이동통신 링크적응 기술에 대하여 기술하시오

1. 개요

 - 이동통신시스템의 전파 경로 직접파, 반사파, 회절파

 - 일반적인 이동통신 환경에서 단말기는 대부분 다수의 반사파와 회절파가 수신됨

 - 이동국은 지속적으로 이동하므로 기지국과 이동국 사이의 전파경로 특성이 시간적으로 계속 변함

 - 이를 극복하기 위해 링크적응기술이 요구됨

 - 링크적응기술이란 무선링크의 상태에 따라 적절한 파라미터를 적용하여 오류없이 데이터를 전송하는 방법

 

2. 이동통신에서 전파 특성

 가. 경로 손실

    - 자유공간 손실에 의해 발생

    - 거리에 따라 손실 커짐

    - 이동국이 움직임에 따라 무선 수신신호의 크기는 천천히 변화함

 

 나. Shadowing

    - 장애물에 의한 감쇠

    - 전파 진행방향을 가로막고 있는 물체의 회절현상으로 수신 전계가 느리게 변하는 현상

 

 다. Multipath fading

    - 도심지에서 다중 전송경로로 인하여 수신 신호들 사이에 도착시간의 차이 발생

    - 도착 시간차이를 갖는 신호들이 벡터 합을 이루게 될 때 수신 전계강도가 빨리 변하는 Fast fading 발생

    - 수신신호의 전계가 빨리 변하는 Fast fading

    - Multipath 페이딩은 Rayleigh 분포를 갖음

 

http://www.sharetechnote.com/html/Handbook_LTE_Fading.html

http://www.sharetechnote.com/html/Handbook_LTE_Fading.html

  라. 간섭

    1) 주파수간 간섭

       - 동일채널 간섭: 동일 주파수끼리의 간섭

       - 인접채널 간섭: 인접 주파수끼리의 간섭

    2) 심볼간 간섭

       - ISI(Inter Symbol Interference)

       - 전파의 도달 시간차이에 의해 발생

       - 무선 전파의 다중경로 환경에서 서로 다른 지연시간을 겪게 되어 이들의 합성에 의해 시간축상에서 파형이 늘어지는 현상

       - 다중 경로 지연 확산

http://www.teletopix.org/4g-lte/inter-symbol-interference-in-lte/

 

  마. 도플러 확산

 

     - 수신기와 파원이 가까워지면 수신 주파수 올라감, 멀어지면 수신주파수 내려감

     - 도플러 확산: 도플러 천이로 주파수 대역의 확산

                          fr=ft±ν/λ*cosθ

 

 

3. 링크적응 기술

 가. AMC

    - Adaptive Modulation and Coding

    - 채널환경의 변화에 따라 변조 및 코딩 포맷을 변화시킴

    - 예를 들어 채널환경이 좋을 경우 64QAM 방식을 이용하여 전송속도를 높이고

                    채널환경이 좋지 않을 경우 QPSK 방식을 이용하여 에러에대한 강인성을 높임

 

 나. H-ARQ

    - FEC 기술과 ARQ 기술을 조합한 구조

    - 무선의 열악한 채널환경에서 신뢰성을 보장하기 위해  FEC(Forward Error Correction) 와 ARQ(Automatic Repeat Request)를 조합한 형태임(3세대 이동통신, Wibro에서 적용됨) 

   - FEC와 비슷한 수준의 정보처리율과 ARQ와 비슷한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있음

   - ARQ 방식은 FEC 방식에 비하여 구조가 간단하고 높은 신뢰성을 제공하지만 채널의 BER이 증가하면서 시스템 효율이 저하되며, FEC 방식은 채널의 BER에 상관없는 정보처리율을 유지하지만 신뢰도가 낮음

 

 1) Hybrid-ARQ Type 1

   - Chase combining

 

 2) Hybrid-ARQ Type 2

     - Partial Incremental Redundancy

   3) Hybrid-ARQ Type 3

      - Full Incremental Redundancy

 

 다. 전력제어

- 근거리/원거리 문제를 극복하기 위해서는 기지국에서 수신되는 각각의 이동국의 수신전력이 일정하도록 이동국의 송신 전력을 조정하여야 한다

  - 즉, 기지국에 가까이 있는 이동국은 낮은 송신출력으로, 먼 곳에 있는 이동국은 큰 전력으로 송신하도록 하여 기지국에서 수신전력이 일정하도록 하는 것을 '전력제어'라고 한다.

  - 다수의 사용자가 이용하는 이동통신시스템에서 사용자간 간섭의 영향을 줄여서 보다 나은 서비스를 제공하기 위한 기술임

 

 라. 각 기술 비교

 

4. 맺음말

 - LTE 또는 5G로 발전하면서 고속전송기술로 발전되어 간섭 및 잡음에 의 한 채널영향이 더욱 커지고 있음  

 - 이를 극복하기 위한 방안으로 Relay, OFDM, MIMO, CoMP, IcIc등 다양한 기술을 개발하고 있음

 - Link Adpatation기술은 무선링크의 상황에 따라 적응적으로 채널감도저하 문제를 개선할 수 있는 기술임