• 전자통신동향분석
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• 제33권5호
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• pp.24-32
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• 2018

With the advent of new convergence services, the requirements of 5G mobile communication systems are being newly derived. The 5G mobile communication system has been evolving to solve requirements that cannot be satisfied with existing 4G mobile communication systems, such as a high user experience transmission rate, short transmission delay, and high connection density. The evolution of a 5G mobile communication system to meet the new requirements is expected to be dominated by the UDN environment in which a number of small cells are concentrated. The 5G wireless backhaul system, which has advantages in terms of initial installation and operation cost, is expected to be an indispensable choice for connecting many small cells and core networks. This paper therefore looks at the frequency band characteristics and requirements applicable to 5G wireless backhaul systems that can accommodate new situations, and introduces key related technologies that can satisfy the 5G wireless backhaul requirements.. In addition, we describe the research and development trends of a 5G wireless backhaul system that is currently under development.

• ETRI Journal
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• 제40권1호
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• pp.89-100
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• 2018

Millimeter wave communication is one of the main disruptive technologies in upcoming 5G mobile networks. One of the first candidate applications, which will be commercially ready by 2020, is wireless backhaul links or wireless last mile communication. This paper provides an analysis of this use-case from radio engineering and implementation perspectives. Furthermore, preliminary experimental results are shown for a proof-of-concept wireless backhaul solution developed within the EU-KR 5GCHAMPION project, which will be showcased during the 2018 Winter Olympic Games in Korea. In this paper, we verify system level calculations and a theoretical link budget analysis with conductive and radiated over-the-air measurements. The results indicate that the implemented radio solution is able to achieve the target key performance indicator, namely, a 2.5 Gbps data rate on average, over a range of up to 200 m.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1354-1362
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• 2015

5세대 이동통신 시스템은 4세대 LTE 시스템의 용량 대비 1000배의 용량 증대를 목표로 한다. 이를 달성하기 위해 많은 수의 소형셀을 활용하는 heterogeneous network 기술이 차세대 이동통신 기술로 각광받고 있다. 5세대 이동통신 시스템에서는 고정형 기지국과 이동형 기지국이 기하급수적으로 늘어날 것으로 예상되는데, 이러한 기지국을 모두 유선으로 연결하는 것은 비용 측면에서 합리적이지 않고, 이동형 기지국을 지원하기 위해서는 유선으로 백홀 링크를 지원하는 것보다 효율적인 무선 백홀망 시스템의 구축이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 배경을 바탕으로 고정 및 이동 액세스 포인트와 무선 백홀 스위치를 기반으로 한 5세대 이동통신 초광역 무선 백홀망 시스템을 제안, 초광역 무선 백홀망의 link budget을 분석하고 대형 어레이 안테나를 활용한 빔 기반 초광역 무선 백홀망 시스템의 성능을 시뮬레이터 분석을 통해 검증을 진행하였다. 초광역 무선 백홀망 link budget 분석을 통해 1 nJ/Gbps의 에너지 효율의 달성 가능성을 확인하고, 전송 시뮬레이터를 통해 무선 백홀 스위치를 중심으로 $10km^2$의 면적에 이동 액세스 포인트가 여러 위치에 존재할 때 사이드로브를 제어함으로써 빔 간 간섭을 줄일 경우 빔 당 1 W의 전송 전력을 통해 평균 주파수 효율을 5 bps/Hz 이상 달성 가능함을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.223-231
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• 2015

도시철도 전동차 승객에게 초고속 Wi-Fi 서비스를 제공하기 위하여, 밀리미터파 대역의 광대역 주파수를 사용한 차세대 이동통신 네트워크인 MHN(Mobile Hotspot Network)을 이용한 새로운 이동무선백홀망 구축기술을 제안하였다. MHN의 상하향 링크 물리계층의 데이터 전송 구조에 대한 분석 및 이동무선 백홀 링크 모델링에 기반한 시뮬레이션을 수행하여 링크 성능을 분석한 결과, 1.2Gbps의 데이터 전송이 가능하며 기존의 WiBro 기반 이동무선백홀에 비해 100배 이상의 초고속 인터넷 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써 도시철도 무선데이터망으로 적합하다는 것을 제시하였다.

• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제8권2호
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• pp.13-25
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• 2018

The paper analyzes the sum spectral efficiency (SE) for a heterogeneous cellular network (HetNet) which has the backhaul, provided with wireless full-duplex massive multiple-input multiple-out (MIMO) with hardware distortions. We derive approximate expressions to obtain the uplink/downlink sum SE of the backhaul. The analytic results have been shown to be exact when compared to Monte Carlo simulations. From the analysis, it is shown that the desired signal and the hardware distortion noise have the same order. The sum SE generally improves when the number of receive antennas increases but degrades when the hardware quality reduces. A sum SE performance ceiling is introduced by the hardware quality level.

• ETRI Journal
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• 제40권5호
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• pp.582-591
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• 2018

In this paper, we present a performance analysis of large-scale multi-input multi-output (MIMO) systems for wireless backhaul networks. We focus on fully connected N nodes in a wireless meshed and multi-hop network topology. We also consider a large number of antennas at both the receiver and transmitter. We investigate the transmission schemes to support fully connected N nodes for half-duplex and full-duplex transmission, analyze the achievable ergodic sum rate among N nodes, and propose a closed-form expression of the achievable ergodic sum rate for each scheme. Furthermore, we present numerical evaluation results and compare the resuts with closed-form expressions.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권4호
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• pp.212-220
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• 2014

The current cellular communications are optimized for low mobility users, meaning that their performance is degraded at high speed. Therefore, passengers in a high-speed train experience very poor radio link quality due to the significantly large number of simultaneous handovers. In addition, wireless data traffic is expanding exponentially in trains, subways and buses due to the widespread use of smartphones and mobile devices. To solve the inherent problem of cellular communication networks and meet the growing traffic demand, this paper proposes the mobile hotspot network of a millimeter-wave communication system as a mobile wireless backhaul. This paper describes the physical layer design of uplink and downlink in the proposed system, and the performances of uplink and downlink are evaluated under Rician fading channel conditions. The implemented baseband prototype of the proposed millimeter-wave communication modem is presented. This system can provide a Gbps data rate service in high-speed trains carrying hundreds of wireless Internet users.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.275-280
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• 2013

구리선 기반의 기존 무선 백홀 기술들은 급속히 증가하는 무선 멀티미디어 서비스 요구를 수용하지 못하고 조만간 용량의 한계에 도달할 것이다. PON 기술은 광섬유의 대역이득으로 획기적인 네트워크 용량을 제공하는 동시에 유지 및 보수비용이 저렴하여 기존 무선 백홀을 대체할 기술로 주목 받고 있다. 수십 기가대의 넓은 대역폭을 제공하는 PON기반 무선 백홀을 바탕으로, 무선 환경에서도 화상회의와 IPTV와 같은 광대역 멀티미디어 서비스를 무리없이 받을 수 있다. 본 논문에서는 우선 PON기반 무선 백홀 기술의 개요와 장점을 소개한다. PON-무선 결합망의 현실적인 예로 EPON-WiMAX의 세 가지 결합망 구조를 제시하고 그 특징을 경제적인 측면과 네트워크 성능의 측면에서 비교 분석한다. 그 후, PON-무선 결합 망에서 상당 부분을 차지할 멀티캐스트 기반 트래픽 전송에 효과적인 네트워크 코딩을 적용할 경우 기대되는 효과, 결합 망구조, 적용방안을 제시한다.

• ETRI Journal
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• 제35권3호
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• pp.406-413
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• 2013

In this paper, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)-based minimum end-to-end delay (MED) distributed routing scheme for mobile backhaul wireless mesh networks is proposed. The proposed scheme selects routing paths based on OFDMA subcarrier synchronization control, subcarrier availability, and delay. In the proposed scheme, OFDMA is used to transmit frames between mesh routers using type-I hybrid automatic repeat request over multipath Rayleigh fading channels. Compared with other distributed routing algorithms, such as most forward within radius R, farthest neighbor routing, nearest neighbor routing, and nearest with forwarding progress, simulation results show that the proposed MED routing can reduce end-to-end delay and support highly reliable routing using only local information of neighbor nodes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1704-1709
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• 2016

본 논문에서는 항공기처럼 초밀집 지역에 무수히 많은 AP와 무선 센서들이 존재하는 초밀집 무선 네트워크에서 백홀 트래픽 감소를 위한 효율적인 데이터 전송 방법을 제안한다. 초밀집 무선 네트워크에서는 인접 AP들간의 간섭으로 인한 성능 저하가 필수적으로 동반된다. 그러나, 각 무선 센서들이 인접 AP들에 야기하는 간섭 의 양을 측정하여 스케쥴링 알고리즘에 반영할 경우 이러한 성능 저하를 방지할 수 있다. 신호 대 발생 간섭 비(Signal-to-Generating Interference Ratio, SGIR) 기반 스케쥴링 알고리즘이 대표적인 예이다. 그러나, 이러한 알고리즘들은 각 무선 센서들이 야기하는 간섭의 양을 측정하기 위하여 백홀을 통한 중앙의 네트워크 매니저로의 대규모 정보 교환이 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 각 AP들에서 중앙의 네트워크 매니저로 전송하는 정보의 양을 획기적으로 감소시킬 수 있는 기법을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션결과, 기존 방식 대비 전송률의 감소 없이 백홀 트래픽을 약 27% 감소시킬 수 있음을 확인하였다.