지금 이 순간

1. 개요

2. 기존 직교 전송 기법

3. FTN 전송 원리

1. 개요

 - 데이터 트래픽의 폭발적인 증가에 대응하기 위해 5G 이동통신에서는 주어진 주파수 대역내에서 최대한 많은 정보를 전송할 수 있는 주파수 사용효율 극대화를 목표로 함

 - 이러한 목표를 달성하기 위한 방법 중의 하나로 심볼간 직교성을 만족시킬 수 있는 속도인 나이퀴스트율보다 더 빠르게 정보 심볼을 전송하는 FTN(Faster Than Nyquist) 전송 기법이 대두되고 있음

<참조>

- 최근 모바일 기기의 보급과 모바일 서비스의 발달로 인해 모바일 트래픽의 폭발적인 수요 증가가 예상된다

 - 트래픽이 폭증하는 반면 무선 통신용으로 사용 가능한 주파수 자원은 한정되어 있기 때문에 확보한 주파수
자원을 최대한 효율적으로 사용하려는 필요성이 제기

 - 주파수 사용 효율성 증대를 위해 다중 안테나(Multiantenna), 주파수 공유(Spectrum sharing), 소형셀(Small cell) 등의 기술에 대한 연구가 시도

2. 기존 직교 전송 기법

 - Nyquist 전송률은 무잡음채널에서 심볼간 간섭(ISI : InterSymbol Interference)이 없다고 가정할 때 전송할 수 있는 이론적인 최대 전송률

 - 대역폭이 제한된 채널에 신호를 전송할 경우 인접 심볼 간 직교성(Orthogonality)을 유지하여 심볼 간 간섭을 방지하
면서 전송할 수 있는 최대 전송률을 나이퀴스트율이라고 한다.

- 대역폭 W를 가지는 이상적인 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널에서 2W 이하의 심볼 전송률률을 가져야 한다

- 나이퀴스트 전송률은 최대로 전송할 수 있는 심볼수는 RS=2W, 여기선 W는 채널의 대역폭(Hz)을 나타낸다. 이를 초당 비트수로 나타내면 Rb= RS×log22k

- 만약 심볼을 나이퀴스트율(Nyquist rate)보다 더 빠르게 전송하면 전송률은 늘어나지만 심볼 간 직교성이 깨져 심볼 간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)이 발생하게 된다

3. FTN 전송 원리

  - FTN 전송은 펄스 성형된 심볼 간 직교성을 유지하는 심볼 주기인 나이퀴스트율보다 빠르게 전송함으로써 고속의 데이터 전송을 가능하게 하는 전송방식

  - 심볼 주기를 인위적으로 줄인 결과 ISI의 발생으로 인해 수신 심볼의 에러 성능이 열화

  - 입력된 디지털 신호는 Sinc 또는 Raised-Cosine 송신 필터를 거쳐서 전송되며 채널을 거쳐 수신 필터를 통해 신호를 복원한다.

  - 이 때 신호 주기는 1보다 작은 값을 가지는 τ를 적용한 τT로 정해줌으로써 FTN 전송을 가능하게 한다.

  - ISI를 제거하기 위한 수신기에서의 등화기(Equalizer) 처리가 필요

  - FTN 전송신호의 복원을 위해서 MLSD(MLSD: Maximum Likelihood Sequence Detection) 방식의 수신기를 사용하는 것이 최적임이 알려져 있음

  - FTN 전송에 의해 발생하는 ISI를 효율적으로 극복하는 다양한 코딩 및 등화 방법을 포함한 전송기술이 연구 중에 있음

FTN_-_Etri.pdf

1. 기술 개요

2. 5G에서 FBMC의 사용목적

3. FBMC 송신기 구조 및 주파수 응답

4. FBMC의 장단점

1. 개요

 - 기존 디지털 방송 및 이동통신 시스템(4G)은 OFDM 기반

 - 시간이 지나고 수요가 증가함에 따라 OFDM 기술에서는 대역 외 스펙트럼 재성장 (spectrum regrowth) 때문에 사이드 로브가 높아져 스펙트럼 효율성이 떨어진다는 문제가 발생

 - 이러한 OFDM의 단점을 해결하기 위해 GFDM (generalized frequency division multiplexing), FBMC (filter bank multi- carrier), UFDM (universal filter multi- carrier) 등의 다른 방법에 대한 연구가 진행

 - FBMC는 반송파별 필터를 사용하여 스펙트럼 효율을 높인 차세대 다중 반송파 전송기술

2. 5G에서 FBMC의 사용목적

 - OFDM 기술은 부반송파 간의 효율성을 높일 수는 있으나 밴드 간에는 Side-lobe의 누출전력을 발생 시키므로 채널 간 간섭을 막기 위한 Guard band로 인한 주파수 낭비 발생

 - 부반송파간 간섭(ICI : Inter Carrier Interference)을 제거하기 위하여 사용하는 CP(Cyclic Prefix)로 인한 대역 손실도 발생

 - FBMC는 밴드 간 Side-lobe를 거의 발생시키지 않으며, CP를 사용하지 않아도 되는 장점으로 OFDM 기술 대비 더 높은 주파수 효율을 얻을 수 있다.

3. FBMC 송신기 구조 및 주파수 응답

 - FBMC 송신기 구조

   - FBMC 서브채널 주파수 응답

4. FBMC 장, 단점

 - OFDM은 낮은 복잡도를 가지지만, FBMC는 구현복잡도가 높다

 - OFDM 대비 높은 주파수 대역 효율성을 갖는다

 - OFDM은 심볼 간 CP(Cyclic Preficx) 구간을 두어 손실이 발생하나 FBMC는 간섭제거 방식이 필요 없으며, 엄격한 동기가 필요없다.

 - 누출전력을 완벽하게 줄일 수 있다

5G_5가지 화두.pdf

Day2_sp2_hw_01.pdf

5G기술 FBMC (Filter Bank Multicarrier) 의 이.docx

fbmc.pdf

 http://webzine.crmo.go.kr/50/trands/04.html

1. 5G의 정의

- 이동통신시스템은 2G(CDMA), 3G(WCDMA), 4G(LTE-A), 5G 방식으로 표준화됨

- 현재시점은 4G 로 3GPP표준의 Release-11정도를 따르고 있음

- 기존의 유선네트워크는 없어지고, 무선네크워크와 무선단말기로 모든 통신인프라가 변화될 것임

2. 5G의 기술적 목표

1) 데이타 트레픽의 수용 - 4G대비 1000배

2) 사용자당 평균전송율 - 1Gbps

3) 연결 디바이스 - 4G대비 1000배

4) 1:1지연 (Latency) - 1ms 이내

5) 에너지 효율 - 4G대비 1000배

3. 5G로의 진화

  가. eLTE RAT

    -  eLTE RAT은 3GPP Release 12/13 이후 정해지는 3GPP 규격들 (예, Release 14/15)을 반영한 LTE 진화 기술로 현재 이동통신 시스템이 사용하고 있는 cellular 대역에서 동작

  나. New RAT

    - 반면에 new RAT은 WRC-15 (2015년)와 WRC-18 (2018년)에서 할당될 새로운 주파수 대역을 target으로 개발되는 새로운 기술로, 높은 용량을 얻기 위해 고주파 대역 (예, >10GHz)에서 동작하나 일부 기능은 저주파 대역에서도 적용가능

 다. Interworking

   - 5G에서는 저주파 대역과 고주파 대역이 같이 사용되므로 두 대역이 효율적으로 연동/결합되어야 한다.    

   - 고주파 대역의 small 셀로부터 충분한 용량을 얻으면서 동시에 저주파 대역의 macro 셀로부터 안정적으로 mobility를 지원받는 macro-assisted small cell enhancement 기술을 3GPP Release 12의 work item으로 제안하였고, 표준화가 진행 중이다. 이를 3GPP 표준 용어로 dual connectivity라 함

4. 5G 구현을 위한 무선통신 후보기술

1) 네트워크 고밀도화

- 소형셀 기술

- 매크로 셀 과 소형셀에 대한 단말의 이중연결

2) Massive MIMO

- 수백 개의 안테나를 장착하여 동일자원으로 수입명에게 동시전송(스마트안테나)

3) 전이중 TDD 방식

- 송수신 분리없은 TDD방식 사용으로 대역폭 확장

4) NOMA(비직교 다중접속)

- 직교분할(OFDM)은 서브케리어(주파수)를 분리

- NOMA는 송신전력과 서브케리어(주파수)를 중첩해서 분리

5) 초광대역 자원 사용

- 60GHz대역으로 주파수 확장

6) 단말간 네트워킹

- 단말 스스로 네트워크를 구성할 수 있으며, 단말간 DMO(Direct Mode Opertion) 직접통신

7) FBMC

- 하드웨어적인 필터를 사용해 주파수를 효율적으로 이용하기 위함 (104회 기출문제)

8) FTN

- 나이퀴스트 최소대역폭 이상의 전송속도가 가능하다는 이론 (105회 기출문제)    

5. 이동통신기술 동향

- 이동통신은 유선통신의 전송속도를 넘어 사용자가 Anywhere, Anytime 원하는 서비스를 받을수 있는 기술로 발전하고 있음

- 4G(LTE-A)는 이동시 100Mbps,  고정시 1Gbps를 지향함

- 5G는 평균속도를 1Gbps를 지향함

- 현재 5G는 표준화 단계에 있으며, 국내 이동통신사업자들의 목표는 2020년 구현이 가능토록 하는 것을 목표로 하고 있음

- 끝 -   

<참조>

http://cafe.daum.net/impeak/Pthm/1?q=%C1%A4%BA%B8%C5%EB%BD%C5%B1%E2%BC%FA%BB%E7&re=1

5G무선기술_-_TTA.pdf

5G_5가지 화두.pdf

1. 개요

2. 위치기반서비스 패러다임 변화

3.LBS 기술

  3.1 무선 측위 기술(PDT: Position Determine Technology)

      3.1.1 망 기반(Network-Sensor Based) 방식

             가. Cell-ID 

             나. Enhanced Cell-ID

             다. AOA(Angle of Arrival)

             라. TOA(Time of Arrival)

             마. TDOA(Time Difference of Arrival)

      3.1.2 단말기 기반(Handset Based) 방식

             가. GPS

             나. E-OTD(Enhanced-Observed Time Difference)

      3.1.3 혼합 방식(A-GPS, Assisted-GPS)

 3.2 LBS 서버 기술(LBS Middleware)

       3.2.1 위치 서버(Location Server)

       3.2.2 위치 데이터 서버(Location Data Server)

       3.2.3 위치 응용 서버(Location Application Server)

       3.2.4 콘텐츠 서버

4. LBS 응용기술 및 서비스 동향

5. LBS 사업의 성공요인

6. 향후 전망

1. 개요

2. 위치기반서비스 패러다임 변화

                                                                  <출처> 2012년 1회 정보통신기술사 해설 김기남 공학원

3.LBS 기술

- 위치기반 서비스를 위한 기술체계는 휴대 단말의 위치를 파악하는 무선측위 기술과 서비스를 위한 핵심 기반기술을 제공하는 LBS 서버기술, 그리고 다양한 LBS 응용기술들을 들 수 있다. 

출처:LBS 기술/시장보고서, ETRI, 2002

 3.1 무선 측위 기술(PDT: Position Determine Technology)

     - 모바일 단말의 위치를 측정하기 위한 기술로 망 기반/단말기 기반/혼합 방식으로 분류됨

     3.1.1 망 기반(Network-Sensor Based) 방식

            - 이동통신망의 기지국 수신신호를 이용

            - 단말에 추가장치 없음

            - 측정오차 줄이기 위해 2개 이상의 기지국 전파 도달 시간 및 각도 이용

           가. Cell-ID

              - 단말기의 Registration에 따른 Cell ID 파악

              - 네트워크의 수정 없이도 휴대폰 위치를 알아낼 수 있는 장점

              - 셀 반경에 따라 측위 결과의 정확도가 달라지므로 오차가 발생

           나. Enhanced Cell-ID

              - Cell ID방식에 기지국과 단말기간의 거리정보를 추가하여 정확도를 높인 방식이다.

           다. AOA(Angle of Arrival)

              - 이용자의 단말기로부터 들어오는 전파의 도래각을 기지국에서 측정하여 측위하는 방식

              - 기지국마다 다각도의 전파를 수신할 수 있는 안테나가 필요하여 시스템 구축에 따른 비용이 큼

              - 도심 지역에서는 다중경로의 영햐응로 LoS확보가 불가능하기 때문에 위치 결정 시 상당히 큰 오차가 발생할 수 있음

           라. TOA(Time of Arrival)

              - 단말기로부터 신호를 수신한 1개의 기지국을 중심으로 다른 두개의 기지국에서 수신한 신호와의 신호도달 시간을

     이용하여 측위하는 방식

http://www.directionsmag.com/articles/mobility-profiles-and-future-location-based-services/123055

1. Background

2. CoMP(Coordinated Multiple Point)

3. eICIC(enhanced Inter-Cell Interferece Coordination)

1. Background

  - LTE는 스펙트럼 효율을 높이기 위해 인접 기지국 간에 동일한 주파수 사용

  - 모든 기지국이 같은 주파수를 사용하므로 인접 셀간에 동일 채널 간섭 발생

  - 동일 채널 간섭을 줄이기 위한 대책 필요

http://3gppltee.blogspot.kr/2012/09/what-is-icic-inter-cell-interference.html

2. CoMP(Coordinated Multiple Point)

  - OFDM을 무선 접속방식으로 사용하는 LTE-Advanced 이동통신 기술에서 셀 경계지역에 위치한 이동 단말은 동일 주파수 대역을 사용하는 주변 셀로부터 간섭 영향으로 서비스 품질이 저하됨

  - CoMP(Coordinated Multi-Point Tx/Rx) 기술은 셀 경계지역에 위치한 단말에 영향을 미치는 주변 셀들 간 협력을 통해 정보를 공유하고, 스케줄링을 통해 간섭을 최소화 함으로써 셀경계지역 단말 서비스 품질을 개선하고 시스템 성능을 향상하는 기술

  - 매크로 기지국 경계 지역에서 기지국의 주파수 세기를 제어해 데이터 속도가 떨어지거나 끊기는 일 없이 원활한 통신이 이뤄지도록 하는 기술

http://3gppltee.blogspot.kr/2012/09/what-is-icic-inter-cell-interference.html

  - CoMP 기술은 하향전송과 상향전송 기술에 대해 정의되고 있으며, 현재 3GPP는 데이터 하향전송에 대해 JP(Joint Processing)기술과 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 기술을 논의 중

      가. JP(Joint Processing)

         - 지리적으로 떨어져 있는 다수개의 전송 점에서 단말에 전송할 데이터를 공유하며 전송하는 방법

         1) JT(Joint Transmission)

         2) DPS(Dynamic Point Selection)

      나. CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식

         - CoMP 협력 셀에 포함된 2개 이상의 주변 셀에서 협력을 통해 수집된 정보를 활용하여 선택된 한 개의 셀에서 스켈줄링을 통해 주변 셀들과 간섭을 최소화하면서 경계에 위치한 단말로 데이터를 전송하며, 이때 주변 CoMP 협력 셀에서는 간섭을 회피하기 위해서는 동일한 자원을 사용하지 않는다.

         1) CS

         2) CB

  3. eICIC(enhanced Inter-Cell Interference Coordination)

http://blog.sktworld.co.kr/4213

   - eICIC는 커버리지가 큰 매크로 기지국과 커버리지가 작은 소형 기지국들이 혼재된 상황에서 양 기지국 간의 간섭 현상을 조정해주는 기술

   - Pico cell에 연결되어 있는 UE는 ABS(Almost Blank Subframe)동안 데이터를 주고 받음, Macro cell은 이 기간동안 낮은 파워의 컨트롤 신호만 송수신하므로써 간섭을 피함 

http://3gppltee.blogspot.kr/2012/09/what-is-icic-inter-cell-interference.html

http://blog.sktworld.co.kr/4213

http://3gppltee.blogspot.kr/2012/09/what-is-icic-inter-cell-interference.html

http://www.netmanias.com/ko/post/blog/6477/comp-lte-a/comp-1-comp-categories-cs-cb-jt-and-dps