초록 ▼

CR 기술은 단기적으로 상업성이 내무 낮을 것으로 보이나, 무선 자원이 갖는 자연적인 한계성을 고려할 때 주파수 자원의 확보 및 활용성의 극대화라는 측면에서 궁극적으로는 모든 무선 통신의 핵심 기술이 될 것으로 예상된다. 또한 관련 연구 개발이 성공적으로 전개될 경우, 그에 따른 기술 종속도가 높아질 수 있기 때문에 국내 독자적인 연구개발을 통해 핵심 기술을 사전에 확보해야만 4세대 또는 5세대 이동통신 시장에서의 경쟁 우위에 설 수 있다.
CR 기술의 활용을 위해서는 먼저 현재 주파수 자원의 사용현황 분석이 선행되어야 한

CR 기술은 단기적으로 상업성이 내무 낮을 것으로 보이나, 무선 자원이 갖는 자연적인 한계성을 고려할 때 주파수 자원의 확보 및 활용성의 극대화라는 측면에서 궁극적으로는 모든 무선 통신의 핵심 기술이 될 것으로 예상된다. 또한 관련 연구 개발이 성공적으로 전개될 경우, 그에 따른 기술 종속도가 높아질 수 있기 때문에 국내 독자적인 연구개발을 통해 핵심 기술을 사전에 확보해야만 4세대 또는 5세대 이동통신 시장에서의 경쟁 우위에 설 수 있다.
CR 기술의 활용을 위해서는 먼저 현재 주파수 자원의 사용현황 분석이 선행되어야 한다. 주파수 대역별로의 주파수 사용 분야 및 허가/비허가 대역을 분류하여 사용현황을 분석하고, 특정 주파수 대역에서 사용 시간을 분석하여 주파수 이용효율 현황에 대한 조사한다. 또, 지역별로 대역별?T시간별 주파수 사용 현황을 분석하여 Cognitive Radio 기술의 활용 범위를 알 수 있다.
Cognitive Radio 기술은 스펙트럼 이용 효율을 향상시키기 위하여 SDR(Software Defined Radio) 기술을 발전시킨 개념으로 제안된 기술이므로, 먼저 SDR에 대한 개념, 구조 및 개발 동향에 대하여 선행 연구 되어야한다.
현재 제안되고 있는 WLAN의 DFS 등의 특정 분야에서 Cognitive Radio 기술의 기초 단계 응용 현황에 대한 조사로 활용 방안에 대해서 연구한다.
Cognitive Radio 기술은 주파수 대역을 지역, 시간적인 환경에서 현재의 스펙트럼이용 현황을 감지는 기술이 핵심 기술 중 하나인데 이 부분에 대한 기술로 주파수 스펙트럼 측정알고리듬 기술에 대해 분석하여야 한다.
추가적으로 지역적?J시간적인 환경에 따른 사용 가능한 주파수 대역폭과 출력, 최적의 변조 방식 등을 조사하여 Cognitive Radio 기술이 적응형 시스템으로 발전하였을 때의 성능 평가를 예측할 수 있다.
현재 Cognitive Radio에 관한 IEEE 802.22(Wireless Regional Area Network) 표준화가 진행 중인데 국내외 표준화 활동 현황에 대해 조사하고, 또한 타 표준화 활동에서 Cognitive Radio 활용 가능성 및 필요성에 대하여 분석한다.

Abstract ▼

가. Objective of Research
Cognitive radio (CR) is a new concept to share the frequency band among the primary and secondary users, allowing the secondary users to use the band only when the primary users are not using it. In a CR-based system, quality of service (QoS) for the secondary users mus

가. Objective of Research
Cognitive radio (CR) is a new concept to share the frequency band among the primary and secondary users, allowing the secondary users to use the band only when the primary users are not using it. In a CR-based system, quality of service (QoS) for the secondary users must be maintained as much as possible while protecting the primary users all the time. One of the recent standardization activities related to CR technology is the IEEE 802.22 WRAN working group, in which the current TV band is utilized subject to CR-like approach for broadband wireless fixed access service in the coverage range of upto 100Km. In the study, a cooperative sensing protocol must be developed to recognize the vacant channel as well as appearance of primary users in the current band and furthermore, a framework of the CR-supported radio resource management must be established for supporting the emerging new paradigm.
나. Importance of Research
Even if CR technology itself does not seem to be immediately marketable, it is considered essential for the future wireless system in the sense that it can deal with the limit of scarce radio resource. As radio resource is not a limit to the wireless communication in terms of bandwidth and regulation, a new type of wireless devices and service can be developed and a new direction is paved for promoting the wireless industry.

목차 Contents

• 요약문 ... 1
• SUMMARY ... 10
• 목차 ... 13
• Contents ... 16
• 표목차 ... 19
• 그림목차 ... 20
• 제 1 장 서 론 ... 21
• 제 1 절 연구 배경 ... 21
• 제 2 절 연구의 목표 및 범위 ... 24
• 1. 연구의 목표 ... 24
• 2. 연구의 범위 ... 25
• 제 2 장 Cognitive Radio System ... 27
• 제 1 절 Cognitive Radio System의 개념 ... 27
• 제 2 절 Cognitive Radio System의 고려사항 ... 32
• 제 3 절 FCC 동향 ... 36
• 제 3 장 IEEE 802.22 WRAN ... 38
• 제 1 절 IEEE 802.22 WRAN 국제 표준화 동향 ... 38
• 제 2 절 IEEE 802.22 WRAN 시스템 모델 ... 40
• 제 3 절 802.22 표준 요구사항 ... 43
• 1. 802.22 요구 사항의 범위 ... 43
• 2. 서비스 클래스와 서비스 품질 요구사항 ... 43
• 3. 성능 및 용량 ... 45
• 4. 적응성(adaptability)과 확장성(scalability) ... 46
• 가. 적응성 ... 46
• 나. 확장성 ... 46
• 5. 주파수 조율 유연성 ... 47
• 6. 채널 구성 ... 47
• 7. 공존(coexistence) 및 간섭 감축 ... 48
• 8. PU의 인지 및 간섭 회피를 위한 요구사항 ... 49
• 가. PU의 센싱을 위한 임계값(Threshold) ... 49
• 나. 동적 주파수 선택을 위한 요구사항 ... 49
• 다. 요구사항에 기반한 동적 주파수 선택 절차 ... 52
• 제 4 장 CR 시스템 스펙트럼 활용 ... 55
• 제 1 절 WRAN 스펙트럼 센싱 기술 ... 55
• 1. 제안 기술 소개 ... 55
• 2. 제안된 WRAN 센싱 기술의 성능 평가 방법 ... 58
• 제 2 절 CR 시스템의 기반 규격 분석 ... 61
• 1. IEEE 802.16 규격과의 연계성 ... 61
• 가. 응용 서비스 영역의 유사성 ... 61
• 나. OFDMA 기반의 다중 접속 기법 ... 61
• 다. 검증된 기술을 기반으로 한 CR 시스템 설계 ... 62
• 2. IEEE 802.11h 규격과의 연계성 ... 63
• 가. 채널 상태 측정을 위한 Quiet Period의 설정 ... 63
• 나. Quiet Period에 기반한 채널 관리 ... 64
• 다. 스캐닝 및 채널 스위칭 메커니즘 ... 64
• 라. PU 출현의 인지 및 채널 선택 메커니즘 ... 65
• 제 3 절 스펙트럼 센싱 기술 ... 66
• 1. 정합 필터 기반의 센싱 방법 ... 66
• 2. 에너지 검출 기반의 센싱 방법 ... 66
• 3. 스펙트럴 상관 기반의 센싱 방법 ... 67
• 4. 스펙트럼 센싱에서 고려될 사항 ... 69
• 제 4 절 CR 시스템의 PHY 계층에 대한 고려사항 ... 74
• 1. 전파 환경 분석 ... 74
• 가. 열 간섭(Interference Temperature) ... 74
• 나. 시공간적 프로세싱(Space-Time Processing) ... 75
• 다. 열 간섭의 예측 ... 75
• 라. 스펙트럼 홀의 검출 ... 76
• 2. 채널 상태 예상 및 모델링 ... 76
• 제 5 절 CR 시스템의 MAC 계층에 대한 고려사항 ... 78
• 1. 전송 전력 제어 기술(Transmit Power Control) ... 78
• 2. 동적 스펙트럼 관리 기술(Dynamic Spectrum Management) ... 79
• 가. 전송 방식 고려사항 ... 79
• 나. 트래픽 고려사항 ... 80
• 제 6 절 군과 CR 기술 ... 81
• 1. XG 프로젝트 CR 기술 연구 ... 82
• 2. JTRS 프로그램 SCA 개발 ... 84
• 제 5 장 향후 연구 이슈 ... 87
• 제 1 절 미인지(Non-recognizable) PU 문제 ... 87
• 제 2 절 통신 대역폭의 불일치 문제 ... 89
• 제 3 절 CR 시스템에서의 QoS 제어 문제 ... 90
• 제 4 절 기지국간의 통신(BS Coexistence) 문제 ... 91
• 제 6 장 결 론 ... 94
• 제 7 장 참고 문헌 ... 96