지금 이 순간

2.  이중화(Duplexing/Diplexing)

  3.2 FDD 특징

  3.3 TDD와 FDD 비교

4. LTE-TDD

1. 개요

 - 이동통신 듀플렉싱 방식은 FDD(Frequency Division Duplexing)와 TDD(Time Division Duplexing) 방식이 있음

 - FDD는 송수신 주파수가 상이한 방식

 - TDD는 송수신 주파수가 동일하고 스위칭 방식에 의하여 송수신이 가능한 방식임

 - 이동통신은 음성서비스를 근간으로 발전하였으므로 FDD 방식이 효율적인 방식이었음

 - 최근 고속 데이터 통신의 중요성이 강조됨에 따라 상하향전송의 유연성을 확보할 수 있는 TDD 방식이 도입되고 있음

2.  이중화(Duplexing/Diplexing)

   - 단일 매체, 장치, 포트에서 동시 양방향 통신을 가능케하는 이중화

   - 양방향 통신 시스템에서 송수신 시 한 개의 안테나를 공유하여 통신하기 위해 적용하는 기술 방식

   - 전이중(Full-Duplex)과 반이중(Half-Duplex)

          가. 전이중(Full-Duplex): 동시에 양방향으로 전송이 가능

          나. 반이중(Half-Duplex): 한 번에 한 방향으로만 전송이 가능

   - Duplexer는 BPF를 Diplexer는 LPF/HPF 사용하여 송수신을 구분

   - FDD, TDD, HDD

          가. FDD(Frequency Division Duplexing): 주파수대역 별로 상향/하향 링크를 구분해주는 방식

             나. TDD(Time Division Duplexing):시간적으로 상향, 하향 링크를 구분해주는 방식

               다. HDD(Hybrid Division Duplexing):FDD 및 TDD 단점을 보완 혼합한 방식

3. TDD와 FDD 비교

  3.1 TDD 특징

     가. 채널 할당의 유연성

         - 상하향에 동적으로 타임 Slot 할당, 비대칭 전송에 유리

         - 타임 slot의 동적 할당으로 비대칭(Asymmetric) 또는 버스트(Bursty)한 트래픽 전송에 적합

     나. 정확한 시간 동기가 필요

         - 상하향 링크가 시간에 따라 분리되므로 정확한 시간동기가 필요

         - 따라서, 고속의 전송에는 FDD에 비해 다소 불리할 수도 있음

     다. 보다 적은 주파수 대역이 필요

         - FDD 보다 적은 주파수대역(1/2), 결국 적은 가격(1/2)으로 서비스 제공 가능

     라. 기술 적용의 용이성

         - 상하향 링크의 채널 특성이 같기 때문에 스마트 안테나 링크 적응 기술등의 적용이 쉬움

     마. 커버리지 축소

         - 업링크의 비중이 적어지면서 개별기지국의 커버리지가 좁아짐

  3.2 FDD 특징

     - 다운링크와 업링크에 각각 동일한 분량의 대역폭을 고정 할당

     - 동시간 양방향 통신이 안정적으로 구현되며 단말기 신호를 일정하게 유지

     - 다운링크/업링크 간 트래픽 불균형에 개입하기 어려움

  3.3 TDD와 FDD 비교 

4. LTE-TDD

   -한국의 SKT, KT, LGU+와 전세계의 대부분의 통신사들은 LTE FDD를 도입, 기존의 GSM/WCDMA/CDMA 밴드를 재활용하는데다, 대부분의 LTE 도입이 FDD에 초점이 맞춰져있기 때문

   - 그러나 중국의 차이나 모바일을 선두로, 일본의 소프트뱅크와 인도, 유럽의 통신사들이 모여 Global TD-LTE Initiative를 창설해, TD-LTE의 보급에 앞장

   - 대부분의 경우에 사용자들은 업로드에 비해서 다운로드를 훨씬 많이 사용하므로 TDD가 DL과 UL의 전송비율을 동적으로 조절할 수 있다는 특징은 큰 메리트를 갖고 있음

  - 대표적인 단점은 커버리지, TDD는 DL:UL 비율이 1:1로 설정된 경우라도 UL에 주어지는 건 약 40% 정도로, 신호가 약 3dB 정도 감쇄된다고 함, 즉 커버리지가 좁아지게 됨

<References>

http://chocoberry.pe.kr/166405782

http://cafe.naver.com/ipte4/625

http://blog.naver.com/reddishi?Redirect=Log&logNo=80009133697

http://blog.daum.net/leekcw/7951646

2. 전력제어

3. 전력제어의 목적

  4.2 역방향(상향 링크) 전력제어 

5. 전력제어방식에 따른 분류

  5.1 개방루프 전력제어(Open Loop Power Control)

 5.2 폐루프 전력제어(Closed Loop Power Control)

 5.3 외부루프 전력제어(Outer-Loop Power Control)

6. 비교

1. Near/Far Problem(근거리/원거리 문제)

  - 무선구간에서 발생하는 경로손실로 인해 거리에 따라 전자파의 크기는 일정한 비율로 줄어듬

  - CDMA의 경우 멀리 있는 이동국으로부터 받은 신호는 가까이 있는 이동국으로부터 받은 신호보다 훨씬 작아 기지국에서 아무리 역확산을 해도 간섭신호가 더 크기 때문에 복조가 불가능, 이를 근거리/원거리 문제(Near/Far Problem)라고 한다

  - CDMA 방식이 기본적으로 간섭에 의해서 채널용량이 결정되는 시스템이기 때문에 발생하는 것으로, 전자파의 전파특성이 CDMA 방식의 채널용량에 영향을 주게되어 나타나는 CDMA 방식의 고유한 문제

2. 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

3. 전력제어의 목적

  - 기지국 통화 용량의 최대화

  - 이동국 배터리 수명 연장

  - 각 사용자간 통신 품질의 공평성 보장

  - 양호한 통화 품질 유지

4. 링그 방향에 따른 전력제어 구분

  4.1 순방향(하향 링크) 전력제어

      - 기지국으로부터 순방향으로 수신된 신호를 이용하여 수신상태가 어떠하더라는 정보를 단말기가 기지국에게 피드백시켜 전달하고 기지국은 단말기가 보내온 피드백 정보를 이용하여 순방향 송신전력을 변경시킴

      - 즉, 단말기가 보내온 피드백 정보에 따라서 기지국이 송신전력을 변경함

  4.2 역방향(상향 링크) 전력제어 

      - 기지국에서 수신된 신호를 기초로 하여 기지국이 단말기에게 신호가 작으니 혹은 크니 신호를 올려라 내려라 지시하여 전력제어를 수행하는 방식임

      - 수신된 신호의 Eb/No를 구해서 먼저 설정한 Eb/No 임계값과 비교해서 크면 단말기에게 송신 전력을 내리라고 '1'을 보내고, 작으면 송신전력을 올리라고 '0'을 보냄

      - 기지국에서 보내온 전력제어 비트를 통해 단말기가 송신전력 변경  

5. 전력제어방식에 따른 분류

 - 구현 방식에는 개방루프 전력제어와 폐루프 전력제어 그리고 외부루프 전력제어가 있음

  5.1 개방루프 전력제어(Open Loop Power Control)

     - 순방향 및 역방향 경로 손실이 같다는 가정하에 전력제어 수행하는 방식

     - 이동국이 기지국에서 오는 신호세기에 따라 이동국 자체적으로 전력제어 수행

     - Pilot 신호 세기를 가지고 이동국은 신호세기가 임계값보다 작으면 출력을 높이고, 임계값보다 크면 출력을 낮춘다

     - 개방루프 전력제어는 호가 처음 시작될 때 단말기가 역방향으로 송출할 신호전력을 정할 때 사용하는 기술

     - 페이징 채널

 5.2 폐루프 전력제어(Closed Loop Power Control)

     - 개방루프 전력제어방식에서 오는 전력제어 오차를 수정하기 위하여 기지국이 일정 주기마다(1.25ms) 수신 Eb/No와 요구 Eb/No를 비교하여 전력제어 비트를 보내주면 이동국이 전력제어를 수행

     - 통화채널이 형성된 후 사용하는 방식으로 음영지역 및 페이딩 보상이 주목적임

    - 역방향 트래픽 채널, 액세스 채널

 5.3 외부루프 전력제어(Outer-Loop Power Control)

     - 폐루프 전력제어 시 기지국이 전력제어 여부 결정에 이용하는 Eb/No의 임계치를 무선링크의 링(FER:Frame Error Rate)에 따라 변화시켜 전력을 제어하는 방식

     - 채널의 특성 변화에 따라서 Eb/No 임계값을 조정할 필요가 있을 경우에 이용하는 방식으로 외부루프란 기지국과 기지국을 제어하는 BSC사이에서 전력제어를 위해 생긴 루프를 말함

6. 비교

http://icawww1.epfl.ch/uwb/interference.html

     OFDM의 방식의 단점중 하나인 PAPR이 높은 이유를 설명하고 PAPR을 줄이기 위한 방안을 설명하시오

1. 정의

2. OFDM에서 PAPR

3. PAPR의 문제점

4. PAPR 개선 방안

 4.1 결정적 방법(신호의 왜곡 기법)

 4.2 확률적 방법

1. 정의

 - Crest factor는 전류나 음성신호와 같은 파형신호에서 피크값과 평균값의 비를 말함, 즉 평균값에 비해 피크값이 얼마나 큰지를 나타냄  

 - Peak to Average Power Ratio는 피크값의 제곱을 실효값의 제곱으로 나눈 값을 말함, 즉 Crest factor의 제곱값 

2. OFDM에서 PAPR

  - 시간 영역 OFDM 신호는 독립적으로 변조된 많은 부반송파들로 구성됨

  - 그림에서처럼 부반송파들이 동위상으로 더해질 때 최대전력(Peak Power)은 평균전력의 N배가 됨

  - 최종 OFDM output signal은 일반적인 램덤 신호들보다 Average 값 대비 Peak 값이 크게 나타남

<Peak Power와 Average Power>

<OFDM Signal의 Peak value 예>

3. PAPR의 문제점

  - PAPR이 크면 그림에서 처럼 dynamic range가 크므로 ADC와 DAC 설계가 어렵고, 증폭기의 선형성을 파괴함

  - 증폭기의 선형성이 나쁠 경우 대역 내 왜곡 또는 대역 외 방사 등의 신호왜곡이 발생하게 되어 비트오류율의 열화를 가져옴

  - 결국 LPA(Low Power Amplifier)와 RAS(RF Analog Subsystem) 가격 상승

4. PAPR 개선 방안

 4.1 결정적 방법(신호의 왜곡 기법)

     - OFDM 신호를 피크에서 또는 그 주변에서 비선형적으로 왜곡시켜 감소시킴(클리핑, 피크 윈도윙, 피크 제거)

 4.2 확률적 방법

     - 통계적으로 OFDM 신호가 갖는 PAPR 분포 특성을 개선하는 방법

     - 결정적 방법에 비해 신호의 왜곡이 없는 장점을 지님

     - 동일한 정보를 갖는 여러 개의 신호들을 생성하여 가장 작은 PAPR을 갖는 신호를 선택하여 전송하는 방법

     - 선택사상기법(SLM, Selected Mapping), 부분 전송 수열(PTS, Patial Transmit Sequence)과 같은 방법이 있음

http://caesarhks.blog.me/70133244891

http://www.whydsp.org/209

http://en.wikipedia.org/wiki/Crest_factor

http://img.kisti.re.kr/originalView/originalView.jsp

1. 개요

2. 무선망 최적화 목적

3. 최적화 방법

  3.1 기지국 최적화

  3.2 무선환경 최적화

  3.3 시스템 최적화

1. 개요

 - 무선망 설계에 제시된 품질과 성능을 만족시키기 위해, 전파환경을 분석하고 각 기지국에 운용되는 무선구간, 파라미터, 안테나 등을 조정하여 기지국별 통화량을 적절히 분산하고 잠재 수용 용량을 최대로 확보하는 일련의 작업

 - 지속적으로 무선환경 측정데이터와 통화량 통계 데이터, 호 절단 원인 및 장애분석 데이터를 분석하여 단계적이며 체계적으로 최적화 수행

무선망 엔지니어링 단계

2. 무선망 최적화 수행사항

참조> 무선환경 측정

 - 측정방법

   > 측정장비를 이용하여 차량에서 측정(도로 측정)

   > 사람이 직접 단말기를 사용한 측정(지하 및 인 빌딩 측정)

   > 사람이 노트북을 사용한 측정(철도 및 지하철)

 - 측정 장비로 무선환경을 측정하여 음영지역 및 통화 불량지역 파악 가능

3. 최적화 방법

 - BTS 최적화, 무선환경 최적화, 시스템 최적 화

 3.1 기지국 최적화

    가. 기지국 별 출력 확인 및 조정

       - 기지국 출력은 오버헤드 채널과 트래픽 채널 출력이 총 합계가 16W(42dBm)을 넘지 않는 범위에서 조정

    나. 기지국 별 파라미터 확인 및 조정

       - PN offset 확인

       - 이웃 목록 확인

 3.2 무선환경 최적화

   - 호 실패 조사에 따른 안테나 방향 및 다운 틸트, 안테나 종류 변경, 설치위치 높이 조정 등

    가. 기지국 호 시험

        - 도심지역의 기지국 호 시험

        - 국도변이나 산간지역의 기지국 호 시험

        - 소프트 핸드오프 기능의 확인

    나. 기지국 안테나 조정

        - 커버리지 시나리오에 따라 안테나의 방위각 조정

        - 최대 커버리지를 얻기 위한 안테나 틸트 조정

        - 간섭을 최대한 억제하기 위한 안테나 틸트 조정

    다. 기지국 통화량 분산

        - 각 기지국의 통화량이 증가하면 통화채널에 할당되는 전력이 늘어나 전체 기지국 출력이 증가하면서 상대적으로 파일롯 채널이 차지하는 전력비가 작아져서 그만큼 모든 커버리지 영역에서 Eb/No가 감소

        - 섹터간 커버리지 조정

        - 인접 셀간 커버리지 조정

  3.3 시스템 최적화

     - BTS, BSC 별 콜 드롭 원인 점검 및 BSC의 주요 프로세서 오버로드 파악 및 조치

     - 페이징 위치 등록 루트의 적정성 확인과 핸드오프가 안되거나 핸드오프 절차상의 문제로 인해 끊어진 호를 최소화 

<참조>

Eb/No(Energy per Bit/Noise Spectral Density)

 - Eb/No는 아날로그 통신시스템의 주요 성능평가 특성인 SNR을 정규화한 것

 - 통신시스템 관점에서 Eb/No가 최소가 되는 시스템을 설계하는 것이 목적

휴대인터넷(Wibro) 시스템의 다중접속 방식인 OFDM-FDMA의 경우 셀간 동일 채널간섭(CCI)을 감소시키기 위한 방법에 대하여 설명하시오

1. 개요

2. OFDM 다중접속 방식 

3. 동일채널간섭

4. 동일채널간섭 감소 방안

5. 결론 및 향후 전망

1. 개요

 - 다중 접속(Multiple Access)이란 다중화에 의해 복수의 가입자가 기지국을 액세스할 때, 보다 효율적으로 자원을 사용하도록 하는 것임

 - 휴대인터넷 다중접속방식으로 하향링크는 OFDM-FDMA 방식을 사용하며, 상향링크는 OFDM-TDMA 방식이 사용됨

 - 셀룰러 네트워크는 인접 기지국간에 동일주파수를 사용함으로 동일채널간섭이 필연적으로 발생, 이를 감소시키기 위한 다양한 방식이 사용되고 있음

 - 동일채널 간섭을 감소시키면 셀커버리지 증가와 용량증가의 효과가 있음

<참고> 통신에서 간섭의 종류

         가. 시간 간섭(ISI, Inter Symbol Interference)

             - 대역제한에 의한 펄스퍼짐으로 이웃 펄스에 간섭을 일으키는 현상

         나. 주파수 간섭(ICI, Intel Channel/Carrier Interference)

             - 동일채널간섭(Co-Channel Interference, CCI): 서로 다른 지역간의 동일 주파수 채널간의 간섭

             - 인접채널간섭(Adjacent Channel Interface, ACI): 동일 지역에서 인접한 주파수 채널들 간의 간섭

 <참고> WiMAX vs Wibro

         가. WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)

             - 휴대 인터넷의 기술 표준을 목표로 미국 인텔사가 개발

             - IEEE 802.16d

             - 전송속도는 빠르지만 사용 반경이 좁다는 와이파이의 단점을 보완한 기술

         나. Wibro(Wireless Broadband Internet)

             - Mobile WiMAX

             - 802.16e

2. OFDM 다중접속 방식

 - 방송용이 아닌 셀룰러 이동통신, 무선 LAN 등에 OFDM 전송방식을 사용하는 경우에는 단일 반송파 전송방식과 마찬가지로 다수의 사용자를 위한 다중 액세스 방식이 필요

 - 대표적 방식으로는 TDMA, FDMA, CDMA가 있으며 OFDM과 이들 다중 액세스 방식을 결합하여 사용

 2.1 OFDM-TDMA

    - 각 사용자에게 시간 슬롯이 할당되고 할당된 시간동안 각 사용자는 전체 부채널을 모두 사용, 즉 한 사용자가 전체 대역폭을 모두 사용

    - 무선 LAN과 같이 독립적인 Cell 환경하에서 작은 크기의 FFT를 사용하는 경우에 유리함

 2.2 OFDM-FDMA(OFDMA)

    - 한 사용자가 모든 유효 부반송파를 독점하는 것이 아니라, 여러 사용자가 가능한 유효 부반송파의 집합을 서로 분할하여 사용

    - 부반송파들이 일부 집단을 하나의 집합으로 하여 구성, 이를 두고 부채널(Subchannel)이라고 함

    - 시간 및 주파수 영역에서 2차원적으로 자원을 할당

    - OFDMA는 매우 유연한 다원접속 방식임

    - 사용자가 원하는 전송률에 따라 부채널의 할당은 동적으로 변할 수 있다

  2.3 OFDM-CDMA

    - 각 사용자에게 고유의 확산부호 할당

    - 모든 사용자가 모든 시간과 부채널을 함께 사용토록 함

    - 다른 사용자와의 구별을 위해 직교 또는 이와 유사한 확산부호를 사용

    - 사용자가 요구하는 전송률에 따라 코드 수를 변화시킴

3. 동일채널간섭

  - 이동통신의 경우, 일반적으로 다른 무선통신보다 기지국 출력이 작으므로, 특정 기지국에서 사용한 주파수를 다른 기지국에서 재사용해야함

  - 재사용율이 높을수록 가입자 수용률은 증가하나, 동일 채널 간섭으로 통화 품질에 영향을 줄 수 있음

4. 동일채널간섭 감소 방안

 가. PUSC(Partial Usage of Subchannels)

 나. FFR(Fractional Frequency Reuse)

 다. FRP3(Frequency Reuse Panning 3)

    - 서비스 초기의 여유 주파수 이용하여 섹터 및 셀간 각기 다른 주파수 채널 설정

    - 가입자가 적은 서비스 초기의 임시방편

<추가>

  가. 사용주파수(FA) 확대

      - 사용자가 증가할 수록 간섭이 증가하므로 사용주파수(FA)를 증대시켜 동일채널간섭을 감소함

  나. 기지국 세분화, 섹터 분할

      - 기지국 커버리지가 클수록 트래픽 수용이 증대되어 간섭이 증가하므로 이를 감소시키기 위하여 셀 반경을 축소함으로써 통화량감소를 통해 동일채널간섭을 감소시킴

      - 이를 위해 옴니기지국을 섹터기지국으로 분할하고, 기지국의 커버리지를 축소함

  다. 순방향, 역방향 전력제어

      - 전력제어를 통해 간섭량을 최소화함

  라. 스마트 안테나 사용

      - 특정 가입자에 빔패턴을 제공하여 다른 가입자의 간섭을 최소화 할 수 있는 방식

5. 결론 및 향후 전망

  - 이동통신의 경우 일반적으로 다른 무선통신보다 기지국 출력이 작으므로, 특정 기지국에서 사용한 주파수를 다른 기지국에서 재사용해야하고 재사용률이 높을수록 가입자 수용률(스펙트럼 효율)은 증가하나, 동일채널간섭으로 통화품질에 영향을 줌

  - 이동통신의 경우는 모든 기지국이 같은 주파수를 사용하므로 동일채널간섭이 더욱 문제가 되며 이에 대한 방지책으로서 가입자가 많아질수록 주파수를 확대해야 하고, 기지국을 더 세분화하여 3섹터로 구분하여 서비스를 해야함

  - 또한 최근에는 스마트 안테나의 채용으로 동일채널간섭의 영향을 더욱 감소시킴

  - 4G 시스템은 간섭량 제어를 통해 통화용량을 극대화하고자 다양한 방식의 기술(CoMP, eICIC)이 도입되고 있음

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=3612