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보영 빙
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1 Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan 김대중 1* 정광수 2 Study on coexistence through interference evaluation between 2.1GHz band and adjacent band for dvanced service Daejung KIM 1* Kwangsue Chung 2 1 Department of Electronics Communication Engineering, KwangWoon University, Seoul , Korea 2 Department of Electronics Communication Engineering, KwangWoon University, Seoul , Korea 요약 현재이동통신3사가보유한총주파수는 390MHz에이르지만 LTE 데이터트래픽의경우 1년기준으로약 6배가량증가하고있는상황에서폭증하는트래픽을감당하기위해서는좀더많은주파수확보가필요하다. 2.1GHz대역은주파수특성, 대역의연속성측면에서이동통신용주파수로이용할가치가있다. 본논문에서는 2.1GHz대역을 dvanced로활용하기위해인접지역과의양립을위한국제법규를분석하였다. 또한, 간섭평가를실시하고그결과값도출을통해인접대역과양립가능함을증명하였다. ABSTRACT Currently, the three major Korean mobile operators hold a total of 390MHz of bandwidth, but at the current data traffic increase of almost 6 times per year, more frequency bandwidth should be secured in order to meet the exploding data traffic in the future. It is believed that 2.1GHz frequency band is suitable for mobile communication in the light of frequency characteristics and continuity of the band. In this paper, we perform compliance analysis with the international radio regulation for coexistence with the adjacent region in order to use 2.1GHzband for dvanced. In addition, we verify that 2.1GHz band can coexist with the adjacent band by conducting an interference evaluation. 키워드 : dvanced, 2.1 GHz, 간섭평가, 양립성, 인접채널간섭전력비 Key word : dvanced, 2.1 GHz, Interference evaluation, Coexistence, Adjacent Channel Interference Power Ratio 접수일자 : 심사완료일자 : 게재확정일자 : * Corresponding Author Daejung KIM ( kdj@tta.or.kr, Tel: ) Department of Electronics Communication Engineering, KwangWoon University, Seoul , Korea Open Access print ISSN: online ISSN: This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License( by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright C The Korea Institute of Information and Communication Engineering.

Ⅰ. 서론 현재이동통신 3사가보유한총주파수는 390MHz에이르지만 LTE 데이터트래픽의경우 1년기준으로약 6 배가량증가하고있는상황에서폭증하는트래픽을감당하기위해서는좀더많은주파수확보가필요하다. 이동통신용으로의활용을위해고려중인다양한주파수대역중에서 2.1GHz대역은지상 IMT 또는위성 IMT 용으로사용할수있도록분배한대역이다. 2.1GHz은주파수특성, 대역의연속성측면에서이동통신용주파수로이용할가치가있다.

2 Ⅰ. 서론 현재이동통신 3사가보유한총주파수는 390MHz에이르지만 LTE 데이터트래픽의경우 1년기준으로약 6 배가량증가하고있는상황에서폭증하는트래픽을감당하기위해서는좀더많은주파수확보가필요하다. 이동통신용으로의활용을위해고려중인다양한주파수대역중에서 2.1GHz대역은지상 IMT 또는위성 IMT 용으로사용할수있도록분배한대역이다. 2.1GHz은주파수특성, 대역의연속성측면에서이동통신용주파수로이용할가치가있다. 하지만, 2.1GHz대역을이동통신용으로사용하기위해서는국제적규제에대한분석이필요하며인접대역과의양립여부를판단하여야한다.[1]. 본논문에서는 2.1GHz대역의 dvanced 활용을위하여국제법규분석을통하여인접지역양립을위한규제조건을파악하고양립방안을모색한다. 또한인접대역과의양립조건을시뮬레이션을통해분석한다. 본논문의구성은다음과같다. 2장에서는 2.1GHz 대역의이용현황및 dvanced 서비스용으로활용할경우에대한고려사항을기술하였고, 3장에서는국제법규분석을통한인접지역과의양립방안을모색하였다. 4장에서는인접대역과의양립가능성을간섭평가를통해판단하였으며, 마지막으로 5장에서는결론을맺었다. Ⅱ. 관련연구 GHz대역이용현황 2.1GHz대역은정확히 MHz및 MHz 대역을의미하며 1992년개최된 WRC(World Radio Conference) 에서지상 IMT 또는위성 IMT용으로사용할수있도록분배한대역이다. 그림 1은 2.1GHz대역및인접대역의이용현황을나타낸다. 이후본대역을이용, 2005년 12월미국은 2개사업자에게위성 IMT용으로심사, 할당하고위성을발사한바있다. 하지만이후모두파산하였고현재 Dish Network이위성을인수하여서비스하고있으나실적이저조한실정이다. 해법을통한서비스활성화를위해 FCC(Federal Communication Committee) 는 Dish Network이동대역을지상용과겸용할수있도록허가할것으로알려져있다. 그림 GHz대역현황 Fig GHz Band Status 또한유럽에서는 2008년 4월 DBSD, 2009년 7월 TerraStar가위성을발사한바있고 2009년 Solaris Mobile이위성을발사하였으나기기결함등으로인해아직까지서비스가정상궤도에오르지않았다. 이런상황을인식하여 EU(European Union) 는할당한주파수를회수하고지상망으로사용할것인지, 기존사업자에게계속사업을하도록할지에대해검토중인것으로알려져있다. 우리나라의경우, 2011년모바일광개토플랜 [2] 에따라본대역을 2013년까지단기이동통신용으로발표한바있다. 하지만국제표준연계문제, 인접국상황등을고려하고있어 2013년까지는활용방안이나오기어려울것으로보인다 GHz대역에서의 dvanced 서비스활용시고려사항표 1은 2013년 8월에실시된주파수경매결과를포함, 2013년 10월현재이동통신3사가보유한총주파수다. 이중주파수경매조건에따라 SKT 주파수중 1.8 GHz대역 20MHz폭은 6개월내반납예정이므로사실상총 390MHz이다. 그림2는 2013년 4월기준, 무선통신기술방식별트래픽추이를나타낸다. LTE 트래픽의경우 2012년 4월대비약 6배가량증가함을알수있다. 현재와같은추세가지속된다면표 1에나타난주파수만으로는폭증하는트래픽을대처하기에는힘들것으로예측된다. 상기상황을고려할때, 2.1GHz대역은주파수특성, 대역의연속성측면에서 dvanced와같은이동통신용으로유용한주파수이므로활용방안에대한분석이필요하다. 하지만, 2.1GHz대역을이동통신용으로사용하기위해서는두가지고려사항이있다. 첫째, 2.1GHz대역은 LTE와같은지상용으로의배타적사용권을주지않았기때문에국제적규제에대한분석이필요하다. 33

한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan. 2014 표 1. 이동통신 3 사주파수할당현황 Table. 1 3Mobile Operator's Frequency Status 구분 SKT KT LGU+ 계 800/900MHz 30MHz 30MHz 20MHz 80MHz 1.

3 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan 표 1. 이동통신 3 사주파수할당현황 Table. 1 3Mobile Operator's Frequency Status 구분 SKT KT LGU+ 계 800/900MHz 30MHz 30MHz 20MHz 80MHz 1.8GHz 55MHz ** 35MHz 20MHz 110MHz 2.1GHz 60MHz 40MHz 20MHz 120MHz 2.3GHz (WiBro) 30MHz 30MHz - 60MHz 2.5GHz 40MHz 40MHz 계 175MHz 135MHz 100MHz 410MHz 그림 2. 국내이동통신트래픽현황 Fig. 2 Mobile Traffic Status in Korea 상기상황을고려할때, 2.1GHz대역은주파수특성, 대역의연속성측면에서 dvanced와같은이동통신용으로유용한주파수이므로활용방안에대한분석이필요하다. 하지만, 2.1GHz대역을이동통신용으로사용하기위해서는두가지고려사항이있다. 첫째, 2.1GHz 대역은 LTE와같은지상용으로의배타적사용권을주지않았기때문에국제적규제에대한분석이필요하다. 둘째, 인접대역인 MHz 3GPP 밴드1 및 MHz TDD 3GPP 밴드34와양립조건을분석하여야한다. Ⅲ. 국제법규분석 3.1. 인접지역양립을위한규제조건주파수는전세계공통자원으로서주변국과혼, 간섭방지등을위해서특정용도로운용하기위해서는 ITU(International Telecommunication Union) 에등록을하여야한다. 본대역또한 dvanced 용으로운용하기위해서는지상망의송수신제원을포함하는문서를 ITU에제출하는행위인지상망국제등록이필요하다. 국제전파규칙 No A에따르면 2.1GHz대역을이용하는위성망은 No. 9.11A에따른위성망우주국과지상국간조정을수행하도록규정하고있다. 또한전파규칙 No 과 No. 9.18에서지상망송, 수신무선국과지구국간조정을수행하도록규정하고있다. 전파규칙에서조정이란동일주파수대역을이용하는무선국간유해혼신발생방지를위한협의를의미하며해당무선국의국제등록절차수행을통해조정권이확보됨을의미한다. 즉동일주파수대역을이용하는위성망우주국과지상망간유해간섭, 또는동일주파수대역을이용하는위성망지구국과지상망간유해간섭발생할수있으므로조정이필요하다. 아울러어떤시스템이든지국제등록된제원내에서실제적인운용이이루어져야한다. 즉, 위성망우주국과지상국간조정은위성망조정자료공표일당시에운용중인지상망과 3 년이내운용예정인지상망의경우조정대상이되며실제운용중이어야한다. 또한위성망지구국과지상국간조정은지구국조정자료접수일당시에운용중인지상망과 3년이내운용예정인지상망의경우조정대상이된다. 따라서다른국가의 2.1GHz대역위성망조정자료의공표현황을파악한이후우리정부의이의제기를통해조정대상국가로의포함여부를확인하여야한다. 중국, 일본등인접국이 2.1GHz대역에서위성망을운영할경우주파수를보호하기위해서는기술한바와같이실제상용화망이없다할지라도실험국등록을사전에하여야하며이때향후사용계획예정인 dvanced와같은지상망송수신제원을포함하여야한다. 또한실제조기구축을통해국내무선망활용을위한호환성검토와인접국위성망으로부터의간섭신호레벨측정등을통해국내지상망운용의근거를확보할필요가있다. 예를들어위성전파감시센터를통해중국및일본의위성신호세기측정을상시적으로실 34

시하여실질적인국내무선망의간섭여부를파악할필요가있다. 였다. 3.2. 인접지역과의양립방안중국은 2.1GHz대역을위성용으로이용할계획임을발표하였고일본또한 2013년말까지 2.1GHz대역이용방안을마련할계획인가운데 Softbank는위성, 지상겸용서비스를준비중인것으로알려져있다. 인접국인일본과중국이모두 2.

4 시하여실질적인국내무선망의간섭여부를파악할필요가있다. 였다 인접지역과의양립방안중국은 2.1GHz대역을위성용으로이용할계획임을발표하였고일본또한 2013년말까지 2.1GHz대역이용방안을마련할계획인가운데 Softbank는위성, 지상겸용서비스를준비중인것으로알려져있다. 인접국인일본과중국이모두 2.1GHz대역을위성용으로사용할경우우리나라가 dvanced로본대역을이용하는것은기술적으로쉽지않다. 그러므로중국이쏘아올릴위성과우리나라가사용할 dvanced간유해손실이발생할수있음을중국에밝혀협상을시작하여야한다. 만일중국이우리나라지상을보호해줄규정적의무가없다고주장할경우시스템즉지상망 TDD 등사용을전제로협상테이블에끌어들여야할것으로보인다. 또한협상이진전되지않을것을대비하여일본과의공조방안도검토해보아야하며상기협상으로도실질적인주파수대역확보가쉽지않을경우지상 dvanced 망구축이아닌지상, 위상겸용방식과같이분할하여사용하는방안으로전환해야한다. Ⅳ. 인접대역과의간섭평가 본장에서는 2.1GHz대역의 dvanced 활용여부에대한두번째고려사항인인접대역과의양립조건을시뮬레이션을통해분석한다. 이를위해먼저간섭분석을위한시뮬레이션시나리오를정의하고모델링을수행하였으며, 이후시뮬레이션결과를분석하였다 시뮬레이션시나리오그림 3과표 2는 2.1 GHz대역이 3GPP의신규운용대역 (New Band) 이되었다는가정하에인접대역인 Band1, Band34와의혼, 간섭분석을위한시뮬레이션시나리오구성도이다. 신규운용대역은간섭원 (Aggressor) 이며 Band1과 Band34는피간섭원 (Victim) 이된다. 현재 Band1에서는 10MHz대역폭을기본으로하는 LTE시스템이운용중에있고 Band34는 TDD대역으로지정되어있으므로 LTE TDD 시스템이운용되고있다고가정하였고환경은도시밀집지역및 500m 셀크기로가정하 그림 3. 인접대역과시뮬레이션시나리오 Fig. 3 Simulation Scenario with Adjacent band 표 2. 인접대역과시뮬레이션시나리오 Table. 2 Simulation Scenario with Adjacent band AG VI Fre. 환경 ISD 셀 15 MHz 20 MHz UL 15 MHz UL 20 MHz LTE-TDD UL LTE-TDD UL LTE-TDD UL 기지국과단말기모델표 3은시뮬레이션시행을위한기지국과단말기의가정파라미터값이다. 기지국을중심으로단말기들이일정하게분포하지않는형태를가정하였으므로어떤단말기의경우셀경계지역에위치한가장최악의시나리오가될수있는상황이될것이다. 아울러단말기와단말기간의경우에도마찬가지로단말기들이일정하게분포하지않는상황가정과함께셀경계지역에위치한최악의시나리오를가정하였다. 또한단말기안테나의경우, 0dBi의안테나이득을가진무지향성패턴안테나 (Omni-directional Radiation Pattern) 로가정하였다. 표 4는기지국안테나의가정파라미터값을나타낸다. 여기서안테나이득값은 Feeder Loss를포함하여 15dBi로가정하였다. 35

5 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan 표 3. 기지국및단말기의가정파라미터값 Table. 3 Presumed Parameter Values of Base station and User Terminal 파라미터 가정 Deployment 시나리오 표1의시나리오 BS 총 Tx 출력값 46 dbm for LTE, 기지국노이즈값 5 db UE 총 Tx 출력값 23 dbm for LTE 단말기노이즈값 9 db 표 4. 기지국및단말기의가정파라미터값 Table. 4 Presumed Parameter Values of Base station and User Terminal 파라미터가정 안테나패턴 (horizontal) 안테나이득 (+ feeder loss) 파라미터 Shadow fading Shadowing correlation MCL L(R) / (BS UE) 10 db 2 θ A( θ ) = min 12, A m θ3db, 180 θ 180, θ3db 는 3dB빔폭이며 65 각도. A m = 20dB로서최대감쇄를가정 15 db i 전파 ( 傳播 ) 및채널모델송신안테나커넥터로부터수신안테나커넥터로의경로손실 (Path Loss) 은안테나이득및케이블손실을포함하며다음식 (1) 에의해결정되어진다. G_Tx는송신안테나패턴과케이블손실을고려한수신안테나방향으로의송신안테나이득이다. G_Rx는송신안테나방향으로의수신안테나이득이다. 상이한전개시나리오에서의상관경로손실은표 5와같다. Path_Loss = Max (L(R) + Log_normal_Fading - G_Tx G_Rx, MCL) (1) 표 5. 경로손실모델 Table. 5 Path Loss Model 가정 셀간 : 0.5, 섹터간 : db (BS UE), 40 db (UE UE) L = * log ( R) + 21* log10( f 10 c / 2.0) ** 기지국안테나높이는평균빌딩높이보다 15m 위이며 R은기지국과단말기사이의거리이다. fc 는중심주파수를의미한다. L(R) / (UE UE) 단말기와단말기간혼, 간섭모델은 H. Xia 경로손실모델공식을적용함 [1][2], 본공식에의하면기지국안테나높이는평균빌딩높이보다아래에위치해있음. 또한이전에수행되었던 UTRA 양립연구 [1] 와근사값으로함. LOS 조건에서경로손실을결정하는거리는 50m 로가정함 인접채널간섭전력비모델 ACIR (Adjacent Channel Interference power Ratio) 은간섭원으로부터송신된총출력값과피간섭원수신기에영향을준총혼, 간섭출력값간의비율로서결정된다. 사실 ACIR값은송, 수신기시스템이기술특성상완벽하지않기때문에발생된다. 즉 ACIR은 P aggressor / P victim 이다. 상향에서 ACIR은단말기 ACIR값에의해좌우된다. 그림 4 및표 6에서보는바와같이각각의 ACIR 값의대역폭은 dvanced 단말기의송신대역폭과동일한것으로간주한다. ACIR1/2 위치밖에서, ACIR3는모든위치를위해사용되어졌다. 이는실제스펙트럼모양에근거하여 ACIR3가 ACIR2보다작은것으로간주하는모델이다. Aggressor 그림 4. 상향 ACIR 모델 Fig. 4 Uplink ACIR Model Unwanted emissions ACIR1 ACIR2 ACIR3 ACIR3 표 6. RB 옵셋및상향 ACIR 모델 Table. 6 RB Offset 및 Uplink ACIR Model frequency 간섭 / 피간섭시스템간주파수옵셋 ACIR 값 ( db ) 0RBs 30 + X 16RBs 43 + X 32RBs 50 + X 하향에서그림 5와표 7에서보는바와같이 LTE- Advanced 인접채널누설전력비 ( Adjacent Channel Leakage power Ratio) 로부터얻어지는공통의 ACIR과간섭원단말기의인접채널감도 (Adjacent Channel Selectivity) 요구조건은간섭원주파수채널에서그들의위치와독립적인모든주파수자원블록을위해사용될수있다. 36

그림 5. 하향 ACIR 모델 Fig. 5 Downlink ACIR Model 표 7. ACS 및 ACIR 모델 Table. 7 ACS and ACIR model 간섭원 LTE 15MHz LTE 20MHz LTE ACS ACS1=33 db, ACS2=34.3dB, ACS3=46.3dB [3] 평균 ACIR 33.6 db 35.2 db 36.

TDD 하향, ACS 모델하향 ACIR 모델 Table. 8 TDD downlink, ACS model downlink ACIR model UE1 UE2 UE3 UE4 UE5 ACS 33.6 33.7 34.3 35.7 46.3 공통 ACLR값은그림 7및그림 8에나타난바와같이공통 ACLR 값은피간섭원의채널상에있는 ACLR 값들을평균화하여얻어진다.

6 그림 5. 하향 ACIR 모델 Fig. 5 Downlink ACIR Model 표 7. ACS 및 ACIR 모델 Table. 7 ACS and ACIR model 간섭원 LTE 15MHz LTE 20MHz LTE ACS ACS1=33 db, ACS2=34.3dB, ACS3=46.3dB [3] 평균 ACIR 33.6 db 35.2 db 36.4dB dvanced 기지국의 ACLR은피간섭원시스템의 ACS보다매우크다. 그러므로 ACIR을결정하는데무시할만한정도이다. 즉 ACIR=Average +X(in db ) 이며 X는 Average와관계되는오프셋값이다. Average는다음식 (2) 에의해각각의규격에의거한 UE ACS 요구조건 (ACS1, ACS2 and ACS3) 으로부터결정된다. 표 8. TDD 하향, ACS 모델하향 ACIR 모델 Table. 8 TDD downlink, ACS model downlink ACIR model UE1 UE2 UE3 UE4 UE5 ACS 공통 ACLR값은그림 7및그림 8에나타난바와같이공통 ACLR 값은피간섭원의채널상에있는 ACLR 값들을평균화하여얻어진다. 평균 ACLR은채널상, 간섭원단말기의위치에따라표9에나와있다. 결과적으로 ACIR값은표10과같이 1/(1/ACLR + 1/ACS) 식에의해계산된다. 그림 7. 상향 ACLR 모델 (UE1) Fig. 7 Uplink ACLR Model(UE1) Aggressor's BW -10 = * * ACS1 0.1* ACS 2 0.1* ACS 3 Aggressor's BW * Average (2) FDD 상향채널이인접해있을때 TDD 하향의경우에 ACIR은 ACLR과 ACS 어느하나의값에의해서특정화되지않는다. 단말기의 ACLR과 ACS는다른요인보다그리크지않다. 그러므로 ACIR 계산에있어서간섭원단말기의 ACLR과피간섭원단말기의 ACS 양쪽모두를고려해야한다. 주파수채널에서피간섭원으로의가해단말기의위치에의존하는피간섭원의 ACS는다른 ACS 값이적용된다. 그림 6에서 UE2와 UE4와같은간섭원의단말기에서 ACS는두개의 ACS에의한평균값이다. 결과적으로표 8에서는주파수채널에서간섭원의단말기의위치에따른 ACS 값을나타내고있다. 그림 8. 상향 ACLR 모델 (UE2) Fig. 8 uplink ACLR model(ue2) 표 9. 간섭원단말기에따른평균 ACLR 값 Table. 9 Average ACLR values of each Aggressor UEs UE1 UE2 UE3 ACLR 평균 표 10. 간섭원단말기에따른평균 ACIR 값 Table. 10 Average ACIR values of each Aggressor UEs UE1 UE2 UE3 UE4 UE5 ACIR 그림 6. TDD 하향, ACS 모델하향 ACIR 모델 (FDD 상향에의해간섭을일으킬때 ) Fig. 6 TDD downlink, ACS model downlink ACIR model (interfered by uplink FDD) 상향전력제어 3GPP 기술규격 TS 에의해, 서브프레임 i에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 송신시에단말기송신전력은다음식 (3) 에의해구해진다. 여기서 Δ TF( i ) 와 f (i) 는 0dB이고, PL은규격 에규정된 37

7 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan CL과동일하다 [3]. P ( j) O_PUSCH 는실제송신전력이 PC Set 1/2과동일하게되어야하는 CLx-ile로부터유추된것으로서이원칙에따라, PO_PUSCH ( j) 는각단말기에는 16RBs (Resource Block) 가점유하고있다고가정하고아래표 11에포함되어있는값을따른다. 여기서 P cmax 는 P PowerClass 와동일한것으로가정한다. ( P,10log ( M ( i)) + P ( j) + ( j) PL + Δ ( i) f ( i) ) P PUSCH ( i) = min CMAX 10 PUSCH O_PUSCH α TF + (3) 표 11. PO_PUSCH( j) 값 ( dbm) Table. 11 PO_PUSCH( j) Values( dbm) 파라미터세트 알파값 P0_PUSCH(j)[ db m] 10,15,20 MHz 15 MHz LTE-TDD Set Set MHz LTE이다. 시뮬레이션주파수는 2100 MHz이며 Macro Cell, Urban Area 환경을가정하였다. 셀레인지는 500 m이다. 평균하향셀용량손실과관련된시뮬레이션결과는표 12 및그림 9와같이얻어지며 5% CDF 하향사용자용량손실시뮬레이션결과는표 13 및그림 10 과같이얻어진다. 표 12. 평균하향셀용량손실 Table. 12 Average downlink cell throughput loss 옵셋값 간섭원 [ db ] 15 MHz 20 MHz 서브프레임당단말기수하향에서서브프레임당단말기수는시뮬레이션결과에영향을주지않는다. 그이유는총송신전력은일정하기때문이다. 하지만총송신전력이서브프레임당단말기의수에따라달라지기때문에상향에서의서브프레임당단말기수는시뮬레이션결과에영향을줄수있다. 하나의단말기의자원블록의수는통상적으로실제상향스케줄러에서 8개에서 16개이기때문에서브프레임당단말기의수는다음식 (4) 에의해결정된다. ( 서브프레임당단말기의수 ) = round down (( 시스템에서 RB 총수 )/15) (4) 시뮬레이션에서스케줄러는라운드로빈스케줄러로가정하였고트래픽모델은풀버퍼트래픽으로가정하였으며시뮬레이션인터페이스는 Shannon bound [4] 인터페이스로가정하였다 시뮬레이션결과 하향FDD LTE에의한 10MHz 영향하향 FDD LTE에의한 10MHz 영향시뮬레이션은다음가정에의해시행되었다. 먼저간섭원은 10/15/20MHz dvanced이고, 피간섭원시스템은 10 그림 9. 평균하향셀용량손실 Fig. 9 Average downlink cell throughput loss 표 13. 5%-ile 하향용량손실 Table. 13 5%-ile downlink throughput loss 간섭원옵셋값 15 MHz 20 MHz [ db ]

8 그림 10. 5%-ile 하향용량손실 Fig. 10 5%-ile downlink throughput loss 상향 FDD LTE에의한 10MHz영향상향 FDD LTE에의한 10MHz 영향시뮬레이션은하향 FDD LTE 시뮬레이션과동일한가정에의해시행되었다. 셀총용량손실을평균한시뮬레이션결과값은표 14 및그림 11과같다. 5% CDF 상향사용자용량손실에관련된시뮬레이션결과는표 15 및그림 12와같다. 하향에서 ACIR offset 0 db일경우, 평균용량손실및셀경계에서의손실은모두 5% 이하이며상향에서 ACIR offset 0 db일경우, 평균용량손실및셀경계에서의손실은모두 5% 이하로나타났다. 그러므로 3GPP LTE Band1과 2.1GHz대역간양립은단말기 ACLR 모델 (ACLR1-30dB, ACLR-43dB and ACLR-50dB ) 과단말기 ACS 모델 (ACS1: 33dB, ACS2: 34.3dB, 및 ACS3:46.3 db ) 에서는가능함을알수있다. 그림 11. 평균상향용량손실 Fig. 11 Average Uplink throughput loss 표 15. 5%-ile 상향용량손실 Table. 15 5%-ile downlink throughput loss 옵셋값 [ db ] 간섭원 15 MHz 20 MHz 표 14. 평균상향용량손실 Table. 14 Average Uplink throughput loss 옵셋값 [ db ] 간섭원 15 MHz 20 MHz 그림 12. 5%-ile 상향용량손실 Fig. 12 5%-ile Uplink throughput loss 상향 FDD LTE에의한 Band34 영향상향 FDD LTE에의한 Band34 영향시뮬레이션에서셀총용량손실을평균한시뮬레이션결과값은표 16 및그림 13과같다. 5% CDF 상향사용자용량손실에관련된시뮬레이션결과는표 17 및그림 14와같다. 39

9 한국정보통신학회논문지 (J. Korea Inst. Inf. Commun. Eng.) Vol. 18, No. 1 : 32~41 Jan 표 16. 평균 TDD 하향용량손실 Table. 16 Average TDD downlink throughput loss 간섭원 옵셋값 [ db ] 15 MHz 20 MHz 간섭원 TDD 하향단말기에가장큰혼, 간섭을유발하는요인임을알수있다. 그림 14. 5%-ile TDD 하향용량손실 Fig. 14 5%-ile TDD downlink throughput loss 그림 13. 평균 TDD 하향용량손실 Fig. 13 Average TDD downlink throughput loss 표 17. 5%-ile TDD 하향용량손실 Table. 17 5%-ile TDD downlink throughput loss 가해시스템 옵셋값 [ db ] 15 MHz 20 MHz 그림 15. LTE 단말기송신전력 CDF Fig. 15 LTE terminal transmitting power CDF 그림 15는 LTE 단말기송신전력분포를나타내며, 그림 16은주요간섭원 (Major Interferer) 과혼신을받는단말기간결합손실 (Coupling Loss) 을보여준다. 이를통해동일채널시스템과인접시스템각각에있어주요 그림 16. 주요간섭요인의 Coupling loss 분포 Fig. 16 Coupling loss distribution of major interference factor 40

3GPP LTE TDD Band34의기지국과 2.1GHz대역단말기간의시나리오에서시뮬레이션결과또한 3GPP LTE Band1과 2.1GHz대역간양립시뮬레이션결과와비슷하다. 3GPP LTE TDD Band34의단말기와 2.1GHz 대역단말기간시나리오에서시뮬레이션결과또한무시할만한수준으로시스템용량손실에영향을주지않는것으로밝혀졌다.

결론적으로 3GPP Band1과 Band 34에큰영향없이본대역을 LTE 서비스로이용할수있음을증명하였다 [5]. Ⅴ. 결론 본논문에서는 2.1GHz대역의 dvanced 활용을위하여국제법규분석을통하여인접지역양립을위한규제조건을파악하고양립방안을모색하였고, 인접대역과의양립조건을시뮬레이션을통해분석하였다.

10 3GPP LTE TDD Band34의기지국과 2.1GHz대역단말기간의시나리오에서시뮬레이션결과또한 3GPP LTE Band1과 2.1GHz대역간양립시뮬레이션결과와비슷하다. 3GPP LTE TDD Band34의단말기와 2.1GHz 대역단말기간시나리오에서시뮬레이션결과또한무시할만한수준으로시스템용량손실에영향을주지않는것으로밝혀졌다. 주요요인은기지국과단말기간전송출력의차이에의한것이다. 대부분의단말기송신출력은 46dBm에이르는기지국송신출력보다훨씬더적은값이다. 비록피간섭원단말기로의인접단말기채널의결합손실이피해단말기로의동일채널에있는기지국보다더적을지라도그것의차이는기지국과단말기간의전력차이보다여전히적다. 결론적으로 3GPP Band1과 Band 34에큰영향없이본대역을 LTE 서비스로이용할수있음을증명하였다 [5]. Ⅴ. 결론 본논문에서는 2.1GHz대역의 dvanced 활용을위하여국제법규분석을통하여인접지역양립을위한규제조건을파악하고양립방안을모색하였고, 인접대역과의양립조건을시뮬레이션을통해분석하였다. 먼저인접지역과의양립을위하여주변국과의공조및협상을이끌어내야하며, 협상으로도실질적인주파수대 역확보가쉽지않을경우지상 dvanced 망구축이아닌지상, 위상겸용방식과같이지리적및주파수대역으로분할하여사용하는방안으로전환해야한다. 인접대역과의양립은시뮬레이션결과를통해인접대역인 3GPP Band1과 Band 34에큰영향없이 2.1GHz대역을 LTE 서비스로이용할수있음을증명하였다. 향후에는 2.1GHz주파수대역이 Band1과함께동시에사용가능한듀플렉서방식으로정의될경우를대비하여 Band1 및 Band34와간섭없이효율적으로사용될수있는듀플렉서방안과자원블록할당방안에대해서연구를지속할예정이다. REFERENCES [1] Radio Regulations, Articles. Edition of 2012 RR A [2] KCC. "Mobile Broadband Plan" 2012 [3] J.E. Berg, A Recursive Model For Street Microcell Path Loss Calculations, International Symposium on Personal Indoor and Mobile indoor Communications, pp , [4] ECC Report 119, Coexistence Between Mobile Systems in the 2.6 GHz Frequency Band at the FDD/TDD Boundary, [5] 3GPP TR V11.0.0, E-UTRA, Radio Frequency (RF) System Scenario, 김대중 (Daejung KIM) 2004 년 9 월경희대학교정보통신공학과석사 2008 년 12 월광운대학교전자통신공학과박사 ( 수료 ) 2001 년 5 월 ~ 현재 TTA 표준화본부전파방송부장 관심분야 : 차세대이동통신, 전파관리, 센서네트워크 정광수 (Kwangsue Chung) 1983 년 2 월한국과학기술원전기및전자공학과석사 1991 년 2 월 University of Florida 전기공학과박사 1983 년 3 월 ~1993 년 2 월한국전자통신연구원선임연구원 1993 년 3 월 ~ 현재광운대학교전자통신공학과교수 관심분야 : 인터넷 QoS, 유 무선비디오스트리밍, 센서네트워크 41

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Mar.; 28(3),

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 2017 Mar.; 28(3), 163 169. http://dx.doi.org/10.5515/kjkiees.2017.28.3.163 ISSN 1226-3133 (Print) ISSN 2288-226X (Online) PCB