본 논문에서는 휴대 인터넷 서비스 규격에 제시된 라우터 기반의 네트워크 모델에서 사용되는 3계층 핸드오버 방식보다 고속의 핸드오버를 지원할 수 있는 새로운 브리지 기반의 네트워크 모델인 셀룰라 이더넷 시스템을 제안하고 성능을 비교 분석한다. 휴대 인터넷 서비스를 통해 이동하면서도 양질의 서비스를 받기를 원하는 무선 장치 사용자들에게 있어서 고속의 핸드오버를 제공하는 것은 무엇보다도 중요하다. 하지만 3계층에서 핸드오버를 수행하는 기존의 Mobile IPv6 방식의 경우, 핸드오버 발생 시 이동을 감지하기까지의 지연 시간과 중복된 주소를 감지하는 절차를 수행하는 지연이 매우 큰 단점이 있다. 또한 무선 구간에서의 물리적 핸드오버 완료 후에 유선 구간에서의 핸드오버가 순차적으로 수행되는 특징 때문에 고속의 핸드오버를 지원할 수 없어 양질의 서비스를 제공할 수 없다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 휴대 인터넷 서비스용 백본망을 위한 2계층 브리지로 구성된 셀룰라 이더넷 시스템을 제안하고 모의실험을 통하여 핸드오버 성능이 기존의 3계층 핸드오버 방식보다 우수함을 보였다.
최근 셀룰라 네트워크의 주파수 효율을 높이고 다양한 사용자 경험을 제공하기 위하여 단말간 직접 통신(device-to-device, D2D) 기술이 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 D2D 관련 표준 및 기존 연구에 대한 선행 조사를 통하여 D2D 통신이 가지는 많은 장점들과 이 장점들이 제대로 실제 시스템에 적용되기 위해서 해결되어야 할 주요 문제점들에 대해서 살펴본다. 특히, 가장 중요시 되는 셀룰라 링크와 D2D 링크간의 간섭 이슈를 고려하여 5가지 D2D 자원할당 및 간섭제어 시나리오에 대해 시스템 레벨 시뮬레이션을 수행한다. 성능 분석 결과, D2D를 사용할 경우에 주파수 재사용 및 데이터 오프로딩(off-loading) 효과로 인해 전체 셀 용량 및 D2D 사용자 전송률이 현저히 증가하며, 이들 성능을 최대화하는 최적 D2D 통신 허용 반경값이 존재함을 알 수 있다.
본 논문은 밀리미터파를 사용하는 광대역 무선 접속용 마이크로 셀룰라 시스템에 적용할 수 있는 새로운 광링크 구조를 제시하고 분석한다. 제안된 링크 구조는 EOM(electro optic modulator)의 비선형성에 의해 발생하는 고조파 성분을 광믹성(photonic mixing)에 이용해 링크로 입격되는 전기 신호를 주파수 천이시켜 BS(base station)에서의 전기적 믹싱을 불필요하게 하며 또한 CS(central station)로부터 공급된 밀리미터파 광 캐리어를 사용하므로써 BS에 능동 광원(optical source)이 없도록 하여 BS의 구조를 간단히 한다. 제시된 링크 구조에 대한 하향링크(downlink) CNR(carrier to noise ratio), IM3/C(third order intermoulation to carrier ratio) 및 상향링크(uplink) SFDR(spurious free dynamic range)에 대한 분석 및 상용소자의 파라메타값을 이용한 시뮬레이션을 통하여 제시된 링크 구조가 현재의 마이크로 셀룰라 시스템 요구조건을 만족시킬 수 있음을 보인다.
본 논문에서는 유한 체 $GF(2^m)$상에서 셀룰라 오토마타 (Cellular Automata)의 구조에 적합한 곱셈기 구조를 제안한다. 제안된 LSB 우선 곱셈 구조는 AOP(All One Polynomial)를 기약 다항식으로 사용하며, m+1의 지연시간과 $ 1-D_{AND}+1-D{XOR}$의 임계경로를 갖는다. 특히 정규성, 모듈성, 병렬성을 가지기 때문에 VLSI구현에 효율적이고 나눗셈기, 지수기 및 역원기를 설계하는 데 기본 구조로 사용될 수 있다 또한, 이 구조는 유한 체 상에서 Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜, 디지털 서명 알고리즘, 및 ElGamal 암호화와 같이 잘 알려진 공개키 정보 보호 서비스를 위한 기본 구조로 사용될 수 있다.
CCI Canceller와 MRC 다이버시티 수신 기볍을 채용하는 DS-CDMA /DPSK 셀룰라 이동통신 시스댐의 오율을, 가산성 가우스 잡음과 다중접속간섭(MUI) 및 m-분포 페이딩에 의해 특정지워지는 셀룰라 무선채널에서 해석하였다. 셀당의 사용자수를 나타내는 시스댐의 용량을 유도하여 수치 계산한 결과를, PN 코드의 길이, 페 이딩 지수, BER, 다이버시티 가지수, $E_b/N_o$, 동을 함수로 하여 그림으로 나타내었다. 본논문에서는 음성구동계 수를 3/8으로 가정하였고 셀은 3개의 섹터로 나뉘어져 있다고 가정하였으며 다중접속간섭은 가우시안 랜덤과 정으로 가정하였다. 얻은 결과로부터, 가산성 가우스 잡음과 다중접속간섭의 존재하에서 PN 코드의 길이에 따 른, CCI Canceller를 채용하는 DS-CDMA /DPSK 셀룰라 이동통신 시스댐의 용량을 구할 수 있었고,m-분포 페이딩 환경에서 페이딩 지수와 다이버시티 가지수의 변화에 따른 시스댐 용량의 증가를 구할 수 있었다.
본 논문은 향후 도시의 물리적 성장형태를 예측하고자 하는 일련의 연구로서 김해의 과거 도시 성장과정을 분석함으로써 김해지역에 적합한 셀룰라 오토마타의 네이버후드 및 전이규칙을 결정하는 것을 목적으로 한다. 동적모델과 시간에 따른 변화를 다룰 수 있는 셀룰라 오토마타를 도입하여 1987년부터 2001년까지 김해지역의 도시성장을 분석하였으며, 다양한 네이버후드와 전이규칙의 시뮬레이션을 통해 김해지역에 적합한 네이버후드와 전이규칙을 정립하였다. 결론으로 김해지역은 네이버후드의 행렬이 작을수록, 또한 동일한 거리를 가진 circle 형태보다 정사각형의 네이버후드가 적합하였고, 도시성장속도를 조절하는 ${\alpha}$값이 작을수록, 그리고 전환가능성 ($P_{ij}$) 이 클수록 적합한 것으로 나타났다.
본 논문은 여러 계층의 셀을 고려하는 실제적인 CDMA 셀룰라 시스템을 시뮬레이션 하기위해 최소 개수의 셀을 사용하여 수행 시간을 줄이지만 충분한 셀 수로 구성했을 때와 동일한 결과를 얻을 수 있는 시뮬레이션 방식의 제안과 이를 적용 했을 때 시스템 알고리즘 성능에 대한 영향을 살펴보는 내용이다. 제안된 셀 구성과 나머지 셀 간섭 보정 방식을 사용하면 중심 셀과 한 이웃 계층만 사용하더라도 간섭 보정에 의해 최대 셀 구성 시의 시뮬레이션 결과와 동일한 총 간섭량, SIR 값, Outage 확률, 그리고 셀 용량 결과를 얻을 수 있으며 시뮬레이션 시간을 극소화 할 수 있다는 결론을 얻었다.
본 논문에서는 사용자를 주파수로 구분하고 데이터를 주파수 영역 확산으로 다중화하는 OFDMA/CDM 기반 셀룰라 시스템을 제안하다. 셀 구분을 위해 랜덤코드를 이용하며, 시스템 성능 향상을 위하여 전치등화를 적용한다. 송신전력이 제한된 다중셀 환경에 적합한 전치등화 방법과 효율적인 전력할당 방식을 제안한다. 다중셀 환경에서 각 등화방법 및 전력할당 방식에 따른 성능을 분석하곤 특히 셀 중심으로부터의 거리에 따른 성능 변화, 다중화 데이터 개수에 따른 성능 분석을 통괘 다중셀 환검 적용 타당성을 분석한다. 끝으로 시간지연에 따른 성능저하를 전치와 후치 등화를 모두 사용한 전/후치등화를 적용하여 줄일 수 있음을 보인다.
MC-CDMA 기법은 다중경로 페이딩에 robust하고 간단한 단일 탭 등화기를 사용하여 고속의 데이타를 전송할 수 있기 때문에 이동 멀티미디어 통신과 같은 고속 데이타 무선 통신에 적합한 접속방식으로 알려 있다. 본 논문에서는 페이딩 채널 환경하에서 기지국에 안테나 어래이를 갖는 MC-CDMA 셀룰라 시스템의 성능을 분석한다. 안테나 어래이를 갖는 MC-CDMA 방식을 사용하여 셀 내의 다른 사용자 간섭을 크게 감소시키고 순방향 링크 및 역방향 링크에서 시스템의 용량을 크게 증가시킬 수 있음을 보인다. 모의실험을 통하여 제안된 방식을 사용할 경우 사용자 용량 증가를 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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