모바일 네트워크 및 인터넷의 발전은 물리적인 거리의 한계를 극복하고 원격지의 정보를 제공하거나 획득하는데 기여하고 있다. 그러나 영상 전송을 주요 정보 제공 수단으로 사용하는 시스템은 여전히 고대역폭과 저지연 전송을 요구하고 있으며, 전송된 영상을 기반으로 상황을 판단하고 실시간 피드백을 제공하기 위해서는 전송된 영상의 품질뿐만 아니라 데이터 신뢰성과 전송 지연시간 문제는 극복해야할 중요한 부분이다. 5세대 모바일 네트워크의 출현은 이전 세대의 기술에서 경험할 수 없었던 고대역폭과 정밀한 위치 인식 등의 특성을 제공하여, 원격 진료 및 수술, 사회안전망을 위한 무선 원격 비디오 감시 시스템, 차량의 자율 주행 뿐만 아니라 UAV/UGV의 비가시권 제어를 실현할 수 있는 기반이 되고 있다. 또한 모바일 네트워크의 특성을 고려하여 네트워크 지연 시간을 최소화하는 Mobile Edge Computing 기술은 기존의 스마트 단말과 고가용성 서버 시스템으로 구성되던 시스템 아키텍처에 대한 변화를 요구하고 있다. 그러나 여전히 무선 구간에서 발생하는 네트워크 불확실성은 고해상도 영상을 전송할 때 영상 품질의 문제로 이어지며, 캐시를 활용한 전통적인 해결 방법은 지연 시간의 증가로 이어지게 되어 5G-MEC로 극복한 문제에 대한 근본적인 해결책이 되지 못한다. 본 연구에서는 Foward Error Correction과 Fast Retransmission을 이용하는 SRT 프로토콜을 기반으로 초저지연 고화질 영상 전송 시스템을 제안하고 각 시스템 컴포넌트를 5G-MEC의 특성을 고려하여 배치하여 4K 영상 전송시에도 종단간 지연시간을 1초 이하로 제한할 수 있음을 실험 결과로 제시하고 있다. 또한 실시간 고화질 영상 전송시 고려해야하는 요소로, 영상의 품질과 카메라-사용자 간의 최종 지연 시간 및 지연시간에 영향을 미치는 구간을 분석하고 추가적으로 개선할 수 있는 부분을 찾아 제시하도록 한다.
스마트시티 플랫폼은 도시내의 다양한 센서로부터 수집되는 데이터를 기반으로 도시 공간의 상황을 보여주는 시스템이다. 기존의 스마트시티 시스템들은 IoT 센서들의 정보를 모아서 보여주고 고정형 CCTV 의 영상을 관제 시스템에서 보여줌으로써, 관제사에 의한 상황 파악을 주 목적으로 개발되고 운용되어 왔다. 최근 5G 무선 통신망이 구축되면서 5G 의 edge computing 기술과 영상 정보, 센싱 정보 등 다양한 형태의 정보 분석 및 대응이 요구되고 있으며 단위 기능으로 제공되는 데이터들을 사용자의 필요에 따라 조합하여 새로운 서비스를 제공할 수 있는 플랫폼의 구조를 제시하고자 한다.
본 논문에서는 5G NR 시스템을 위한 동기 신호를 이용한 cell ID 검출 방법에 대한 성능을 비교하였다. 5G NR(fifth-generation new radio) 시스템의 송신기는 SS/PBCH (synchronization signal/physical broadcast channel) 블록을 송신하며, 수신기는 수신된 SS/PBCH 블록을 이용하여 주파수 및 타이밍 오프셋 (frequency and timing offset)을 추정 할 수 있으며, cell ID (cell identity)는 PSS (primary synchronization signal)와 SSS (secondary synchronization signal)를 통해 검출할 수 있다. 본 논문에서는 cell ID 를 검출할 수 있는 방법으로서 2-stage 디코딩 방법과 결합 최대우도 결정 규칙 (joint maximum-likelihood decision rule: joint ML) 디코딩 방법을 사용하였다. Joint ML 디코딩 방법은 2-stage 디코딩 방법에 비해 더 좋은 검출 성능을 보이지만, 복잡도 측면에서는 2-stage 디코딩 방법이 joint ML 디코딩 방법에 비해 더 낮은 복잡도를 갖는 것을 확인하였다.
5G 시스템에서는, 통신 서비스가 4G 통신보다 더욱 더 빠른 망 연결을 요구한다. 최근, 선도적인 5G 기술들 중 하나로 비직교 다중접속이 주목받고 있다. 비직교 다중접속에서는 사용자들이 주파수와 시간을 공유하여, 더 많은 사용자들이 동시에 서비스를 받을 수가 있다. LTE와 같은 직교 다중접속과 비교하면, 비직교 다중접속은 더 큰 시스템 용량과 초저 지연과 같은 장점을 가진다. 본 논문에서는 비직교 다중접속의 SIC에 채널 추정 오류가 미치는 영향을 고찰한다. 우선, 채널 추정 오류를 가지는 수신기의 폐쇄형 수식을 구한다. 그리고 채널 추정 오류의 BER를 완벽한 채널 추정의 BER과 비교한다, 또한, 채널 추정 오류로 발생하는 SNR 손실을 분석한다.
최근 재난에 신속하게 대응하기 위하여 통신망을 이용한 긴급재난문자 시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 기존 LTE 기반의 긴급재난문자 서비스는 한정된 자원으로 인해 시스템의 한계가 있으며, 이를 해결하기 위해 5G 이동 통신 서비스 기반의 긴급재난 문자 서비스를 고도화하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 5G기반 긴급재난문자 서비스의 성능 검증을 위하여 송출권역 구분, 재난문자 길이, 다국어 지원에 대해서 시험한 결과를 분석하고, 5G 환경에서 고도화된 긴급재난문자 서비스를 검증하기 위한 서비스 시나리오를 정의한다.
모바일 UHD, 초다시점 영상, 증강/가상현실 등 실감형 서비스를 통한 체험하고 즐기는 실감 올림픽을 위해 기가급 데이터 전송이 가능한 모바일 인프라가 토대가 되어야 한다. 최근 이동통신은 2020년 상용화를 목표로 5G 이동통신 연구, 개발 및 표준화 경쟁이 활발히 진행 중이다. 5G 이동통신은 1000 배의 전송속도 향상을 통해 언제 어디서나 사용자에게 1 Gbps 전송속도의 서비스를 제공하는 것을 핵심 성능지표로 고려하고 있다. 1000 배의 전송속도 향상을 위한 기술적 해결 방향으로 추가 주파수 확보, 주파수 효율 개선, 네트워크 밀집도 증대가 고려되고 있으며, 세 가지 해결 방향을 동시에 만족시키는 기술로 밀리미터파 액세스 기술이 5G 이동통신의 핵심 기술로 주목받고 있다. 본고에서는 밀리미터파 5G 이동통신 기술에 대해 소개한다. 5G 이동통신 기술의 큰 축으로 밀리미터파 액세스 기술이 주목받고 있는 이유에 대해 기술하고, 밀리미터파 5G 이동통신 동향에 대해 소개한다. 5G 이동통신 시스템 측면에서 밀리미터파 5G 이동통신 기술의 도입 시나리오에 대해 예측해보고, 밀리미터파 5G 이동통신을 실현하기 위한 RF 기술, 물리계층 기술, 상위계층 기술에 대해 기술한다.
3G LTE 이동통신 시스템은 패킷 데이터 전송에 기반을 둔 다양한 서비스 지원을 목표로 하는 기술로서 최대 20MHz 대역폭 기준 하향링크 최대 전송속도 100Mbps, 상향 링크 50Mbps의 전송속도를 지원한다. 그리고 데이터 전송 효율 향상, 효율적인 주파수 자원 이용, 이동성, 낮은 latency, 패킷 데이터 전송에 최적화된 기술과 서비스 품질보장 등을 제공한다. 3G LTE 시스템은 기존 시스템에 비해 주파수 및 고속의 멀티미디어 서비스를 효율적으로 사용하는 IP 네트워크로 진화되는 이동통신 시스템이다. 3G LTE 이동통신 단말은 대역폭 20MHz 기준으로 이동속도 120km/h에서 하향링크 30 Mbps, 상향링크 15Mbps의 데이터 전송속도를 지원한다. 또한, 고품질 및 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하는 단말로서 3.5세대인 HSDPA에 반해 모바일 영상 서비스가 본격적으로 제공되는 3G LTE 이동통신 시스템의 단말이다. 본 고에서는 3G LTE 이동통신 시스템 단말 플랫폼 기술 동향과 전망에 대하여 논의한다. II장에서는 3G LTE 표준 규격을 기반으로 구현하는 3G LTE 이동통신 시스템 및 단말 플랫폼을 서술하며, III장에서는 국ㆍ내외 단말 플랫폼 기술 동향에 관한 내용을 기술한다. IV장에서는 향후 발전 전망에 대해 살펴보고, 마지막으로 결론을 맺고자 한다.
본 논문에서는 태양에너지 실증연구단지에 설치된 서로 다른 2기 3kW급 태양광발전 시스템에 대한 5년간의 데이터 분석을 통하여 시스템 구성요소인 태양전지와 인버터의 효율 특성 및 시스템의 운전특성의 경년변화에 대하여 비교분석하였다. A 시스템의 경우 PV 어레이 변환효율은 2004년 이후 약 0.2% 정도로 지속적으로 떨어지는 추세를 나타내고 있으며, B 시스템의 경우 인버터의 효율은 약 0.5% 정도로 지속적으로 떨어지는 추세를 나타내고 있다. 2기의 PV 시스템의 발전효율, 이용율 및 성능비는 모두 2004년 이후 지속적인 효율저하를 나타내고 있음을 확인 하였다.
본 논문은 5G 시스템에 적용되어 인 빌딩, 지하철과 터널등에 사용되는 50 Watts급 중계기용 고효율 전력증폭기 설계 방법과 전기적 특성을 나타내었다. 여기서 설계된 전력증폭기의 종단 트랜지스터는 GaN(gallium nitride)을 사용하여 도허티방식으로 구성하였으며, 선형성을 만족시키기 위해서 DPD(digital predistortion)를 이용하여 혼변조 신호를 제거하였다. 또한, 5G 시스템에서 요구되는 증폭기의 이득 제어와 경보 처리등 다양한 요구사항을 처리하기 위해서 마이크로프로세서가 전력증폭기 내부에 존재하게 설계하였다. 통신사업자가 요구하는 규격의 전력증폭기는 46.5 dBm 출력전력과 증폭기 전체의 효율이 37%가 측정되었고, EVM(error vector magnitude)은 2.3% 그리고 ACLR(adjacent channel leakage ratio)은 52.8 dBc로 측정되어 요구되는 전기적 특성과 다양한 경보조건을 만족하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 5G 이동통신에 적용하기 위한 동일대역 전이중방식 송수신기의 자기간섭제거 기술 동향에 대하여 분석하였다. 전이중방식 송수신기는 기존의 반이중방식 송수신시스템에 비하여 스펙트럼 효율성이 높고, 고속, 고용량의 데이터처리를 제공할 수 있기 때문에 5G 이동통신에서 사용될 송수신기 기술로 연구되고 있다. 전이중방식 송수신기에서 가장 문제가 되는 것은 동일주파수에서 송신과 수신이 이루어지면서 발생하는 자기간섭이며, 이를 해결하기 위한 자기간섭 격리 또는 제거기술이 안테나 및 채널, 아날로그 RF, 디지털 영역으로 구분되어 연구되고 있으며, 최근에는 시스템 측면에서 통신시스템의 성능을 확보하기 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 자기간섭제거기술의 정의 및 종류, 초기연구동향 그리고 최근 연구동향을 시스템측면과 요소기술측면에서 파악하여 전이중방식 송수신기를 위한 기본 연구를 통해 효율적인 설계를 위한 접근방법을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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