무선인지 시스템에서 부분공간 간섭 정렬을 이용한 무선 자원 공유 방법

Title
무선인지 시스템에서 부분공간 간섭 정렬을 이용한 무선 자원 공유 방법
Authors
홍석진
Keywords
무선인지시스템에서부분공간간섭정렬을이용한무선자원공유방법
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
무선인지(CR, 상황인식) 시스템은 사업자에게 할당되어 있지만 실제로는 사용되지 않는 주파수 대역을 이용하는 기술로써 IEEE 802.22 WRAN에서 국제 표준이 진행되고 있다. 이 표준에서 우선 사용자(PU)가 채널을 사용하게 되면, CR 사용자는 PU의 신호 복호를 보장하기 위해 해당 채널의 사용을 종료하고 다른 채널을 이용하여야 하므로 해당 채널을 통해 통신을 할 수 없고, 채널 이동 시 데이터의 전송이 지연되기 때문에 CR 사용자에 대한 서비스 품질 보장이 어렵다. 따라서 CR 기술 중 같은 지역에서 CR 사용자와 PU가 주파수를 공유하여 사용하는 방법은 단위 지역당 주파수 사용 효율을 향상시킬 수 있는 중요한 기술로 인식되고 있다. 그러나 같은 지역 내에서 동시간에 CR 사용자와 PU가 주파수를 공유하게 되면 두 시스템 간 간섭으로 인해 PU의 신호 복호를 보장하기 어렵다. 이러한 CR 시스템의 간섭은 셀룰러 네트워크에 적합한 부분공간 간섭 정렬을 통해 제어가 가능하다. 본 논문에서는 CR 시스템이 PU 시스템에 간섭을 미치지 않으며 동일 지역에서 PU 시스템과 주파수를 공유할 수 있는 부분공간 간섭 정렬을 이용한 주파수 공유 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 PU 시스템의 기지국과 CR 시스템의 기지국이 서로를 인지하는 과정에서 채널 정보와 간섭신호전력을 획득한다. 그리고 간섭신호전력에 의한 신호 대 간섭 잡음비와 복호 가능한 최소 요구 신호 대 잡음비를 비교하여 부분공간 간섭 정렬을 적용할 사용자를 선택한다. 전산 모의 실험을 통해 제안된 주파수 공유 방법이 우선사용자 시스템에 간섭을 주지 않음을 보였다.
Description
제 1 장 서 론 1 제 2 장 Cognitive Radio 5 2.1. 배 경 6 2.2. CR의 기초 기술 9 2.3. CR의 간단한 구조 11 2.4. 스펙트럼 센싱 12 2.4.1. 스펙트럼 센싱 방법 13 2.4.2. 주파수 공유 방법 13 제 3 장 간섭 정렬 19 3.1. 셀룰러 네트워크에서의 간섭 정렬의 문제점 19 3.2. 시스템 양식과 자유도 20 3.3. 2-셀 다중 접속 간섭 채널 23 3.4. 3-셀 다중 접속 간섭 채널 25 제 4 장 제안된 부분공간 간섭 정렬을 이용한 무선 자원 공유 방법 30 4.1. 스펙트럼 공유 30 4.2. 간섭 온도 제한 이용 기법 30 4.3. 제안된 주파수 공유 방법 33 4.4. 전산 모의 실험 37 제 5 장 결 론 43 참 고 문 헌 45 감사의 글 48 그림 1 주파수 이용도(미국 캘리포니아 버클리 지역) 5 그림 2 무선 통신 기술의 발전 현황 7 그림 3 CR의 기초 개념도 7 그림 4 TV 주파수 대역에서 CR의 사용 예 8 그림 5 무선 시스템의 주파수 재배치 8 그림 6 전형적인 통신, SDR, CR의 블록다이어그램 9 그림 7 J. MITOLA에 의해 제안된 인지 사이클 11 그림 8 COGNITIVE RADIO의 구조 12 그림 9 스펙트럼 센싱의 분류 13 그림 10 DYNAMIC SPECTRUM ACCESS의 기본 구조 원리 14 그림 11 DYNAMIC SPECTRUM ACESS의 분류 14 그림 12 DYNAMIC SPECTRUM ACESS에서 SPECTRUM SHARING에 의한 분류 14 그림 13 UNDERLAY와 OVERLAY 방법 비교 16 그림 14 스펙트럼으로 (A) UNDERLAY와 (B) OVERLAY 비교 16 그림 15 간섭 온도 개념 17 그림 16 OVERLAY 방식의 예(AGILE RADIO 기술) 18 그림 17 2셀 다중 접속 간섭 채널과 간섭 정렬 20 그림 18 부분 공간 간섭 정렬: 간섭을 다차원을 갖는 부분공간으로 정렬 25 그림 19 간섭 온도 제한(INTERFERENCE TEMPERATURE LIMIT) 31 그림 20 제안된 방법의 채널 정보 교환 과정 34 그림 21 CR 시스템에 별도의 처리가 없을 때 셀 처리량 38 그림 22 PU 시스템이 하나의 CR 시스템과 주파수를 공유할 때의 셀 처리량 39 그림 23 PU 시스템이 두 CR 시스템과 주파수를 공유할 때의 셀 처리량 40 그림 24 부분공간 간섭정렬에서 셀의 수에 따른 간섭-자유 자유도 41 표 1 CR 기술의 응용분야에 따른 대표적인 시장 2 표 2 간단히 설명한 제안된 방법의 흐름도 36
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22671
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College of Engineering(공과대학) > Electronic Engineering (전자공학) > Theses(전자공학 석박사 학위논문)
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