본 논문에서는 위상 잡음 분석과 성능 평가를 통한 OFDM 기반의 새로운 무선 간섭 제거 중계기를 제안한다. 최근 무선 중계기에 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 이전의 연구는 단지 궤환 신호를 제거하는 알고리즘에 관한 것이었다. 하지만, 무선 중계기 시스템에서는 up/down 컨버터에 위상 잡음의 영향이 존재한다. 무선 중계기 시스템에서 위상 잡음의 영향이 있게 되면 시스템 성능은 매우 열화될 것이다. 따라서, 무선 중계기 시스템에서는 위상 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 위상 잡음 보상기가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 위상 잡음의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 OFDM 기반의 적응형 위상 잡음 보상기를 제안한다. 간섭을 효과적으로 제거하기 위해서, 무선 중계기 시스템에 적응형 위상 잡음 보상기를 적용한다. 본 논문에서 제안하는 적응형 위상 잡음 보상기를 통해서 위상 잡음의 영향을 효과적으로 제거한다. 또한, OFDM 기반 무선 중계기 시스템에서 발생되는 위상 잡음의 영향을 분석한다. 변조 방식이 4QAM이고 위상 잡음의 전력이 -15 dBc, 위상 잡음의 cutoff 주파수가 100 kHz인 경우에, 제안된 알고리즘의 BER 성능은 $10^{-4}$에서 적응형 등화기를 사용하고 위상 잡음 보상기를 사용하지 않은 경우보다 4 dB 정도 더 좋다.
무인 항공기(UAV) 지원 중계는 분포가 쉽고 통신 채널이 양호하며, 이동성이 뛰어나 기존 지상 중계에 비해 높은 무선 연결성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 무선 주파수(RF) 대역을 활용하여 소스로부터 에너지를 수확하고 테라헤르츠(THz) 대역을 활용하여 2차 송신기와 해당 수신기 간에 정보를 전송할 수 있는 UAV 지원 중계 네트워크를 설계한다. 그 후, 릴레이 채널 용량을 최대화하는 UAV의 최적 위치를 결정하기 위한 최적화 문제의 해를 유도하고, 유도된 해를 활용하여 두 가지 UAV 궤적(직선 궤적과 타원 궤적)을 설계하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘은 UAV 직선 궤도가 수확된 에너지 및 채널 용량 측면에서 더 나은 시스템 성능을 제공할 수 있음을 보여준다.
본 연구의 목적은 전자파 적합성을 고려하여 승강기 시스템 내에 중계기 안테나를 설치하는 방안을 제안하는 것이다. 승강로에 중계기 안테나를 설치하는 경우(Solution 1)와 승강기 내부에 중계기 안테나를 설치하는 경우 (Solution 2)의 2가지 solutions을 검토하였으며, Solution 2가 Solution 1보다 효과적임을 확인하였다. 또한, 승강기에 대한 전자파 내성 기술 기준과 20 dB의 안전 마진을 고려하여 중계기 안테나의 출력(EIRP)을 -5 dBm으로 제한할 것을 제안하였으며, 이러한 출력은 이동 통신 시스템의 정밀 전력 제어 메커니즘에 따라 최적의 안정된 전자파 환경을 제공함을 확인하였다. 이러한 접근은 무선을 활용하여 오히려 전자파 환경을 개선할 수 있음을 보여준 본 연구가 Green ICT의 중요한 사례가 될 수 있다.
본 논문에서는 다중 셀 환경의 OFDMA 중계 네트워크를 위한 새로운 자원 할당 기법에 대해서 제안한다. 제안된 기법에서는 기지국 간의 채널정보를 공유하여 공평성 제한을 갖으면서 전체통신용량이 최대가 되도록 수신단말기와 중계단말기에 자원을 할당한다. 계산량을 줄이기 위해 자원할당 과정은 두 부분으로 나뉘어 진행된다. 먼저 셀간 간섭을 고려하여 수신단말기와 중계단말기에 부반송파를 할당하고, 이후 중계단말기의 부반송파에 전력을 할당한다. 모의실험 결과에서 제안된 기법이 부반송파 당 더 높은 주파수 효율을 얻는 다는 것을 확인하였다. 또한 제안된 기법이 static과 greedy 기법에 비하여 오수신 확률(outage probability)이 낮음을 확인하였다.
본 논문에서는 방향성 안테나를 이용하여 3섹터 구조를 갖는 Narrow-Beam Trisector Cell (NBTC)과 Wide-Beam Trisector Cell (WBTC) 구조의 WiBro 시스템에 IEEE802.16j 기반의 멀티홉 중계기를 도입하여 커버리지를 확장하는 새로운 형태의 NBTC와 WBTC 구조를 제안한다. 제안한 구조는 최적화 모델을 통해 트래픽 분포에 따른 최적 배치된 기지국과 멀티홉 중계기의 수, 각 기지국의 확장되는 커버리지, 그리고 설치비용 등을 기지국만 배치하는 기존의 전형적인 구조와 비교 분석하였다. 분석 결과를 통해 주어진 전체면적에 중계기를 효율적으로 배치한다면 절약되는 설치비용을 알 수 있었고, 제안하는 멀티홉 중계기가 도입된 NBTC와 WBTC 방식 중에서 트래픽 분포가 높은 지역에서는 WBTC 방법을 이용하고, 트래픽 분포가 적은 지역에서는 NBTC 방법을 이용한다면 커버리지 확장과 설치비용 절약 측면에서 보다 효율적임을 알 수 있었다.
위성통신 시스템은 기존의 지상망이나 광 케이블 기술에 비해 통신 대역폭의 유연성과 다중 접속 능력, 이동 통신, 광역성, 멀티포인트 및 브로드캐스팅 등의 고유의 특징으로 인해 초 고속 정보 통신망 구축에 중요한 역할을 할 것이다. 또한 위성통신은 앞으로 도래할 브로드 캐스팅 및 멀티미디어 서비스 등의 통신환경을 지원하며, 지상중계망의 장애 및 트래픽 폭 주시에 대체경로를 제공함으로써 지상망 중심으로 진화·발전되어 온 B-ISDN망과 상호 보 완적인 보완망으로서의 역할을 수행할 것이다. 따라서 지상 B-ISDN과 위성망의 통합은 지 상망의 효율성고 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 국가의 모든 통신망을 하나의 정 보 통신망으로 구성하여 국가의 정보를 효율적으로 이용, 관리 및 운용할 수 있기 때문에 위성망과 B-ISDN간의 연동에 대한 연구는 필수적이다. 본 논문에서는 OBP(On-Board Processing) 탑재 위성 B-ISDN 중계망의 호 처리 절차 연구를 수행하는 것으로서, 위성 B-ISDN 구조와 각 지구국별 신호 기능 및 B-ISDN 신호 시스템인 DSS2(Digital Subscriber Signalling No.2) 계층 3 신호 프로토콜, B-ISUP(B-ISDN User Part) 프로토콜, S-BISUP(Satellite BISUP) 프로토콜의 구조를 분석하였다. 또한 점-대-다지점 연결을 위한 B-ISDN의 연결과 소유권 및 각각의 프로토콜에 대한 메시지와 프리미티브를 정의하여, 이 를 토대로 OBP 탑재 위성 B-ISDN 중계망 연동을 위한 기본 호 처리 절차를 설계 및 검증 하고, 이를 구현하였다.
무선랜은 유선랜의 대안으로 개발되어 설비의 용이성으로 인하여 특수분야와 특수용도로만 이용되어오다가 최근 들어 그 표준과 기술이 급속도로 발전하여 현재는 건물간의 중계회선 또는 광범위의 유저들을 위한 일대일 통신등의 수단과 고속인터넷의 중계회선, 그리고 멀티미디어 대폭을 요구하는 화상통신의 수단으로 이용되고 있다. 개발당시 10Mbps의 전송속도에서 시작하여 최근에는 100Mbps 대역까지 확장되어가고 있는 추세이다. 특히 캠퍼스 무선랜의 경우 인터넷 중계회선으로서 체감적으로 차이는 있지만 최소 10Mbps속도로 반경 $100\~200m$ 범위를 보장하여야한다고 사료된다. 본 논문에서는 실제이용환경에서 무선랜이 인터넷 중계회선으로서의 효용성입증을 위하여 측정하였다. 측정한 결과 IEEE802.11b 를 기반으로 네트워크를 구성하는 경우 최소 3개 이상의 AP로서 구성하여야한다는 것을 입증하였다. 향후 해양환경에서의 무선랜의 성능평가를 수행함에 그 목적이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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