지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조한신
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2023
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
비지상 네트워크 (non-terrestrial networks, NTN)를 통한 3GPP (3rd Generation Partnership Project) NB-IoT (narrowband Internet of Things)는 5세대 이동통신 (5th generation international mobile telecommunications) 유스케이스중 하나인 mMTC (massive machine-type communication)를 지원하는 가장 유망한 후보 기술이다. NB-IoT는 4세대 이동통신 (4th generation international mobile telecommunication) 기반 기술로서 성능 향상을 위해 저궤도 위성과의 통신을 고려하고 있다. 저궤도 위성통신은 정지궤도에 비해 전파 손실이 적은 장점이 있지만 빠른 속도로 지구를 공전하므로 도플러 편이가 매우 높은 단점이 있다. 3GPP는 위성의 각 빔 영역에 대해 도플러 편이 사전 보상을 제안하였다. 또한 UE (User Equipment)가 보상해야 하는 잔류 도플러 편이에 따라 빔 지름 크기를 제안하였다. 그러나 빔 중심에서 멀리 떨어져 있는 UE는 사전 보상 후에도 상당한 잔류 도플러 편이를 가지고 있으며, 현재 NB-IoT 수신기의 보상 가능한 도플러 편이보다 잔류 도플러 편이가 커서 링크성능과 상관없이 통신이 안된다. 본 연구에서는 이 문제 해결을 위해 3GPP가 제안한 빔 영역보다 작은 빔 영역을 제안한다. 빔 영역이 작을수록 위성의 장점이 사라지므로, 적절한 빔 영역을 설정하기 위해 MATLAB Toolbox를 사용하여 구현한 3D 위성 궤도 시뮬레이션을 통해 통신이 가능한 최대 빔 영역 크기를 제안한다. 또한 잔류 도플러 편이를 보상하는 과정에서 생긴 링크 성능 저하를 해결하기 위해 DMRS (Demodulation Reference Symbols) 심볼 추가를 제안한다. 링크성능은 링크 레벨 시뮬레이션을 이용하여 얻어낸 BLER (block error rate)을 통해 분석하였다. 그리고 빠르게 움직이는 하나의 저궤도 위성이 제공하는 통신 시간은 짧기 때문에 원활한 24시간 통신을 위해서는 많은 저궤도 위성이 필요하다. 따라서 최대 162개의 저궤도 위성을 구현하여 DMRS 심볼 추가가 미치는 영향을 비교 분석한다. 분석은 위성 수 및 위성 간 간격을 고려하여 하루 총 서비스 시간 및 최대 지속 서비스 시간과 같은 성능 메트릭을 통해 수행하였다. 시뮬레이션 결과, DMRS 심볼 추가는 BLER ≤ 0.1 이하를 만족하는 신호 대 잡음비 (Signal to Noise Ratio, SNR)가 기존 대비 약 1.7dB 정도 향상되었다. 이로 인해 기존 방법보다 약 48개 적은 위성을 사용하여 링크 버짓 분석에서 비슷한 성능을 보여주었다. 따라서 제안한 DMRS 심볼 추가는 훨씬 효율적인 위성 운용이 가능하다는 결과를 확인하였다. 본 논문에서 구현한 3D 위성 궤도 시뮬레이션은 TLE 파일을 통해 현재 운용 중인 Space X의 위성을 구현하였기 때문에 NB-IoT 이외에도 다양한 위성 시스템에도 적용할 수 있으며, 향후 LEO 위성 운용을 위한 위성 수 및 링크성능 파악을 위한 용도로 활용될 수 있다.
목차
Ⅰ. 서 론 ………………………………………………………………………… 11. 연구 배경 및 목표 ……………………………………………………… 12. 관련 연구 및 차별성 …………………………………………………… 2Ⅱ. 비지상 네트워크 및 NB-IoT ……………………………………………… 71. 비지상 네트워크 개요 ………………………………………………… 72. NB-IoT 상향링크 물리 계층 …………………………………… 103. 비지상 네트워크 기반 NB-IoT 표준 기술 동향 …………………… 15Ⅲ. 시스템 모델링 및 연구 목적 ………………………………………………… 171. 비지상 네트워크 NB-IoT 시스템 모델링 …………………………… 172. 비지상 네트워크 NB-IoT 채널 모델 ………………………………… 193. 연구 목적 …………………………………………………………………… 24Ⅳ. 비지상 네트워크 NB-IoT 성능 개선 방법 ………………………………… 271. 빔 커버리지 크기 감소 ………………………………………………… 272. DMRS 심볼 추가 ………………………………………………………… 303. HARQ 프로세스 수 증가 ……………………………………………… 32Ⅴ. 성능 분석 및 결과 ……………………………………………………………… 331. 성능 평가 지표 …………………………………………………………… 332. 링크 레벨 시뮬레이션 구현 및 결과 분석 …………………………… 363. 링크 버짓 시뮬레이션 구현 및 결과 분석 …………………………… 43Ⅵ. 결 론 ………………………………………………………………………… 54Ⅶ. 참고문헌 ………………………………………………………………………… 55ABSTRACT ……………………………………………………………………… 61
최근 본 자료
댓글(0)
0