초록 ▼

연구개발의 내용및 범위
가. 과제개요
최근 국내의 WiBro 사업자는 일반가입자 및 기업가입자를 보다 효율적으로 수용하기 위해서 일반가입자의 경우에는 댁내형 Access Point(AP)를, 기업가입자의 경우에는 인빌딩 AP와 초소형 기지국 제어기를 구성되는 솔루션을 검토하고 있다. 기존에 WiBro 서비스망을 구축함에 있어 가장 트래픽이 많으면서도 대표적인 음영지역인 빌딩내부의 음영지역 문제 해소를 위하여 인빌딩 광중계기를 빌딩 내부에 설치하여 사용하였다. 기존의 인빌딩 광중계기는 기지국 신호를 각 층별로 분산하기 위하

연구개발의 내용및 범위
가. 과제개요
최근 국내의 WiBro 사업자는 일반가입자 및 기업가입자를 보다 효율적으로 수용하기 위해서 일반가입자의 경우에는 댁내형 Access Point(AP)를, 기업가입자의 경우에는 인빌딩 AP와 초소형 기지국 제어기를 구성되는 솔루션을 검토하고 있다. 기존에 WiBro 서비스망을 구축함에 있어 가장 트래픽이 많으면서도 대표적인 음영지역인 빌딩내부의 음영지역 문제 해소를 위하여 인빌딩 광중계기를 빌딩 내부에 설치하여 사용하였다. 기존의 인빌딩 광중계기는 기지국 신호를 각 층별로 분산하기 위하여 MHU, ROU, RU라는 분산 계위를 두어 신호를 전송하였다. MHU는 기지국사에 위치하여 기지국의 IF신호를 digitising하여 remote빌딩에 설치된 RHU로 관전송 후 RHU는 이를 다시 아날로그로 변환하여 RF 대역으로 전송하여 각 층에 설치된 RU로 분산시킨다.
이 방식은 기지국에서 빌딩까지 신호를 전송하기 위하여 ADC(Analog to Digital Converter)와 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하는데 이 과정에서 신호가 열화 될 수 있고 MHU, RHU, RU라는 하드웨어가 부담스러운 측면이 있다. 또한 기지국에서 빌딩까지의 광선로 비용도 추가된다. 높은 데이터 전송률이 요구되는 WiBro 서비스에서는 빌딩내에 트래픽을 pico급 RAS(기지국)에서 직접 처리하여 IP망으로 연결하는 방식이 더 적합 하다고 할 수 있다. 즉 인빌딩 중계기는 음영지역은 해소 할 수 있으나 인빌딩 AP는 음영지역 해소 및 전체 망 용량(Capacity)을 높일 수 있다. 문제는 AP 장비 가격인데 인빌딩 중계기의 경우처럼 기지국 신호를 빌딩 내부로 전송하기 위하여 ADC, DAC, 광전송을 사용하는 것 보다 저렴한 PHY(모뎀) 솔루션이 있다면 인빌딩 AP가 경쟁력을 가질 수 있다.
최근 WiBro 사업자의 인빌딩 AP 에 대한 관심이 높아짐에 따라 국내에 관련 솔루션을 구현한 개발사가 등장하고 있다. 이들의 공통점은 인빌딩 AP 를 MU(Main Unit) 와 RU(Remote Unit)로 구성한다는 점이다. MU 는 모뎀의 디지탈 신호처리, MAC, 호처리를 담당하고 RU 는 Amplifier 및 RF front end 기능을 담당하며 MU 와 RU 사이는 RF cable 로 연결되는 것으로 파악되고 있다. 이 구조의 장점은 빌딩내 원하는 구역에 Amplifier 만의 설치로 서비스 구역을 확보 할 수 있는 반면 단점은 MU 와 RU 사이에 RF 신호 전송을 위한 케이블을 설치해야 하므로 설치 공사비가 과다하고 빌딩주에게 공사 허락을 받아야만 한다. 특히 수출을 감안하면 설치 공사는 큰 장애가 될 수 있다. 반면 모뎀의 신호처리부와 MAC, 호처리부, Amplifier 가 동일 유니트에 존재하게 되면 설치 공사비는 간단하게 된다. 이러한 일체형일 경우 신호처리부, MAC, 호처리부가 중복되는 측면이 있으나 최근 저렴한 신호처리 솔루션이 등장하고 있고 디지탈 칩 소자 가격이 저렴하기 때문에 관련 부분의 비용 상승은 케이블 설치 공사비에 비하면 상대적으로 낮다고 볼 수 있다.
본 과제에서는 저렴한 PHY 솔루션을 아웃소싱으로 확보하고 MAC 은 자체 개발하며 함체 형태는 일체형인 인빌딩 AP 를 개발함을 목표로 한다. AP 를 IP망에 접속 시켜주는 장비인 초소형 기지국 제어기는 기존에 솔루션을 확보하고 있는 개발사와 연계하여 total 인빌딩 AP 솔루션을 개발한다.
나. 연구개발의 내용및 범위
본 연구개발은 상용수준의 WiMAX 인빌딩 오피스 시스템의 Access Point 개발및 인빌딩 오피스 시스템 picoACR 과 R6 연동을 목표로 하며 내용및 범위는 다음과 같다.
(1) 기능적 일반사항
. 인빌딩 Access Point(AP) 는 상용단말과 접속 되어야 한다
. WiMAX Forum NWG R6 profile C 를 준용하여야 한다
. TTA 2.3GHz 휴대인터넷 표준, IEEE802.16e-2005 및 Cor2/D3 를 만족하여야 한다
(2) TDD 동기
. 옥외 RAS 와 TDD 동기
. GPS 수신불가시 24 시간 hold over
(3) 무선자원 관리
. Down link/Up link AMC
. ARQ/HARQ
(4) 전력제어
. open loop, closed loop
. sleep 제어
(5) QoS
. Best effort
. UGS
(6) Scheduling
. Round Robin
. Proportional Fair
(7) 호처리
. WiMAX Forum NWG R6 Profile C 준용
. 핸드오버(Inter RAS, Inter ACR)
(8) Security
. 802.16e-2005 Security Sublayer
(9) RF 기능및 성능
. 무선설비 기술기준 만족
. WiMAX Forum MRCT 시험기준 만족

Abstract ▼

In contrast with in-building Access Point, in previous in-building environment, WiBro System require in-building repeater to solve shaded area. In order to divide signal to each layer, in-building repeater consist of MHU ROU RU. MHU, being located in BS, digitize IF signal of BS. Transmits through t

In contrast with in-building Access Point, in previous in-building environment, WiBro System require in-building repeater to solve shaded area. In order to divide signal to each layer, in-building repeater consist of MHU ROU RU. MHU, being located in BS, digitize IF signal of BS. Transmits through to the RHU. The signal is converted into analog by RHU. And RHU distributes the signal over RU that be located each layer.
When this approach transmitsignal over the building, ADC ,DAC could be distort the signal. In addition, it added to cost of the optical fiber. This is, in result, because itis that using existing in-building repeat network and usage. pico RAS that could be transmit high data rate is particularly suited for WiBro. In-building repeater only solve the shaded area. But RAS solve the shaded area, besides, increase network capacity.
The problem is that equipment prices. If the PHY, MAC cost be lower, pico RAS is cost competitive. Radio & High power amplifier cost is equal to repeater.
In this project, we develop in-building AP using PHY, MAC that developed by picoChip co,. Range development is Access Point that process PHY, MAC ,RF and Call Processing, Handover, picoACR that perform back hall to IP network.

목차 Contents

• 연구개발과제 요약서...1
• 표 지...29
• 제 출 문...30
• 요 약 문...31
• SUMMARY...44
• 목 차...48
• 참고문헌...51
• 제 1 장 기술 개발의 개요 ...52
• 제 1 절 기술의 필요성 및 중요성 ...52
• 1. 기술개발 배경 ...52
• 가. 무선 인터넷 서비스를 위한 망의 진화 ...52
• 나. WiBro 인빌딩 솔루션 문제점 및 극복 방안 ...54
• 2. 기술개발의 필요성 및 중요성 ...56
• 가. 기술개발의 기술적, 경제적, 산업적 중요성 ...56
• 나. 파급효과 ...57
• 3. 국내ㆍ외 기술 동향 및 시장성 ...59
• 가. 국내ㆍ외 기술 동향 ...59
• 나. 시장성 ...61
• 제 2 장 물리 계층 구현 ...63
• 제 1 절 AP 시스템 구성 ...63
• 1. AP SPECIFICATION ...63
• 가. 장비 일반 규격 ...63
• 나. 함체 외관, 내부 구조 및 구성 모듈 ...66
• 다. RF down link 규격 ...70
• 라. RF up link 규격 ...71
• 2. BASEBAND MODEM ...72
• 3. Tranceiver ...74
• 가. RF Transceiver 구조 및 동작 ...74
• 나. RF One Chip Transceiver 구조 및 동작 ...76
• 다. Radio 주요 성능 ...82
• 4. TDD 동기 ...131
• 가. IEEE1588 동기방식 ...131
• 5. PHY - PC8530 ...140
• 가. PHY 개요 ...140
• 나. 구조 ...142
• 다. API ...144
• 라. Downlink ...147
• 마. Uplink ...154
• 바. Synchronisation & Radio Interface ...156
• 제 3 장 MAC 계층 구현 ...158
• 제 1 절 WiMAX-MAC Key Features ...160
• 1. General features ...160
• 2. Convergence Sublayer (CS) ...160
• 가. Enhanced packet CS services ...160
• 나. Payload Header Suppression (PHS) ...160
• 다. Common Part Sublayer (CPS) ...161
• 제 2 절 Lower MAC - Data Path flow ...164
• 1. SDUs enqueuing ...165
• 2. Scheduler ...166
• 3. DL Frame processing ...167
• 4. UL Map-processing ...169
• 제 3 절 Upper MAC ...171
• 1. Network Entry and Initialization State Machine (NEISM) ...171
• 2. OFDMA Initial Ranging State Machine (OIRSM) ...173
• 3. Basic Capabilities Negotiation State Machine (BCNSM) ...174
• 4. Registration State Machine (RSM) ...175
• 5. OFDMA Periodic Ranging State Machine (OPRSM) ...176
• 6. Service Flow Management State Machine ...177
• 7. DCD/UCD Transmission ...177
• 8. Power Control ...177
• 9. Link Adaptation ...177
• 제 4 장 R6 인터페이스및 호처리 구현 ...179
• 제 1 절 Software Protocol Stack ...179
• 제 2 절 R6 Interface 규격 ...180
• 1. WiBro Header Format ...180
• 가. Message Header Format ...180
• 2. Message Size and Fragmentation ...182
• 3. Reserved Port Number for ASN Control Plane ...182
• 가. Message Primitives Format ...182
• 제 3 절 R6 Interface 및 호처리 구현 ...185
• 1. Contorl Plane Protocol ...185
• 가. Basic Flow ...185
• 나. Handover ...189
• 2. State Diagram ...190
• 제 5 장 기술개발 결과 ...191
• 제 1 절 기술개발 결과 ...191
• 1. 기술 결쟁력 ...191
• 2. 인빌딩 AP 규격 및 성능 ...193
• 가. 장비 규격 및 성능 ...193
• 나. RF 성능 ...194
• 다. PHY 규격 ...194
• 3. 인빌딩 AP 구조및 기능 ...195
• 4. 시험 결과물 ...197
• 제 2 절 기대효과 ...200
• 제 3 절 상용화 계획 ...200