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문제 정의
- 현재 D2D 통신은 차량 간 통신, 무인기 간 통신 등 다양한 응용분야에서 적용 가능성을 연구하고 있고, 해당 통신 표준화에서는 프리앰블 신호는 새롭게 설계될 수 있으므로, 현재의 LTE Sidelink의 PSS/SSS를 단순히 반복하여 전송하는 구조 이외에 다양한 방식이 고려될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 동일한 자원과 에너지를 사용하는 다양한 D2D 프리앰블 설계안을 제시하고, 다양한 환경에서의 모의실험을 통해 주파수 동기 및 시간 동기 오차 성능을 비교하였다. 이를 통하여 주파수 영역에서 하나 걸러 하나씩의 부반송파에는 신호를 전송하지 않는 대신, 나머지 부반송파에서는 심볼 당 에너지를 2배로 전송하는 제안하는 구조가 부반송파 간 간섭을 줄여서, 기존 고려되고 있는 LTE 시스템의 PSS를 반복하는 구조에 비해 주파수 옵셋 추정 성능은 유지하면서도 시간 옵셋 추정 성능 크게 향상시킴을 확인하였다.
- 본 논문에서는 D2D 통신을 위한 효율적인 동기 프리앰블 구조를 제시하였다. 전체 부반송파를 프리앰블 전송에 이용하는 경우 시간 영역 반복 횟수를 늘리기 위해 사용되었던 주파수 영역에서 하나 걸러 하나씩의 부 반송파에 신호를 전송하는 프리앰블 구조가, 일부 부 반송파에서만 프리앰블을 전송하는 OFDMA 환경에서도 전체 부반송파를 이용하여 전송하는 LTE ProSe 표준에 반영된 프리앰블 구조에 비해 ICI 감소를 통해 우수한 시간동기 성능을 얻을 수 있음을 확인하였다.
가설 설정
- LTE D2D 통신을 위한 효율적인 동기 프리앰블 구조를 도출하기 위해, 총 자원량을 동일하게 유지하는 그림 1과 같은 4개의 설계 후보 구조를 제시하였다. 기존 PSS/SSS와 마찬가지로 대역폭에 상관없이 중심부 부 반송파 만을 이용하여 정해진 프리앰블을 전송하고, 위 아래로 일정한 개수의 0부반송파를 삽입하는 것을 가정하였다. 이를 제외한 나머지부 반송파는 셀룰러 통신이나, D2D 통신에 이용될 수 있다.
- II장에서 설명한 네 가지 동기 프리앰블 설계 안에 대해 III장에서 제시한 주파수 동기 및 시간동기 추정 방법에 따라 구한 추정 성능을 비교한 결과는 그림 3 ～ 그림 7과 같다. 본 논문에서는 그림 1과 같이 기존 PSS/SSS와 동일하게 5ms 주기로 2개의 OFDM 심볼에서 프리앰블을 전송하는 구조만을 대상으로 성능을 비교하였고, 5ms 주기로 전송되는 프리앰블을 2번 수신하여 계산하는 것을 가정하였다. 만약 프리앰블 전송에 추가적인 자원을 사용하는 경우 각 옵션별로 동일하게 자원량을 늘리게 되면 동일한 비율로 성능이 향상될 것이므로 옵션별 성능 순서는 변하지 않는다.
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