Microsoft Word _ _김동윤_졸업논문_0105

Transcription

1 석 사 학 위 논 문 Master s Thesis 광 대역 코드 분할 다중접속 네트워크에서 공통 파일럿 채널 간섭 제거기능을 가진 인 빌딩 RF 중계 시스템에 관한 연구 Study on in-building common pilot channel interference cancellation RF repeater system in WCDMA networks 김 동 윤 (Kim, Dong Youn) 전자전산학부 전기 및 전자공학전공 School of Electrical Engineering and Computer Science Division of Electrical Engineering 한 국 과 학 기 술 원 Korea Advanced Institute of Science and Technology 2008

2 광 대역 코드 분할 다중접속 네트워크에서 공통 파일럿 채널 간섭 제거기능을 가진 인 빌딩 RF 중계 시스템에 관한 연구 Study on in-building common pilot channel interference cancellation RF repeater system in WCDMA networks

3 Study on in-building common pilot channel interference cancellation RF repeater system in WCDMA networks Advisor : Professor Jong-Won Yu by Dong-Youn Kim School of Electrical Engineering and Computer Science Division of Electrical Engineering Korea Advanced Institute of Science and Technology A thesis submitted to the faculty of Korea Advanced Institute of Science and Technology in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering in Department of Electrical Engineering. Daejon, Korea Approved by Professor Yu, Jong Won Advisor

4 광 대역 코드 분할 다중접속 네트워크에서 공통 파일럿 채널 간섭 제거기능을 가진 인 빌딩 RF중계 시스템에 관한 연구 김 동 윤 위 논문은 한국과학기술원 석사학위논문으로 학위논문심사 위원회에서 심사 통과하였음. 2007년 12월 20일 심사위원장 유 종 원 (인) 심사위원 명 로 훈 (인) 심사위원 김 정 호 (인)

5 MEE 김 동 윤. Kim, Dong Youn. Study on in-building common pilot channel interference cancellation RF repeater system in WCDMA networks, 광 대역 코드 분할 다중 접속 네트워크에서 공통 파일럿 채널 간섭 제거 기능을 가진 인 빌딩 RF 중계 시스템에 관한 연구 Department of Electrical Engineering and Computer Science, Division of Electrical Engineering p. Advisor Prof. Yu, Jong Won. Abstract The role of indoor coverage will be very important in WDMA networks, both due to customer expectation and the introduction of high speed packet services. In-building RF repeater systems are typically deployed to extend indoor coverage and the capacity of serving cell. They are characterized by low cost, ease of installation and low power consumption. But the installment of inbuilding RF repeater is restricted due to multi PN pollution at donor Ant. And so we propose in-building common pilot channel interference cancellation RF repeater system. Common pilot channel interference cancellation is proposed to acquire dominant PN at donor Ant. As a result cellular service companies will provide customers with good quality of service and increase network capacity. We show that in-building CPICH interference cancellation RF repeater system allows the network to operate with one mobile in multi PN pollutions, hence it can be replaced by optic repeater. We will analyze Network capacity gain and outage enhancement when inbuilding CPICH RF repeater systems are deployed in cellular networks. i

6 목 차 Abstract...i 목 차... ii 그림 목차... iv 표 목차... vi 1 서 론 연구배경 WCDMA SYSTEM WCDMA WCDMA 기본원리 WCDMA 시스템의 특징 HSDPA/HSUPA 중계 시스템 개요 다양한 종류의 RF 중계 시스템 RF 중계 시스템 ICS 중계 시스템 대역 변환 중계 시스템 관련 기술의 고찰 CPICH PN code CPICH(공통 파일럿 채널)의 역할 CPICH interference cancellation 개요 단말기에서의 CPICH interference cancellation Capacity gain ii

7 4. 공통 파일럿 채널 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 인 빌딩 RF 중계 시스템 CPICH(공통 파일럿 채널) 간섭제거를 적용한 인 빌딩 RF 중계 시스템 성능 평가 Capacity gain Numerical analysis 인 빌딩 RF 중계 시스템 공통파일럿 채널 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 Background load call Normalized network capacity gain 시뮬레이션 결과 Outage 시뮬레이션 결과 결 론 참고 문헌 iii

8 그림 목차 그림 1.1 1세대에서부터 4세대까지의 이동통신 진화 로드맵... 1 그림 2.1 DS-CDMA의 확산 및 역확산... 5 그림 2.2 WCDMA/CDMA 방식의 확산 & 코드... 6 그림 2.3 시간-주파수-코드 공간에서의 WCDMA 대역의 할당... 6 그림 2.4 HSDPA의 기술적 특성 그림 2.5 HSUPA의 기술적 특성 그림 2.6 RF 중계 시스템의 구성도 그림 2.7 RF 중계 시스템 그림 2.8 ICS 중계 시스템 그림 2.9 대역 변환 중계 시스템 그림 3.1 CDMA/WCDMA의 PN 코드 그림 3.2 BEAM FORMING을 통한 개선 방법 IN RELEASE 그림 3.3 CPICH의 채널 구조 그림 3.4 실제적인 기지국의 RF 파워 할당 그림 3.5 단말에서 CPICH 간섭 제거의 예 그림 3.6 CANCELLATION EFFICIENCY에 따른 CAPACITY GAIN의 변화 그림 3.7 동기식 PILOT CANCELLATION RECEIVER 그림 4.1 인빌딩 RF 중계 시스템의 PN POLLUTION 그림 4.2 입력 안테나 위치에서의 PN POLLUTION 측정 그림 4.3 제안된 CPICH 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 그림 4.4 제안된 CPICH 인 빌딩 간섭 제거 중계 시스템의 동작 iv

9 그림 5.1 시스템 모델 (CAPACITY GAIN) 그림 5.2 BACKGROUND LOAD CALL의 LINK BUDGET 그림 5.3 중계기의 LINK BUDGET 그림 5.4 중계기의 위치와 ORTHOGONAL FACTOR에 따른 CAPACITY GAIN의 변화 그림 5.5 중계기의 위치와 ORTHOGONAL FACTOR, 기지국의 부하에 변화에 따른 CAPACITY GAIN 변화 그림 5.6 중계기의 위치와 CANCELLATION EFFICIENCY의 변화에 따른 CAPACITY GAIN의 변화 그림 5.7 중계기의 위치와 CANCELLATION EFFICIENCY, 기지국 부하의 변화에 CAPACITY GAIN 변화 그림 5.8 중계기의 위치와 CPICH의 파워 변화에 따른 CAPACITY GAIN 변화 그림 5.9 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국 부하의 변화에 따른 CAPACITY GAIN의 변화 그림 5.10 중계기의 위치와 기지국 LOADING의 변화에 따른 CAPACITY GAIN 변화 56 그림 5.11 중계기의 위치와 기지국 LOADING, 기지국의 부하의 변화에 따른 CAPACITY GAIN 변화 그림 5.12 시스템 모델 (OUTAGE) 그림 5.13 중계기의 위치가 0.9R일때 기지국의 부하와 CANCELLATION EFFICIENCY 에 따른 OUTAGE의 개선 그림 5.14 중계기의 위치와 CANCELLATION EFFICIENCY, 기지국 부하의 변화에 따른 OUTAGE의 변화 그림 5.15 중계기의 위치가 0.9R일 때 기지국의 부하와 CPICH의 파워 변화에 따른 OUTAGE의 개선 그림 5.16 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국의 부하의 변화에 따른 OUTAGE의 변화 그림 5.17 중계기의 위치가 0.9R일 때 기지국의 부하와 LOADING에 따른 OUTAGE의 개선 그림 5.18 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국 부하, LOADING의 변화에 따른 OUTAGE의 변화 v

10 표 목차 표 2.1 WCDMA 표준화의 흐름... 4 표 2.2 WCDMA 시스템의 주요 파라메터... 7 표 2.3 중계 시스템의 종류 표 3.1 동기와 비동기 시스템의 코드 표 4.1 단말과 중계 시스템에서의 CPICH 간섭제거 방식의 비교 vi

11 ` 1 서 론 1.1. 연구배경 셀룰러 이동통신의 기본적인 개념은 1940년대에 Bell Lab에서 제안하였으며, 이때의 기본원칙은 기지국과 단말기의 저출력을 기본으로 한 주파수 재사용에 관한 내용이었다. 하지만 이때까지는 단지 이론상으로만 제시되었으나 1970년 대에 microprocessor의 등장으로 구현의 가능성을 보였다. 이를 기반으로 실제 상용서비스는 1983년에서 미국에서 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)의 서비스 시작으로 급격히 발전하게 되었다. 그림 1.1 1세대에서부터 4세대까지의 이동통신 진화 로드맵 그림1.1에서 알 수 있듯이 세계 이동통신 시장의 4G로 가는 경로는 전 세계 의 80%이상의 사용자가 사용하는 WCDMA를 근간으로 해서 LTE로 진화하는 1

12 path와 중국의 TD-SCDMA를 기반으로 하는 path, 최근에 ITU에 의해 3G기술 로 인정받은 WIBRO를 통한 path, 동기식 CDMA 진영의 path 등 4가지로 요 약 될 수 있다. 2007년 현재 우리나라에선 WCDMA HSDPA망이 세계 최초로 KTF에서 전국 망 서비스가 시작되었고 뒤를 이어 SKT가 서비스를 제공하고 있다. 1997년 상용화된 PCS를 비롯하여 현재의 WCDMA서비스까지 서비스 사업 자들은 언제, 어디서나 고객이 원하는 모든 형태의 통신 서비스를 제공하는 것 을 목표로 서비스를 시작하였다. 그러나 기지국 장비만을 이용하여 지하철, 지 하공간, 산간지방 및 전국의 거의 모든 이면도로 등에 고품질의 이동통신 서비 스를 제공하는 것은 현실적으로 거의 불가능 할 뿐만 아니라 경제적이라고도 할 수 없다. 그에 반해 기지국 장비에 비해서 가격이 10~30%정도인 중계 시 스템은 low cost의 장점과 더불어 설치 및 운용이 기지국 장비에 비해서 훨씬 더 편리하기 때문에 coverage 확장용으로 중계기를 많이 사용하여 왔다. 서비스 사업자가 좋은 인 빌딩 커버리지를 제공하는 것은 새로운 트래픽과 수익흐름을 잡을 수 있는 잘 입증된 방법이라는 것은 기존의 2G system에서도 입증되었다. WCDMA 네트워크에서 인 빌딩 커버리지의 역할은 2G system에서 보다 더 중요하다. 요즈음 고객들은 그들이 어디를 가든지 건물 안이든 밖이든 상관없이 그들 의 폰이 서비스를 제공받기 원한다. 특히 HSDPA/HSUPA와 같은 고속 데이터 서비스의 등장으로 이러한 고객의 needs는 더욱 더 증가하는 추세이다. 실제로 도심지에 위치한 건물들은 가면 갈수록 고층화, 대형화되고 지하공간 도 쇼핑몰과 대형슈퍼, 영화관 등과 같이 사람들이 많이 밀집하는 곳이 생겨 나고 있다. 건물의 재질도 외부에서 기지국 신호가 투과 되기 어려운 두꺼운 콘크리트재질의 벽, 코팅된 유리가 많이 사용되면서 건물 내 서비스를 위해 신 규예측 traffic양과 건물의 구조에 따라 전용의 기지국, 중계기가 설치되고 있 다. 인 빌딩 서비스를 위해 사용되고 있는 중계시스템은 크게 광 중계 시스템과 RF 중계시스템으로 나눌 수 있다. 광 중계 시스템의 경우엔 전파환경의 변동 과 무관하게 안정적인 서비스를 제공할 수 있으나 장비 가격이 비싸고 국소당 월 약 50만에 달하는 광 선로 임대비용을 지불해야 하는 추가적인 운용비용이 발생한다. 전국적으로 설치된 장비를 감안해보면 연간 상당한 액수의 비용이 광 선로 임대 비용으로 지출되고 있으며 이는 운용비중에서 상당한 부담이 되 2

13 고 있다. RF interface를 통한 중계시스템은 광 중계 시스템에 비해서 낮은 장비단가 와 광 선로 임차비용이 없다는 장점은 있지만 전파 환경의 변화로 인해 시스 템 내부에서 발진현상이 발생할 수 있다. 이러한 발진 현상은 음영지역 서비스 에 문제를 야기시킬 뿐만 아니라 기지국의 역방향으로 과입력을 초래함으로써 정상적인 서비스를 제공할 수 없다는 것이었다. 이러한 발진현상의 원인은 서 비스용 안테나의 출력 신호가 주변의 반사체 등에 반사되어 다시 입력 측 안 테나로 유입되는 feedback신호가 주 원인이었다. 그러나 이는 feedback interference cancellation 기능을 가진 RF중계기의 개발로 해결되었다. 도심지의 고층 건물 및 지하 공간의 쇼핑몰이나 대형 슈퍼, 영화관을 인 빌 딩 RF 중계기로 서비스함에 있어 가장 중요한 문제는 바로 donor ant에서의 multi PN pollution effect이다. 인 빌딩 RF 중계기의 특성상 donor ant에서의 전파환경이 서비스 지역에서도 그대로 천이되어 나타난다는 것이다. 도심에서의 인 빌딩 RF중계기의 donor ant는 건물들간의 shadow를 막고 원 하는 신호를 얻기 위해 건물 옥상 위에 대부분 설치하게 된다. 건물의 고도가 높을 수록 주변 기지국의 신호들로 인해 심한 Pollution이 발생해서 dominant PN을 확보하기가 어렵고 주변 기지국 신호의 interference 증가로 RF중계기를 설치 할 수 없어 광 중계기로 대체를 하든지 아니면 service area가 작다면 QoS의 저하를 감수하고서라도 설치를 하고 있다. 본 논문에서는 CPICH interference cancellation 기능을 가진 인 빌딩 RF 중 계기를 제안하고 기존의 인 빌딩 RF 중계기가 가지고 있던 multi PN pollution effect와 interference 문제를 해결하여 실제 capacity와 outage성능이 얼마나 개선되는지를 연구 분석하였다. 3

14 2. WCDMA SYSTEM 2.1. WCDMA 최초의 3GPP(Third Generation Partnership Project) WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)서비스는 2002년에 시작되었으며 2005년 후반부를 기 준으로 100개의 WCDMA 사업자가 서비스를 시작하였고 150개 이상의 이동통 신 사업자가 WCDMA용 주파수를 확보한 상태이다. 현재는 유럽과 일본, 한국 을 포함하는 아시아에서 UMTS 밴드인 2GHz 대역에서 서비스가 진행 중이며 미국에서는 기존의 850MHz와 1900MHz대역에서 시작되었고 조만간 1700MHz와 2100MHz에서의 서비스가 예상된다. 3GPP 진영에서는 향후 서비 스가 고려되고 있는 여러 신규 주파수 대역을 WCDMA 서비스로 정의하고 있 다. 전 세계 80% 이상의 이동통신 사업자들이 WCDMA를 선택하였고, LTE(long term evolution)을 통한 4G로의 진화기술은 ITU에서 정할 4G Spec에 가장 강 력한 기술로 인정 받고 있다. 표준 규격 완성 시점 (상용화) 주요 내용 Release 년 말 최초의 WCDMA 표준규격 Release 년 초 중국의 TD-SCDMA와 의 주파수 호화성 고음질 음성통화 기능 추가 Release 년 초 (2006년 말) HSUPA,IMS기능 추가 Release 년 말 HSDPA, MBMS, WLAN (2007년 말) 연동 Release 년 말 다양한 주파수 대역폭 (5M,10M, 20M,,,) OFDM기술(not CDMA) 최대 100Mbps 표 2.1 WCDMA 표준화의 흐름 4

15 우리나라의 이동통신 사업자들도 IS-95, 1X,EVDO의 동기식 CDMA시스템을 거쳐 WCDMA HSDPA/HSUPA 시스템으로 KTF, SKT에서 전국 망 서비스를 시행 중에 있으며, LGT는 동기식 CDMA에서 진화한 EVDO rev.a로 서비스를 진행하 려고 하고 있다 WCDMA 기본원리 그림 12는 WCDMA 시스템을 위한 확산과 역확산의 기본적인 동작을 설명 한다. 여기서 사용자 데이터는 데이터율이 R인 BPSK변조된 비트열이라고 가 정하고 사용자의 데이터는 +,- 1의 값을 갖는다고 가정한다. 예로서 확산동작 은 각 사용자의 데이터 비트와 칩이라 불리는 8코드 비트열들이 곱해진다. 또 한 여기서 BPSK확산 변조를 가정한다. 그 결과 확산된 데이터는 8 * R의 데이 터율이고 확산코드와 같은 랜덤(의사 잡음 같은)한 모양을 갖는다. 이 경우 확 산 인자로 8이 사용되었다고 한다. 광 대역 신호는 무선 채널을 통해서 수신 종단까지 전송된다. 역확산 동안에는 확산된 사용자 데이터에 확산시킨 비트열과 똑 같은 8개의 코드 칩을 곱한다. 그림2.1에서 보는 것처럼 확산된 사용자 신호와 역확산 코 드사이에 완전한 동기가 이루어졌을 때 본래의 사용자 비트열이 완벽하게 복 구된다. 그림 2.1 DS-CDMA의 확산 및 역확산 5

16 그림 2.2 WCDMA/CDMA 방식의 확산 & 코드 그림 2.3 시간-주파수-코드 공간에서의 WCDMA 대역의 할당 6

17 WCDMA 시스템의 특징 다중 접속 방식 듀플렉스 방식 기지국 동기 CHIP 속도 프레임 길이 서비스 다중화 다중 속도 개념 Detection 다중 사용자 검출, 스마트 안 테나 DS-CDMA FDD/TDD 비동기 운용 3.84Mcps 10 ms 하나의 연결을 통한 서로 다른 품질 의 서비스 요구를 다중화하는 다중 서 비스 Variable SF and multi code Pilot 심볼, common pilot을 이용한 동기 표준에 의거 지원, 구현은 옵션 표 2.2 WCDMA 시스템의 주요 파라메터 WCDMA 시스템의 주요 특징을 살펴 보면 표 2-2와 같다. 이를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. ᆞWCDMA는 광대역 직접 확산부호 분할 다중 접속(DS-CDMA)시스템이다. 즉 사용자의 정보 비트들은 cdma 확산 코드로부터 유도된 의사 랜덤 비드 (chips)와 곱을 취함으로써 광대역으로 확산된다. 매우 높은 비트속도를 지원하 기 위해서 다양한 확산 인자와 다중 코드 접속이 지원된다. ᆞ3.84Mcps의 칩 속도를 사용하므로 반송파 대역폭을 5MHz에 근접하게 해 준다. 통상적으로 IS-95와 같이 약 1.25MHz대역폭을 갖는 DS-CDMA시스템을 협대역 cdma시스템이라고 한다. WCDMA시스템에서 넓은 반송파 대역은 높은 사용자 데이터 속도를 지원할 수 있고 다중 경로 다이버시티 효과 같은 성능 이익을 얻을 수 있다. WCDMA 시스템에서 넓은 반송파 대역은 높은 사용자 데이터 속도를 지원할 수 있고 다중 경로 다이버시티 효과 같은 성능 이익을 얻을 수 있다. 7

18 WCDMA시스템을 운용하는데 있어서 네트워크 운용자는 용량의 증가를 위해 5MHz 반송파들을 계층적인 셀 층의 형태가 가능하도록 여러 개 적용할 수 있 다. 그림 2.3는 이러한 특징을 보여 준다. 반송파 사이의 간섭을 감안해서 약 4.4 ~5 MHz 대역 사이에 200KHz의 보호 대역을 둔다. ᆞWCDMA는 높은 가변 데이터 속도를 지원한다. 즉 BoD(Bandwidth on Demand)가 잘 지원된다. 각 사용자에게 10ms 주기의 프레임이 할당되며, 이 주기의 사용자 데이터 속도는 일정하게 지켜진다. 그러나 사용자들간의 데이터 용량은 프레임 단위로 변할 수 있다. 이러한 특징의 예가 그림 2.3에 나타난다. 이러한 고속 무선 용량의 할당은 일반적으로 패킷 데이터서비스에서 최적의 처 리량을 얻기 위해 네트워크에서 제어된다. ᆞWCDMA는 두 개의 기본적인 운용 모드를 지원한다. 그것은 FDD와 TDD이다. FDD모드에서는 5MHz 반송 주파수를 역방향 채널과 순방향 채널에서 각각 사 용하고, 반면에 TDD모드에서는 5MHz 대역 내에서 시간을 분할하여 역방향 채 널과 순방향 채널을 사용한다. 역방향 채널은 이동국에서 기지국으로의 접속이 고 순방향 채널은 기지국에서 이동국으로의 접속이다. TDD 모드는 FDD모드의 개념들을 기본으로 하고 있으며 IMT-2000시스템을 위해 ITU에서 한 쌍이 아닌 하나의 주파수로 송수신을 하는 스펙트럼이 할당된 기본 WCDMA 시스템을 보 조하기 위해서 추가되었다. ᆞWCDMA는 비동기 기지국 운용을 지원한다. 따라서 동기식 CDMA시스템과 달리 GPS와 같은 글로벌 시간 기준을 필요로 하지 않는다. 수신에서 GPS신호 가 필요하지 않기 때문에 옥내와 마이크로 기지국 운용 구성이 쉬워진다. ᆞWCDMA는 파일럿 심벌 또는 공통 파일럿을 기본으로 역방향 링크와 순방향 링크에서 동기식 검파방식을 이용한다. 이미 IS-95의 순방향 링크는 사용하고 있었지만 일반적인 CDMA시스템에서 역방향 링크의 동기검파는 새로운 방식이 며 역방향 링크에서 전체적으로 커버리지와 용량의 증가를 가져올 것이다. ᆞ다중 사용자 검출, 스마트 적응 안테나 들과 같은 진보된 CDMA 수신기 개념 들로 WCDMA 무선인터페이스 기술은 발전되고 있으며, 용량 또는 커버리지를 증가시키기 위한 시스템 옵션으로서 네트워크 운용자에 의해서 채용될 수 있다. 대부분 제2세대 시스템들은 이런 진보된 수신기 개념으로 만들어질 가능성 이 없으며, 결과적으로 응용할 수 없거나 단지 성능 향상을 위해 몇 몇 제한된 8

19 상황에서만 적용할 수 있다. 9

20 HSDPA/HSUPA 그림 2.4 HSDPA의 기술적 특성 그림 2.5 HSUPA의 기술적 특성 10

21 그림 2-4 과 그림 2-5 에서는 최근에 우리나라에서 상용화 되어 서비스를 하고 있는 HSDPA/HSUPA의 기술적 특성에 관해 나타내었다. 기본이 되는 기 술인 WCDMA에서 고속데이터 서비스를 제공하기 위해 여러 가지 기술들이 추가 되었음을 확인할 수 있다. 11

22 2.2. 중계 시스템 개요 이동 통신 서비스 영역 중 건물 안이나, 지하, 터널 등의 지역은 전파의 특 성상 전파가 잘 도달되지 않는 지역으로 이동통신 서비스가 매우 어려운 영역 이다. 이러한 특정 영역은 중계기(repeater)라는 전파 송ᆞ수신기를 사용하여 통신을 가능하게 해준다. 중계기의 개념은 기지국의 무선 주파수(radio frequency)신호를 제3의 전송 매체를 통해 원하는 원격 지역에 전송하여 다시 무선 주파수 신호로 재생하는 방식이다. 성능면에서는 기지국이 월등히 중계기 보다는 좋은 특성을 갖는다. 그러나 비용면에서 기지국은 중계기에 비해 비용 이 많이 드는 단점이 있다. 소규모 음영지역을 해소하기 위해서는 기지국의 설 치라는 점이 비용 및 성능 측면에서 과다 투자 될 수 있다는 점도 간과할 수 없기 때문에 무선망 설계 및 서비스 사업자는 음영지역 해소 방안을 중계기로 해결하는 경우가 일반적이다. 그림 2.6 RF 중계 시스템의 구성도 12

23 초창기의 중계시스템은 BTS로부터 RF신호를 수신안테나(donor안테나)를 통 하여 수신하고 이를 송신안테나(server안테나)를 이용하여 송신하는 RF type이 주류를 이루었다. 그러나 RF중계시스템은 송신안테나의 출력신호가 다시 수신 안테나로 feedback됨으로 해서 발진현상이 발생하는 문제점이 발견되었다. 발 진을 방지하기 위한 방법으로 수신안테나와 송신안테나를 건물, 산악지형 등을 이용하여 충분히 멀리 위치하게 함으로써 발진조건을 회피할 수 있는 isolation을 확보하였다. 그러나 이러한 방법은 송수신안테나로부터의 지나친 거리의 급전선이 필요하며, 이는 바로 손실로 연결되는 문제가 발생하므로 충 분한 레벨의 신호를 음영지역에 위치한 이동국에 제공할 수 없는 문제가 발생 하였다. RF 중계시스템의 이러한 문제점을 보완한 것으로 주파수 변환 방식의 중계시스템을 개발하여 운용하기 시작하였다. 주파수 변환 방식의 중계시스템은 크게 두 가지로 나누어볼 수 있는데 하나 는 링크용 주파수를 현재서비스 대역의 유휴주파수를 사용하는 채널변환 중계 시스템 (또는 대역변환 중계시스템)과 링크용 주파수를 microwave 대역을 사용하는 microwave 중계시스템이 있다. 채널 변환 중계 시스템(또는 대역변환 중계 시스템)은 기지국으로부터 양호 한 신호를 수신할 수 있는 일정거리 지점에서 신호를 수신한 후 이를 채널 변 환 중계 시스템의 donor 시스템에서 서비스에 사용하지 않는 채널(또는 대역) 로 변환한 후 음영지역에 위치한 채널 변환 중계 시스템(또는 대역 변환 중계 시스템)의 remote 시스템으로 링크용 안테나를 통하여 송신한다. 음영지역에 위치한 채널 변환 중계 시스템(또는 대역 변환 중계 시스템)의 remote 시스템 에서는 donor 시스템으로부터의 링크용 안테나를 이용하여 수신한 후 이를 다 시 음영지역에 위치한 이동국에 이동통신 서비스를 제공하기 위하여 다시 서 비스용 주파수 신호로 변환한 후 고출력 증폭기를 이용하여 고출력신호를 음 영지역의 이동국에 제공하여 서비스하는 방식이다. 이러한 채널변환 중계시스 템(대역 변환 중계 시스템)은 음영 지역에서 유휴채널(유휴 대역)이 있어야 하 며 추후 용량 증설시에는 채널 변환 중계 시스템(대역 변환 중계 시스템)을 사 용할 수 없다는 단점이 있다. M/W중계시스템은 BTS와 동일한 위치에서 M/W 중계시스템 donor 시스템 을, 음영지역에는 M/W중계시스템 remote 시스템을 설치하여 음영지역에 위치 한 이동국에 고품질의 이동통신서비스를 제공하는 방식이다. M/W 중계시스템 donor 시스템에서는 BTS 송신신호보다 40dB 낮은 신호를 축출할 수 있는 13

24 40dB directional coupler를 이용하여 서비스용 신호를 수신하여서 링크용 주파 수에 적합한 17GHz대역의 M/W신호로 변환한 뒤 M/W 주파수대역의 고출력 증폭기인 SSPA(solid state power amplifier)를 이용하여 고출력신호를 M/W 링 크용 안테나에 도파 관을 통하여 제공한다. M/W 링크용 안테나를 통해서 송 신된 M/W대역의 신호는 remote에 위치한 M/W링크용 remote 링크용 안테나 에서 수신하여 이를 다시 이동국이 수신 가능한 주파수로 변환한 후 고출력증 폭기를 사용하여 음영지역에 위치한 이동국에 양질의 이동통신서비스를 제공 한다. M/W 중계시스템은 donor 시스템과 remote 시스템간에 반드시 LOS(line of sight)를 확보하여야 하며 폭우 시에 정상적인 통신서비스를 제공하기가 어 렵다는 문제점이 있다. 또 다른 중계시스템으로는 지금까지 개발된 모든 중계시스템 중에서 가장 안정적으로 고품질의 이동통신 서비스를 제공하고 있는 광 중계시스템이 있다. 광 중계 시스템은 BTS와 동일한 위치에서 광 중계시스템 master를 음영지역에 는 광 중계 시스템 slave를 설치하여 음영지역에 위치한 이동국에 고품질의 이 동 통신 서비스를 제공하는 방식이다. 광 중계시스템 master에서는 BTS 송신 신호보다 40dB낮은 신호를 축출할 수 있는 40dB directional coupler를 이용하 여 서비스용 신호를 축출 한다. 이 RF 신호는 E/O(전기/광) 변환기를 이용하여 광 신호로 변환된 후 광 선로 에 전송된다. 광 선로는 감쇠가 0.5dB/km이하의 저손실 매체로서 원거리전송에 적합하다. 원격지에 있는 slave에서는 광 신호 를 전기신호로 다시 변환하는 O/E (광/전) 변환기를 통해서 이동통신 서비스용 RF신호를 제공한 후 고출력증폭기의 고출력신호를 이용하여 음영지역에 위치 한 이동국에 양질의 통신서비스를 제공한다. 광 중계시스템은 BTS와 동일한 diversity 기능을 제공 가능하고 발진의 염려가 전혀 없다는 장점이 있는 반면 에 고가의 광 선로 임대비용이 필요하다는 단점이 있다. 최근엔 이러한 중계기 외에 RF 중계기의 발진을 해결할 수 있는 interference cancellation을 적용한 ICS RF 중계기가 등장하였다. feedback 현재 우리나라는 이와 같은 중계기의 보급으로 백화점, 지하철 및 기타 건물 이나 지하 장소 혹은 터널 등에서도 호의 단락 없이 통신이 가능하게 되었다. 이로 인해 현재 우리나라의 이동통신 가입자들은 세계 최고의 품질을 제공 받 고 있으며, 더불어 중계기에 관한 기술은 감히 우리나라가 세계 최고 임을 자 부한다. 14

25 중계기는 다음의 표 2-3과 같이 크게 지상 중계기와 지하 및 인빌딩 중계기 로 분리 하여 볼 수 있다. 구분 서비스 종류 커버리지 확장 옥외 중계기 지상 중계기 주파수 변환 중계기 옥외 커버리지 확 마이크로 웨이브 중계기 장용 레이저 중계기 지하 및 인빌딩 중계기 누설 동축케이블을 이용 한 중계기 광분산 중계기 I/F 분산 중계기 소형 중계기 복합방식 중계기 전파 음영 지역 확 장용 표 2.3 중계 시스템의 종류 다음엔 현장에 직접 쓰이고 있는 다양한 종류의 중계기에 대해 자세히 알아 보고자 한다. 15

26 다양한 종류의 RF 중계 시스템 RF 중계 시스템 백화점지하주차장, 대형빌딩의 지하주차장, 아파트단지의 지하주차장 등과 같이 서비스해야 할 공간의 면적이 큰 대규모의 경우에 사용되는 대형 중계시 스템, 지하의 당구장, 주점 및 볼링장과 같이 소규모의 공간을 서비스하는 소 형 중계시스템 및 고층의 아파트 밀집지역의 가정용 중계시스템인 댁내용 중 계시스템 등이 RF 중계시스템의 대표적인 예이다. RF중계시스템의 경우에는 일반적으로 BTS로부터 RF신호를 수신하는 수신 (donor)안테나와 음영지역을 서비스하기 위한 송신(server)안테나로 구성된다. 특별히 안테나설치가 곤란한 지역에는 LCX라 하는 누설동축케이블을 이용하여 서비스하는 경우도 있다. 그림 2-7에 나타난 바와 같이 RF 중계시스템은 BTS 로부터 낮은 레벨의 RF신호를 수신한 후 서비스 가능한 적절한 크기의 신호로 증폭하여 음영지역의 면적에 적합한 크기의 출력신호를 송신하여 해당지역의 이동국에 고품질의 이동통신서비스를 제공하는 방식이다. RF 중계시스템은 다음과 같은 기능을 필수적으로 구비하여야 하며 현장에서 는 운용자가 사용여부를 결정할 수 있도록 모든 기능에는 사용여부를 결정하 도록 하였다. 그림 2.7 RF 중계 시스템 16

27 AGC (automatic gain control) BTS의 최적화, 신설 및 이설 시에 RF 중계시스템 수신(donor)안테나의 입력 레벨은 심하게 변동하게 된다. RF 중계시스템에 신호를 공급하던 BTS의 송신 안테나 방향이 다른 곳을 향하게 되거나 해당 BTS를 다른 지역으로 이설하는 경우 RF 중계시스템의 수신(donor)안테나 입력레벨은 기존에 비해서 낮아지게 된다. 그 결과 해당 음영지역에는 새로운 음영지역이 발생할 수 있다. 또 다른 경우에는 RF 중계시스템 수신(donor)안테나와 인접한 지역에 BTS가 신설되는 경우 또는 최적화로 인하여 BTS 송신안테나의 방향이 RF 중계시스템 수신 (donor)안테나의 방향과 잘 일치하게 되는 경우에는 기존에 비해서 RF 중계시 스템의 수신(donor)안테나의 입력레벨이 높아지게 된다. 그 결과 중계시스템의 출력은 과 출력상태로 포화되어 정상적인 서비스가 불가능하게 되며 해당 BTS 는 과도한 잡음이 유입되어 통화품질에 심각한 문제를 유발하게 된다. 이와 같이 RF 중계시스템의 입력조건이 변동되는 경우 중계시스템 자체에서 그 변동 값을 측정하여 자동적으로 출력을 조정하는 기능을 AGC기능이라고 한다. 발진 신호 검출 RF중계시스템의 수신(donor)안테나와 송신(server)안테나는 충분히 isolation 을 유지하여야만 음영지역에 고품질의 이동통신서비스를 제공 가능하다. 그러 나 현장환경의 변화 등에 의하여 설치초기에 충분히 확보되었던 isolation값이 변동될 수 있다. 발진신호검출기능은 RF 중계시스템의 최대 시스템이득보다 isolation이 충분히 확보되었는지를 운용 중에 검출할 수 있는 기능이다. 자동 shut down RF 중계시스템의 수신(donor)안테나와 송신(server)안테나는 충분히 isolation 을 유지하여야만 음영지역에 안정적인 이동통신서비스를 제공 가능하지만, 현 장환경의 변화 등에 의하여 설치초기에 충분히 확보되었던 isolation값이 변동 되어 RF 중계시스템이 불안정한 상태로 될 수 있다. 이러한 경우에 BTS 측으 17

28 로의 영향을 최소화하기 위해서 해당 RF 중계시스템을 자동으로 power off하 는 기능을 말한다. 본 기능은 장비설치 시 및 운용 중 정전이 발생 시마다 발진 신호검출기능 과 같이 동작한 후 문제가 없는 경우 자동 소멸되는 기능이다 ICS 중계 시스템 기존의 RF 중계 시스템은 기지국 송신 신호 주파수와 이동국 수신 신호 주파 수가 서로 동일하기 때문에 중계 시스템으로부터 송신 안테나를 통하여 송신 된 신호가 중계 시스템의 수신 안테나를 통하여 다시 입력되는 feedback현상 이 발생한다. 이러한 feedback 현상은 중계 시스템이 불안정하게 동작할 수 있는 원인을 제공하게 되며 그로 인하여 중계 시스템은 발진현상이 발생하게 된다. G ( f) I 10( db) ( 1 ) opt 여기서 Gopt ( f ) 는 중계 시스템의 동작이득이며 ds 안테나와 송신안테나 사이의 isolation을 의미한다. ds I 는 중계 시스템의 수신 중계 시스템의 수신 안테나와 송신 안테나 사이의 isolation이 충분히 (동작 이득 +10dB) 확보되지 못한 경우 중계 시스템의 송신 안테나의 신호가 수신 안테나로 feedback 되는 현상이 발생하게 되는데 이러한 feedback신호는 발진 의 가장 중요한 원인들 중의 하나가 된다. ICS란 이러한 중요한 발진의 원인이 되는 feedback 신호를 기지국으로부터 수신된 신호와 구분하여 분석하고 그와 크기가 같고 위상이 180 다른 신호 를 자체적으로 발생하여 이를 제거하는 기능을 하는 시스템을 말한다. 중계 시스템의 수신 안테나와 입력 신호는 송신 안테나의 feedback 신호성 분과 기지국으로부터 수신된 신호 성분으로 구성되어 있으며 식(2)와 같이 나 타낼 수 있다. n R() t = r () t + r ( t t ) (2) BTS ifeedback i i= 1 여기서 r () t 는 BTS로부터 수신된 신호이며 두 번째 항은 feedback 된 신 BTS 호들의 총합이다. 18

29 그림 2.8 ICS 중계 시스템 대역 변환 중계 시스템 대역변환 중계시스템이란 서비스하고자 하는 음영지역이 7FA(10MHz)이하의 주파수를 사용하는 지역인 경우에 RF 중계시스템의 문제점인 isolation 확보문 제와 microwave 중계 시스템의 단점인 LOS(line of sight) 확보문제를 모두 해 결 가능한 방식으로 여분의 주파수 대역을 링크용 주파수(대역)으로 사용하는 방식이다. 대역변환 중계시스템에서는 M/W 중계시스템과 동일하게 donor unit과 remote unit으로 구성되어 있지만, 링크용 주파수(대역)가 RF대역이라는 것만이 차이가 있는 방식이다. 그림[5]은 설치운용중인 대역변환 중계시스템을 나타내고 있다. 여기서 f1/f2 는 서비스 중인 주파수대역인 1840~1850MHz(1750~1760MHz)이고 f3/f4는 링 크용 주파수(대역)으로서 1850~1860MHz(1760~1770MHz)이다. Donor unit의 송수신안테나간의 isolation은 일반적으로 80dB이상이 쉽게 확보가능하며 시스 템자체에서 확보된 30dB이상의 주파수대역에 의한 isolation과 합산하여 발진 현상은 거의 발생하지 않는 것을 그 특징으로 하고 있다. 또한 Remote unit에 는 time diversity 기법을 이용한 제한적인 diversity기능을 추가함으로써 이동 국에서의 과도한 송신출력에 관한 문제점으로 부분적으로 보완하였다. 19

30 그림 2.9 대역 변환 중계 시스템 대역변환 중계시스템은 다음과 같은 기능을 필수적으로 구비하여야 하며 현 장에서는 운용자가 사용여부를 결정할 수 있도록 모든 기능에는 사용여부를 결정하도록 하였다. Donor/Remote간 isolation check 기능 대역변환 중계시스템은 서비스에 사용하지 않는 링크용 주파수를 사용함으 로써 donor unit 및 remote unit 자체에서는 불안정하게 동작할 수 있는 경우 가 거의 발생하지 않는다. 그러나 remote unit의 송신(server)안테나와 donor unit의 수신(donor)안테나 사이의 isolation은 충분히 유지하여야만 고품질의 이동통신 서비스를 제공 가능하다. 현장에서 장비설치 시에 donor unit과 remote unit 사이의 isolation을 확인하고자 하는 경우 본 기능을 이용하여 측 정할 수 있다. 권고하는 isolation값은 110dB 이상이 확보되어야 하며 그 이상 의 값이 확보되지 않는 경우에는 대역변환 중계시스템의 설치운용은 재고할 필요가 있다. Donor AGC 기능 BTS의 최적화, 신설 및 이설 시에 대역변환 중계시스템 수신(donor)안테나의 입력레벨은 심하게 변동하게 된다. RF 중계시스템에 신호를 공급하던 BTS의 송신안테나 방향이 다른 곳을 향하게 되거나 해당 BTS를 다른 지역으로 이설 하는 경우 대역변환 중계시스템의 수신(donor)안테나 입력레벨은 기존에 비해 20

31 서 낮아지게 된다. 그 결과 remote unit의 출력도 같이 낮아짐으로 해서 대역 변환 중계시스템이 서비스하고 있는 해당 음영지역에는 새로운 음영지역이 발 생할 수 있다. 또 다른 경우에는 대역변환 중계시스템 수신(donor)안테나와 인 접한 지역에 신규 BTS가 신설되는 경우 또는 최적화로 인하여 BTS 송신안테나 의 방향이 대역변환 중계시스템 수신(donor)안테나의 방향과 잘 일치하게 되 는 경우에는 기존에 비해서 대역변환 중계시스템의 수신(donor)안테나의 입력 레벨이 높아지게 된다. 그 결과 중계시스템의 출력은 과 출력상태로 포화되어 정상적인 서비스가 불가능하게 되며 해당 BTS는 과도한 잡음이 유입되어 통화 품질에 심각한 문제를 유발하게 된다. 이와 같이 대역변환 중계시스템의 입력조건이 변동되는 경우 donor unit 자 체에서 그 변동 값을 측정하여 자동적으로 출력을 조정하는 기능을 AGC 기능 이라고 한다. Donor/remote 링크구간 AGC기능 대역변환 중계시스템의 링크구간에 새로운 건물이 생긴다든지 하는 경우에 는 링크구간손실이 변동하게 된다. 또는 기존에 존재하던 장애물이 제거된 경 우에도 링크구간 손실의 변동이 발생한다. 이러한 링크구간 자체에 경로손실의 변동이 있을만한 일이 발생하였는지를 확인하여 링크구간 손실을 보상하는 기 능이 대역변환 중계시스템의 donor unit과 remote unit 사이의 링크구간 AGC 기능이다. 이 기능은 donor unit 자체에서는 AGC를 통해서 출력을 송신하기 때문에 remote unit의 입력이 낮아지는 경우 경로손실의 변동여부를 확인하여 경로상 의 손실변동이 없는 경우에는 BTS의 출력에 순간적인 장애로 판단하여 별도의 조치를 취하지 않고 경로손실의 변동이 발생할 수 있는 원인이 있는 경우에만 조치를 취함으로써 음영지역에 고품질의 이동통신서비스를 제공할 수 있게 하 는 기능이다. Time diversity 기능 대역변환 중계시스템 서비스지역내의 이동국의 송신출력을 낮게 함으로써 이동국 battery 사용시간을 연장함과 동시에 무선네트워크 자원의 충분한 활용 21

32 을 가능하도록 하기 위하여 기존의 space diversity 대비 그 성능은 2~3dB 열 악하지만 diversity 이득이 1~ 4dB까지 제공 가능한 기능을 사용한다. 22

33 3. 관련 기술의 고찰 3.1. CPICH PN code 그림 3.1 CDMA/WCDMA의 PN 코드 PN (Pseudorandom Noise) 코드(또는 Maximal-Length PN Sequence)는 random number의 특성을 가지는 코드이다. Random number는 코드 생성에서 특정 시점에 상호간 correlation이 거의 없는 코드를 말한다. 즉 코드내에서 서 로간 닮은 점이 없기 때문에 잡음처럼 보이는 코드이다. PN코드는 이러한 특징으로 pseudo random sequence라고도 불리며, 하나 23

34 의 physical ch상에 확산 용도 또는 전방향 채널에서 walsh code를 이용하여 logical channel을 구분하는 용도 등으로 사용된다. 한편 short PN code는 logical channel 구분과 더불어 대역 확산이나 역확산 용도로 사용되며 long PN code는 음성 또는 데이터 암호화에 사용한다. 동기식에서는 기지국/섹터 구분용으로 short PN코드를 역방향으로 단말기를 구분할때는 long PN code를 사용하였다. 비동기식에서는 decimated Gold code를 사용하여 기지국/섹터를 굽낳고 단말기를 구분할 때는 long scramble code (또는 short scramble code)를 사용한다. 표 3-1는 동기와 비동기에서 사용하고 있는 코드를 정리해 놓은 것이다. CDMA 시스템에서의 동기와 비동기의 의미는 모든 기지국이 GPS의 정밀한 시간정보를 이용하여 시간적으로 동기를 유지하느냐 안하느냐의 차이를 의미 한다. 기지국간 동기를 유지한다는 의미는 모든 기지국에 동일한 PN코드를 서 로 위상만 지연시켜 (PN offset) 마치 다른 PN 코드처럼 사용할 수 있다는 의 미이며, 비동기 방식의 의미는 모든 기지국들이 동일한 PN코드를 위상만 지연 시켜 사용하는 방식이 아닌 별개의 PN코드를 각각 사용한다는 근본적인 차이 점을 의미한다. 따라서 동기 방식을 탈피하기 위해서는 각각의 기지국에 다른 PN코드를 할 당하여야 함과 PN 코드에 대한 기술적 배경이 좀더 복잡하여진다는 점도 필 연적으로 발생하게 된다. 이와 같은 이유로 인하여 비동기 방식에서는 상호상관 특성과 자기 상관 특 성이 우수하면서도 많은 개수의 코드를 발생시킬 수 있는 코드가 필요하게 되 어 Gold 코드와 Kasami계열의 코드가 사용되게 된다. 24

35 기지국 구분 구분 수 CDMA 2000 동일한 PN code의 다른 PN offset 512개의 PN offset WCDMA 각기 다른 Primary Scramble Code 512개의 primary scramble code 7680개의 secondary scramble code 초기 동 기 핸드오 프 기준 기지국내 채널 구 분 기지국 구분 코 드 단말기 구분 512개 PN offset에 대한 순차적 검색 Pilot ch Ec/Io Voice SF64 walsh code Data SF 4~64 walsh code Short PN code Mcps 32768chips (26.666msec) Long PN code 1) P-SCH로 슬롯 동기 2) S-SCH로부터 코드 그룹 (8개의 Pri scramble code) 정보 추출 3)해당 코드 그룹의 8개 Pri_scramble code 모두 검색 Primary CPICH Ec/Io Voice SF 128 channelization code (walsh code) Data SF4 ~256 channelization code Decimated Gold code 3.84 Mcps chips(10 msec) Long scramble code (또는 short scramble code) 표 3.1 동기와 비동기 시스템의 코드 25

36 CPICH(공통 파일럿 채널)의 역할 공통 파일럿 채널은 기지국별로 지정된 일차 혼합 코드(primary scrambling code)로 혼합된 비변조 코드채널이다. CPICH의 기능은 단말기에서 지정 채널에 대한 채널 추정을 도와주며, 지정 채널과 연관되어 있지 않거나 적응 안테나가 적용되지 않았을 때의 공통 채널에 대한 채널 추정 기준을 제공하는 것이다. UTRAN에서는 일차 및 이차 두 종류의 공통 파일럿 채널이 존재한다. 일차 CPICH는 항상 코드 트리상에서 고정된 위치의 채널화 코드와 일차 혼합 코드 로 구성되며 기지국 또는 섹터당 한 개의 코드만이 존재한다. 이차 CPICH는 256칩 주기의 임의의 채널화 코드와 이차 혼합 코드로 구성될 수 있으며, 통화 량이 집중되는 특정 지역에 대한 협대역 안테나 빔을 형성할 수 있도록 하여 준다. 일차 CPICH의 주요한 역할은 핸드오버와 셀의 선택 및 재 선택 등의 측정 기 준이 된다는 점으로서, 단말기에서 CPICH 측정 값을 이용하여 CPICH출력을 조 절하면 셀간의 부하를 조정할 수 있다. 즉 CPICH의 출력을 감소시키면 셀 내 단말기의 일부를 다른 셀로 핸드오버 시키게 되며, 출력을 늘이게 되면 자기 셀 로 끌어 들이게 되어 자신의 셀로 접속할 수 있도록 하여준다. 그림 3.2 beam forming을 통한 개선 방법 in Release 6 26

37 그림 3.3 CPICH의 채널 구조 CPICH는 어떠한 상위 계층의 정보도 전송하지 않으며, 매핑된 전송 채널도 존재하지 않는다. 확산 계수는 항상 256을 사용하며, 기지국에서 송신 다이버 시티 기법을 사용시에는 두 개의 안테나를 통하여 전송이 이루어 진다. 이와 같은 다이버시티를 위하여는 다이버시티 CPICH라 불리는 단순한 변조 패턴에 의하여 두개의 안테나로 신호가 분리되어 송신된다. 이 다이버시티 파일럿 신 호는 개루프 또는 폐루프 송신 다이버시티 기법에 의하여 사용된다. 27

38 3.2. CPICH interference cancellation 개요 그림 3.4 실제적인 기지국의 RF 파워 할당 그림3.4에서 알 수 있듯이 실제 이동통신 사업자에서 운용되고 있는 CPICH 은 기지국의 최대 파워의 10% 비율로 항상 출력되고 있다. CPICH의 가장 큰 역할은 기지국을 식별하고 타 채널의 reference 신호 역할 을 하는 것이다. 표 3.1에서 알 수 있듯이 WCDMA/CDMA에서든 PN 코드를 식별하지 못하면 기지국을 식별할 수가 없어서 시스템에 ACCESS가 불가능하 다. 이 기지국 식별 code를 전송 하는 것이 바로 CPICH(공통 파일럿 채널)이다. CPICH interference를 줄인다는 것의 기본적인 생각은 같은 기지국과 다른 기지국의 CPICH와 연관된 MAI(multiple access interference)의 영향을 적어도 줄이거나 제거한다는 것이다. 조금 더 간단히 얘기하면 간섭으로 작용하는 다른 기지국 신호의 파워 중 그 기지국의 최대 출력의 10%에 해당하는 파워로 서비스 되고 있는 CPICH의 간섭을 제거한다는 의미이다. 28

39 단말기에서의 CPICH interference cancellation WCDMA/CDMA 네트워크에서 capacity의 향상을 위해 CPICH interference cancellation에 관한 연구가 상당히 진행되어 온 것은 사실이다. 실제로 3GPP 에서는 3GPP TR 에서 공식적으로 단말에서의 CPICH interference cancellation에 관한 기술적인 검토를 시행하였었다. 그림 3.5 단말에서 CPICH 간섭 제거의 예 본 절에서는 단말 쪽에서 진행되어온 CPICH interference cancellation에 관 해 자세히 알아보고자 한다 Capacity gain 단말에서 수신된 전체 interference 수식(1)과 같다. M Itot = ( TxPi, CCH βα i itxpi, CPICH + tottxpi, UE ) Li (1) i= 1 M은 섹터들의 수를 나타내고 βi 와 αi 은 섹터 i의 cancellation factor이다. 29

40 둘 다 0과 1사이의 값을 가진다. TxPiCPICH, 는 섹터 i의 CPICH 파워이고 tottxpiue, 는 섹터i의 전체 사용자 파워이다. Li 는 단말과 섹터 i 사이의 경 로손실이다. 단말에서의 SIR (signal to interference ratio)는 식(2)와 같다. SIR = M GTxP p i, UE i ( βα ) I + ( ο 1) TxP TxP + tottxp L i= 1 tot i, CCH i i i, CPICH i, UE i L (2) 식(2)에서 M은 active set 섹터들의 수를 말하고 ο 는 orthogonality factor 이고 TxPiUE, 는 섹터 i에서의 사용자 파워이다. G p 는 processing gain을 말한다. 다른 변수들은 식 (1)에서와 같다. 본 논문에서 식(1)과 식(2)는 표현상에서 다소 변형이 이루어지지만 앞으로 수식전개나 시뮬레이션을 할 때 가장 중요한 수식들이다. [1]에서는 capacity gain을 식(3)과 같이 예측한다. 1 P CPICH Capacity gain r = 1 r PMAX..(3) 기존의 WCDMA/CDMA 네트워크에 CPICH cancellation을 적용한 단말만이 존재한다면 식(3)과 같은 최소한의 gain을 가지면서 네트워크의 capacity를 증 가시킨다. 또한 CPICH cancellation에 최적화된 네트워크는 soft h/o시에 (기존 RAKE 네트워크대비)소수의 단말들만 가지게 된다. 이로 인해 soft h/o시 요구 되어지는 기지국과 bsc사이의 부하를 줄여줌으로써 network infrastructure cost 를 절감 할 수 있게 된다. CPICH cancellation을 함으로써 발생하는 네트워크 capacity gain은 다음 두 가지 현상의 조합으로 설명될 수 있다. i) 단말마다 지정된 파워의 감소 ii) interference replacement 30

41 그림 3.6 Cancellation efficiency에 따른 Capacity gain의 변화 모든 기지국들이 100%파워로 전송하고 있는 곳에 로딩된 CPICH cancellation이 없는 가상의 네트워크를 가정 해보자. 이 경우 CPICH로 인한 전체 간섭의 비율은 r이다. 단말에서 CPICH interference를 제거하면 단말의 SIR을 1/(1-r)만큼 증가시킨다. 그러므로 단말마다 전용 파워의 감소로 여유가 생긴 파워는 다른 추가적인 단말들에서 즉시 소비된다. 이것은 1/(1-r)의 capacity gain을 의미한다. 그러나 섹터간 load variation때문에 모든 섹터들이 100%의 파워로 전송하고 있는 경우는 결코 없다. 그러므로 전체 간섭 중 CPICH의 비율은 실제론 r보다 더 크게 된다. 1/(1-r)은 잠재적인 이득의 가장 낮은 값이다. Interference replacement는 전용 파워의 감소 없이 capacity gain을 설명하 31

42 는 다른 증명이다. 이 증명은 기지국들은 일반적으로 load variation때문에 100% 보다 적은 파워에서 동작하고 그래서 추가적인 단말을 지원할 여유분의 파워 가 있다. 이것은 CPICH interference를 단말에 보이지 않게 함으로써 이 interference는 traffic interference로 바뀔 수 있다. 그림 3.7 동기식 pilot cancellation receiver 위의 그림은 동기식 cdma에서 제안된 Pilot ch cancellation receiver의 구조이 다 32

43 4. 공통 파일럿 채널 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 본 장에서는 기존의 인빌딩 RF 중계시스템의 문제점을 개선하여 WCDMA시 스템의 성능 및 용량 향상을 위해 제안된 인 빌딩 CPICH(공통파일럿 채널) 간섭 제거 RF 중계시스템에 관하여 알아보고자 한다 인 빌딩 RF 중계 시스템 그림 4.1 인빌딩 RF 중계 시스템의 PN pollution 도심 지역의 고층 빌딩과 지하공간의 상업공간 개발로 인해 많은 가입자들이 건물 안에서 생활하면서 많은 call들이 건물 내에서 발생하고 있다. 33

44 그러나 옥외에서의 기지국이나 중계기로만 건물 안을 서비스하기가 거의 불 가능하다. 그래서 이동통신 사업자들은 인 빌딩 서비스를 위해 전용의 중계기 나 기지국을 설치하고 있다. 그 중 가격이 저렴하고 설치 및 유지보수가 편리 한 인 빌딩 RF 중계기가 보편적으로 설치되고 있다. 그림 4.2 입력 안테나 위치에서의 PN pollution 측정 인빌딩 RF 중계기는 입력을 RF로 받기 때문에 도심지에서 line of sight 확보 와 shadowing을 피하기 위해 입력(donor)안테나를 설치가 필요한 건물의 옥상 에 설치한다. 그림 4.2에서도 볼 수 있듯이 도심지역의 옥상은 기지국 밀집도 가 높고 상대적으로 높은 위치에 있어서 여러 개의 PN code를 동시에 수신하 는 PN pollution 지역이 대부분이다. 문제는 이런 입력안테나에서의 전파환경이 그대로 필터링 없이 service 지역 으로 증폭되어 서비스 한다는 것이다. PN pollution지역에서는 단말기가 잦은 handoff를 수행하여 통화 중 음질이 나빠지거나 기지국과 연결이 끊어질 수 있다. 34

45 PN pollution지역은 하나의 단말기에 보통 대등한 전파세기로 10개 이상이 수신되는 지역이다. 이 지역에서는 단말기가 잦은 handoff를 수행하게 되어 통 화 중에 음질이 나빠지거나 통화가 끊어지게 된다. 그리고 단말기가 대기 중일 때는 호출명령을 수신하지 못하여 전화를 받을 수 없게 된다. PN pollution의 영향으로 인해 인 빌딩 RF 중계시스템은 서비스 지역에 좋 은 품질의 서비스를 제공할 수 없어서 설치의 제한을 받게 된다. 아니면 서비 스 품질의 열화를 각오하고서라도 설치 될 수도 있다. 설치의 제한을 받는 지 역은 광 중계기 시스템으로 교체하거나 다른 solution 방법으로 대체 된다. PN pollution의 영향으로 빈번한 soft H/O가 일어나게 된다. 한 명의 가입자 를 서비스하기 여러 cell의 RF power와 code 자원을 점유하는 것은 기지국 입 장에서 보면 일단 파워와 capacity의 낭비라고 생각할 수 밖에 없다. 단말이 PN pollution에 노출된다는 것은 시스템에 access하여 in traffic 상태 가 되었을 때 다수의 기지국의 capacity를 갉아 먹고 있다는 것을 의미한다. 서비스 사업자 입장에서는 네트워크의 capacity 와 QoS 증대를 위해 PN pollution지역을 제거하는데 온 힘을 쏟고 있다. 결국 인 빌딩 RF 중계시스템의 경우에서도 PN pollution을 제거할 수만 있 다면Capacity & Cost & QoS의 세 마리 토끼를 잡을 수 있다. 이에 본 논문에서 인 빌딩 RF 중계 시스템에 PN pollution을 제거하여 best cell을 dominant PN으로 설정하여 서비스 할 수 있는 중계시스템을 제안한다. 35

46 4.2. CPICH(공통 파일럿 채널) 간섭제거를 적용한 인 빌딩 RF 중계 시스템 그림 4.3 제안된 CPICH 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 기존의 인 빌딩 RF 중계 시스템의 donor ant에서의 PN pollution으로 인한 QoS, Capacity 감쇄 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 그림 4.3과 같이 CPICH 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계시스템을 제안한다. 제안된 본 중계 시스템은 3.2절에서 살펴본 CPICH 간섭 제거 기술을 적용분 야를 넓혀 인 빌딩 RF 중계 시스템에 적용한 것이다. 이 제안된 중계 시스템 은 입력 안테나에서의 multi PN pollution환경으로 인해 서비스 지역의 가입자 까지 pollution에 노출 되어 발생하는 QoS와 capacity의 저하문제를 해결하고 자 하였다. 실제로 CPICH 간섭 제거 기술을 인 빌딩에 적용하면 그림 4.4와 같이 동작한다. 자기 기지국 신호 외엔 간섭으로 작용하는 WCDMA 시스템에 서 단말이 다른 기지국의 신호를 detect하지 못하게 하여 H/O상태를 아예 만 들지 않는 다는 것이다. 앞에서 살펴 보았던 단말에서의 CPICH 간섭제거기능은 모든 processing 자 체를 단말에서 수행하게 되어 신호처리의 복잡성이 증가하고 빠른 이동을 할 경우에 간섭제거 기능으로 H/O가 잘 안될 수 있다. 그리고 cancellation efficiency도 떨어진다. 36

47 그림 4.4 제안된 CPICH 인 빌딩 간섭 제거 중계 시스템의 동작 37

48 표 4.1 단말과 중계 시스템에서의 CPICH 간섭제거 방식의 비교 38

49 그러나 중계기에서는 보다 더 안정적으로 cancellation을 할 수 있으며 donor ant의 위치는 고정되어 있어 채널 환경의 변화는 단말의 적용 경우에 비해 훨씬 적다. 표 4.1은 두 가지 type의 CPICH cancellation을 비교 분석해 놓은 표이다. 단말에서의 CPICH cancellation의 경우 3GPP에서 표준 SPEC으로 채택되진 않았지만 3GPP에서 technical report를 작성하여 기술적인 검증을 이미 거친 기술이다. 본 논문은 이런 검증을 거친 안정된 cancellation scheme을 중계기에 적용하 였을 경우 전체 네트워크에서 어떤 성능과 이득을 가지는 지를 분석하였다. 궁극적으로 capacity, cost, QoS 이 세 마리의 토끼를 다 잡으려고 한다. 39

50 5. 성능 평가 본 장에서는 제안된 인 빌딩 공통 파일럿 채널 간섭 제거 중계 시스템을 WCDMA 네트워크에 적용하였을 경우 네트워크의 성능을 Capacity gain과 outage의 관점에서 분석하고 시뮬레이션 하였다 Capacity gain Numerical analysis 그림 5.1 시스템 모델 (capacity gain) Capacity gain에 관해 numerical analysis를 하기 위한 시스템 모델은 그림 5.1을 사용하였다. 중계기의 위치는 위의 그림처럼 기지국위치의 수평선으로부 터 60 의 각을 가지고 기지국과의 거리 d는 0.1R에서 1R까지 변화시키면서 capacity gain을 분석하였다. 기지국 background load calls(only BTS coverage calls)의 위치는 본 논문에서 채택한 path loss model의 최대 경로손실보다 6dB 40

51 가 적은 위치에 균일하게 분포한다고 가정하였다. 이는 uniform 분포를 가지는 경우와 동일하다. Capacity gain의 analysis는 downlink pole equation[7]을 기반으로 하여 link budget에 repeater equation을 사용함으로써 분석하였다. Capacity gain 및 outage에 사용된 중계기( normal, cancellation), background load call 에 대한 link budget 은 그림 5.2, 5.3 과 같다. 중계기의 서비스 지역은 지하 쇼핑몰이나 영화관, 사무실 같은 외부 공간과는 isolated 된 곳으로 가정하고 analysis와 simulation을 시행하였다. 41

52 그림 5.2 background load call의 link budget 42

53 그림 5.3 중계기의 link budget 43

54 인 빌딩 RF 중계 시스템 본 절에서는 Common pilot channel interference cancellation을 적용하지 않 은 일반적인 RF 중계기의 capacity gain을 구하고자 한다. 기본적으로 중계기와 background load call에 사용한 link budget은 그림 5.2,5.3과 같다. 먼저 각각의 링크에 대해 downlink에 필요한 (E b /N o ) req 는 다음과 같다. E W PG = + + b i m, s Q No R req P tot, s G m, s ( 1 α ) P tot, n G m, n P N, m _ rep n= 1, n s ( 4 ) : (E b /N o ) req 는 시스템, 제공되는 서비스 type에 따라 다르며, voice의 경우엔 7dB를 사용한다. P tot,s 는 serving 기지국의 전체 파워 P tot,n 는 neighbor기지국 의 전체 파워를 나타내며 실제 기지국의 최대 파워에 실제 운용되고 있는 파 워 즉 loading factor를 곱한. G m,s 는 serving기지국에서 중계기 서비스 커버리 지 안의 단말까지의 경로이득이다. G m,n 는 neighbor기지국에서 중계기 서비스 커버리지 안의 단말까지의 경로이득이다. P N,m_rep 는 중계기 서비스 커버리지내 의 단말에서의 thermal noise power를 말한다. 이 때 P N,m_rep 는 단말 자체내의 thermal noise power와 중계기를 통해 영향을 받는 thermal noise term을 다 고려하였다. 위의 수식(4)를 P i 에 관해서 정리를 하면 다음과 같다. E b N P P P R Q o req mn, N, m _ rep i = (1 ) tot, s tot, n W α + + n= 1, n sgms, Gms, G P (5) 식(5)에서 P i 란 링크 i를 위해 요구되어지는 traffic ch power를 나타낸다. 여기서 P tot,s =P tot,n 하면 전체 기지국 파워 P tot,s 는 다음과 같이 구할 수 있다. 44

55 E b normal normal Nrep N rep Q N o req Gmn, Pi + PCCH = Ptot, s (1 α ) + W i= 1 i= 1 n= 1, n sgms, P R ν E b normal N rep N o req Nm, _ rep PCCH W i= 1 G ms, + P + R ν...(6) 식 (6)에서 N normal rep 은 기지국에서 cancellation을 하지 않은 일반 인빌딩 RF 중계기내에 있는 단말들에게 할당할 수 있는 최대 링크 수를 말한다. 즉 기지 국 내에서 가용할 수 있는 traffic power가 있는데 이것으로 얼마만큼의 traffic ch 수를 지원할 수 있는 지를 나타낸다. 식(6)을 P tot,s 에 관해서 풀면 식(7)과 같이 나타낼 수 있다. P tot, s E b normal N rep N o PCCH + PN, m _ rep W i= 1 G = R E b normal ν N rep N 1 (1 α ) + W R req ms, G Q o req mn, G i= 1 n= 1, n s ms, ν..(7) 식(7)은 기지국의 전체 파워를 나타낸 수식이다. 우리가 구하고자 하는 것은 바로 call의 수에 따라 값이 바뀐다. N normal rep 이다. 이 값은 기지국의 Backload 45

56 N Normal rep Ptot, s PCCH = Eb ν Q N o req G P mn, N, m _ rep Ptot, s ( 1 ) Ptot, s W α + + n= 1, n sgms, Gms, R 기지국에서 할당할 수 있는 전체 트래픽 채널 파워 = E b 링크마다 를 만족시키기 위해 필요한 트래픽 채널 파워 N o req (8) Noraml 중계기의 capacity는 식(8)과 구할 수 있다 공통파일럿 채널 간섭 제거 인 빌딩 RF 중계 시스템 제안한 CPICH interference cancellation에서 normal repeater와 다른 것은 각 링크마다 요구되어지는 트래픽 채널 파워가 cancellation factor에 의해서 작아 진다는 것이다. 이렇게 해서 남은 파워는 다른 단말을 지원할 수 있기 때문에 capacity gain이 발생한다. 식(8)을 cancellation repeater에 적용하면 식(9)와 같이 나타낼 수 있다. N Cancel rep = Eb N P tot, s P CCH Q o req mn, N, m_ rep Ptot, s, W + + n= 1, n sgms, Gms, R ν ( 1 α ) ( Pto ts β PCPICH ) G P..(9) 식(9)에서 알 수 있듯이 간섭으로 작용하는 네이버 기지국들의 전체 파워에 서 CPICH 파워만큼 감소한다는 것을 알 수 있다. 이는 cancellation efficiency 와 CPICH의 파워의 양에 따라 달라진다. 46

57 Background load call N Background BTS Ptot, s PCCH = Eb ν N G N Q o req m _ back, n m Ptot, s ( 1 ) Ptot, s W α + + n= 1, n sgm _ back, s Gm _ back, s R (10) 기지국 커버리지 내에 있는 background load call의 최대 수용 가능한 수는 G 식(10)에 나타난다. m_ back, n은 네이버 기지국에서 기지국 커버리지 내에 있는 background load call과의 경로이득을 말한다. m _ back, s 은 serving 기지국에서 기지국 커버리지 내에 있는 background load call과의 경로이득을 말한다. G Normalized network capacity gain 식(8),(9),(10)을 통하여 CPICH interference cancellation repeater를 설치했을 때 의 전체 네트워크에서의 capacity gain을 구하면 식 (11)과 같다. Capacity Gain = N N Cancel rep Normal rep + N + N Background BTS Background BTS (11) 중계기의 load와 기지국의 load를 동시에 고려하였다. 47

58 5.1.2 시뮬레이션 결과 지금까지 numerical analysis를 통해 식(11)같이 network capacity gain을 구 하였다. 이번 절에서는 식(11)을 이용하여 네트워크 시스템 파라메터와 중계기의 위 치, 기지국의 load, CPICH의 파워, 기지국의 load에 따라 capacity gain이 변화 하는 지를 살펴보고 자 한다. 시뮬레이션의 환경은 다음페이지의 [표 5.1]에 잘 나타나 있다. 이것을 토대 로 시뮬레이션 파라메터를 설정하여 시현하였다. 시스템 모델은 그림5.1에서 사용한 모델을 그대로 사용하였다. 그림 5.4 ~ 5.11에서 볼 수 있듯이 orthogonal factor, cancellation efficiency, loading factor, CPICH의 파워, 중계기의 위치, 기지국의 부하의 변화에 따른 normalized network capacity gain의 변화를 살펴 보았다. 48

59 Parameter Value Carrier freq 2 GHz ( E b /N o ) req 7 db Processing gain 3.84 MHz Cell radius 0.5 Km Cell layout Hexagonal grid, omni, 2 tier Node-B ant gain 16 db Path loss model log 10 R Log normal fade standard 10 db deviation MS ant gain 0 dbi Repeater Noise figure 7 db MS noise figure 5 db BTS Tx power 43 dbm(20w) Repeater donor ant gain 7 dbi Repeater service ant gain 0 dbi Cancellation efficiency 1 Path gain between repeater service ant and MS 69.8 db BTS cable loss 3 db Repeater cable loss between donor ant and repeater 3dB Cable loss between repeater and repeater service ant 40dB Repeater Tx power 35 dbm Power control Perfect PC Thermal noise density -174dBm/Hz [표5.1] 시뮬레이션 환경 49

60 그림 5.4 중계기의 위치와 orthogonal factor에 따른 capacity gain의 변화 50

61 그림 5.5 중계기의 위치와 orthogonal factor, 기지국의 부하에 변화에 따른 capacity gain 변화 51

62 그림 5.6 중계기의 위치와 cancellation efficiency의 변화에 따른 capacity gain의 변화 52

63 그림 5.7 중계기의 위치와 cancellation efficiency, 기지국 부하의 변화에 capacity gain 변화 53

64 그림 5.8 중계기의 위치와 CPICH의 파워 변화에 따른 capacity gain 변화 54

65 그림 5.9 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국 부하의 변화에 따른 capacity gain의 변화 55

66 그림 5.10 중계기의 위치와 기지국 loading의 변화에 따른 capacity gain 변화 56

67 그림 5.11 중계기의 위치와 기지국 loading, 기지국의 부하의 변화에 따른 capacity gain 변화 57

68 5.2 Outage CPICH interference cancellation을 적용한 인 빌딩 RF 중계 시스템을 네트워 크에 설치하였을 경우 Outage는 얼마나 개선이 이루어지는지 이번 절에서 시 뮬레이션을 통해 확인해 보고자 한다. Simulation model은 그림5.12와 같다. Capacity gain에서와 다른 점은 outage는 확률을 사용하기 때문에 background load call과 중계기 call의 생성 은 poisson distribution을 따른다. 그림 5.12 시스템 모델 (outage) Outage가 발생할 조건은 다음과 같다. Normal 인 빌딩 RF 중계 시스템이 설치된 경우 P < P + P..(12) bts background load normal _ rep traffic traffic traffic Background load calls에서 요구되어지는 트래픽 파워와 normal 중계기의 58

69 단말들에서 요구되어지는 파워의 합이 실제 기지국에서 할당할 수 있는 트래 픽 파워보다 클 때 outage가 발생한다. CPICH interference cancellation in-building RF repeater system이 설치된 경우 P < P + P.(13) bts background load cancel _ rep traffic traffic traffic Background load call들에서 요구되어지는 트래픽 파워와 CPICH interference cancellation 중계기의 단말들에서 요구되어지는 파워의 합이 실제 기지국에서 할당할 수 있는 트래픽 파워보다 클 때 outage가 발생한다. 시뮬레이션 환경은 capacity gain에서 사용한 환경과 동일하며 다른점은 background load call과 중계기 내에서의 call들이 poisson분포를 따르고, background load call의 경우엔 poisson분포를 따르면서 셀 내에 random하게 분포한다는 것이다. 본 시뮬레이션은 네트워크 시스템 파라메터와 중계기의 위치, 기지국의 load, CPICH의 파워, 기지국의 load에 따라 outage가 얼마나 개선되는지를 살펴보았 다. 59

70 5.2.1 시뮬레이션 결과 그림 5.13 중계기의 위치가 0.9R일 때 기지국의 부하와 cancellation efficiency 에 따른 outage의 개선 60

71 그림 5.14 중계기의 위치와 cancellation efficiency, 기지국 부하의 변화에 따른 Outage의 변화 61

72 그림 5.15 중계기의 위치가 0.9R일 때 기지국의 부하와 CPICH의 파워 변화에 따른 outage의 개선 62

73 그림 5.16 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국의 부하의 변화에 따른 Outage의 변화 63

74 그림 5.17 중계기의 위치가 0.9R일 때 기지국의 부하와 loading에 따른 outage의 개선 64

75 그림 5.18 중계기의 위치와 CPICH의 파워, 기지국 부하, loading의 변화에 따른 outage의 변화 65

76 6. 결 론 광고 copy에서도 나오듯 이제 우리나라를 비롯하여 세계 전 지역의 이동통 신시스템은 WCDMA로 급격하게 바뀌어 가고 있다. 이동통신 시스템의 진화에 발맞춰 그만큼 더 고객의 품질, 서비스와 고속데이터에 관한 요구조건은 더 높 아져만 간다. 특히 현대 사회의 인간이 머무르는 공간은 갈수록 고층화, 대형화, 지하화 되면서 옥외 기지국이나 중계기에서 고객이 원하는 이동통신 서비스를 제공하 기는 상당히 어렵다. 그래서 이동통신 사업자들은 인 빌딩 전용의 기지국이나 중계기를 설치하게 된다. 그 중 값이 싸고 설치가 편리한 인 빌딩 RF 중계 시 스템의 설치는 가장 보편적인 솔루션으로 자리 잡고 있다. 본 논문에서는 기존의 인 빌딩 RF 중계 시스템의 서비스 모델과 문제점을 면밀히 분석하여 인 빌딩 RF 중계 시스템에서의 특수한 서비스 환경의 영향으 로 입력 안테나에서의 multi PN pollution effect가 네트워크의 capacity와 QoS 를 저하시키는 주요한 원인임을 알아내었다. 이에 입력 안테나에서의 PN pollution을 획기적으로 줄일 수 있는 CPICH interference cancellation 알고리즘을 적용한 새로운 인빌딩 RF 중계 시스템을 제안하였다. CPICH interference cancellation은 중계 시스템에서 인 빌딩 중계 시스템의 입력안테나로 인입되는 다른 기지국들의 CPICH를 cancel 시켜서 서비스 커버 리지에 있는 단말들이 아예 그 기지국들 신호자체를 detect를 하지 못한다는 개념이다. 이로 인해 빈번하게 일어나는 soft h/o와 idle h/o로 인해 발생하는 capcity 와 service quality 의 열화를 막을 뿐만 아니라 기존의 광중계 시스템이 설치 되는 지역에 대체적으로 설치가 가능하여 광 선로 임차비용을 비롯한 유지비 용의 감소가 기대된다. 66

77 참고 문헌 [1] J. S. Sadowsky, D. Yellin, and Y. Peters Capacity Gains from Pilot Cancellation in CDMA Networks, Wireless Communications and Networking, 2003 IEEE, Vol 2, pp.902~206, March 2003 [2] M. Rahman and P. Ernstrorm, Repeaters for Hotspot capacity in DS- CDMA Networks, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.53, No.3, pp ,May 2004 [3] S. Moshavi, D. Yellin, J. S. Shadowsky, Pilot Interference Cancellation Technology for CDMA Cellular Networks, IEEE Transaction on Vehicular Technology,Vol.54, No5, September 2005 [4] Feasibility Study on the Mitigation of the Effect of the Common Pilot Channel (CPICH) Interference at the UE(Release 5), 3GPP TR ,2002 [5] Mohammad N. Patwary, Predrag B. Rapajic, and Ian Oppermann, Capacity and Coverage Increase With Repeaters in UMTS Urban Cellular Mobile Communication Environment, IEEE Transactions on Communications, Vol.53, No.10,October 2005 [6] K.S. Gilhousen, I. M. Jacobs, R. Padovani, A. J. Viterbi, L.A.Weaver, C.E. Wheatley III, On the Capacity of a Cellular CDMA System, IEEE Transaction on Vehicular Technology, Vol.40, No 2, May 1991 [7] Sipila,K., Honkasalo, Z., Laiho-Steffens, J. and Wacker, A., Estimation of Capacity and Required Transmission Power of WCDMA Downlink Based on a Downlink Pole Equation, Proceedings of VTC 2000, spring

78 [8] H. Holma and A. Toskala, WCDMA for UMTS : Radio access for third generation mobile communications, Third edition, John Wiley & Sons, 2004 [9] H.Holma and A. Toskala, HSDPA/HSUPA for UMTS : High speed radio access for mobile communications, John Wiley & Sons, [10] Spreading and modulation (FDD), 3GPP TS v6.4.0, sept [11] Kimmo Hiltunen, Using RF Repeaters to Improve WCDMA Speech Coverage and Capacity Inside Buildings, VTC-2006 Fall. [12] Kimmo Hiltunen, Using RF Repeaters to Improve WCDMA HSDPA Coverage and Capacity Inside Buildings, the 17 th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2006 [13] 장 일순, 류득수, 오현서, 전형구, 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위 한 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법, 특 [14] Qualcomm Inc Repeaters for Indoor Coverage in CDMA Networks, white Paper [15] M. Garcia-Lozano, L. Alonso, F. Casadevall and S.Ruiz, Capacity and Coverage Tradeoff in WCDMA Environments with Repeaters Deployment, Wireless Personal Communications, vol.40, pp , 2007 [16] Qualcomm Inc, HSDPA Indoor Deployment Asepects, September 2006 [17] Mostafa M.El-Said, Anup Kumar and Adel S. Elmaghraby, Pilot Pollution interference cancellation in CDMA systems, Wireless Communications and mobile computing, vol.3, pp ,