LBT는 공간 영역에서 분리를 하여 간섭을 피하도록 한다.

간섭온도
간섭온도가 협대역 시스템이나 페이딩 채널에 의한 유색잡음(colored noise) 형태의 간섭 환경에서는 적합하지 않은 이유는?
간섭온도는 UWB와 같 이 초광대역 잡음 특성을 갖는 시스템의 간섭전력을 열 잡음 형태의 백색잡음(white noise)으로 모델링하므로

UWB(Utra Wide Band) 등 주파수 공동사용 기술을 위한 간섭 정량화로 간섭온도(interference temperature) 개념도 소개되었다[5]. 간섭온도는 UWB와 같 이 초광대역 잡음 특성을 갖는 시스템의 간섭전력을 열 잡음 형태의 백색잡음(white noise)으로 모델링하므로, 협대역 시스템이나 페이딩 채널에 의한 유색잡음(colored noise) 형태의 간섭 환경에서는 적합하지 않다.

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참고문헌 (8)

  1. 1. 김태한, "주파수 공동사용 제도 분석 및 국내 도입 방안", Journal of Information Technology Applications & Management, vol. 21, no. 4, pp. 449-462, 2014년. 
  2. 2. 강상기, 황택진, "효율적인 주파수 이용을 위한 주파수공유방법." 한국정보통신학회논문지, 12(8), pp. 1349-1355, 2008년. 
  3. 3. 미래부 무선설비규칙(미래부고시 제2016-52호), 2016년 6월. 
  4. 4. 윤현구, 장병준, "국내 RFI/USN 대역에서 PHY/MAC 계층을 모두 고려한 주파수 공동사용 분석 방법", 한국전자파학회논문지, 24(1), pp. 73-81, 2013년 1월. 
  5. 5. Jay E. Padgett, Robert A. Ziegler, "Analysis of the interference temperature concept to support spectrum sharing between licensed services and unlicensed devices", Telcordia Technologies, 2004. 
  6. 6. Jan Kruys, "Spectrum sharing criteria based on interference load", SpectrumConsult, 2015. 
  7. 7. 박진수, 윤현구, 장병준, "비면허기기 간 실시간 주파수간섭 분석 테스트베드 구현", 한국전자파학회논문지, 26(6), pp. 589-592, 2015년. 
  8. 8. 윤현구, 강민수, 장병준, "908.5-914 MHz 대역에서 RFID와 USN 시스템의 주파수 공유 조건에 관한 연구", 한국전자파학회논문지, 19(6), pp. 647-656, 2008년. 

이 논문을 인용한 문헌 (1)

  1. 1. Yoon, Hyungoo, Jang, Byung-Jun 2021. "Frequency Interference, Analysis Method, and Application Examples of Sub-GHz Frequency Band" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 32(1): 1~9 

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