분산무선통신시스템 기반의 Dual Virtual Cell 시스템에 관한 연구

Abstract

무선통신의 급속한 발전에도 불구하고 기존의 시스템으로4세대 이동통신시스템의 요구사항을 충족시키기에는 여전히 많은 문제들이 남아 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 디수사용자 다중셀 환경에서 신호들을 공동제어(joint control)하는 능력을 제공하는 새로운 개념의 시스템이 분산무선시스템(Distributed Wireless Communication System) 이다. 분산무선시스템은 분산안테나, 분산신호처리, 분산제어시스템인 3개의 계층구조로 이루어져 있으며, 가상셀(Virtual Cell)이라는 개념을 도입하여 사용자의 움직임에 따라 셀(Cell)이 동적으로 바뀌어서 핸드오프의 문제가 없으며, 분산안테나와 분산신호처리를 이용하여 사용자간이나 셀간에 야기되는 간섭을 모니터링할 수 있고 또한 상호 간섭량을 최소화하도록 조절할 수 있어서 기존 시스템이 안고 있는 간섭 문제를 효과적으로 극복할 수 있는 시스템이다. 본 논문에서는 이러한 분산무선시스템의 기존 가상셀의 동작과정을 살펴보고 고속 이동에 따른 기존 가상셀 동작과정의 한계를 알아보았다. 또한 분산무선시스템을 기반으로 하여 각 단말에 대한 가상셀을 단말의 실제 통신을 위한 가상셀(Active Virtual Cell)과 네트워크의 실시간 채널 모니터링을 통한 단말의 도달 예측 범위에 대한 가상셀(Candidate Virtual Cell)로 구분한, 이중 구조의 가상셀을 관리하는 새로운 Dual Virtual Cell (DVC) 개념과 DVC의 운용 방안을 제안하였다. 제안하는 시스템에서는 DVC의 안테나 구성을 위하여 안테나 선택기법을 이용하고 있으며, 시스템 오차 확률 개선을 위하여 Space-Time Trellis Code를 도입하였다. 본 논문에서 제안하는 이중가상셀 구조 및 운용방안은 채널 정보 획득에 대한 단말의 부담을 줄일 수 있으며, 채널 추정 정보에 대한 시간 지연과 단말의 이동으로 인한 무선 링크 단절 및 품질 저하를 방지할 수 있고 신속한 통신 채널 변경을 지원함으로써 사용자 통신의 링크 품질을 지속적으로 유지하면서 채널 용량을 향상시킬 수 있다. 또한 MATLAB을 통한 모의실험 결과 제안시스템이 기존 방법에 비하여 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.;In order to achieve high capacity and reliable link quality in wireless communication, the significant efforts should be concentrated on mitigating interference between cells. To solve the interference problem, the newly introduced concept of a Distributed Wireless Communication System (DWCS) can provide the capability of joint control of the signals at multiple cells. This thesis proposes a new concept of virtual cell: the Dual Virtual Cell (DVC), and also proposes DVC employment strategy based on DWCS network. The proposed system manages two kinds of virtual cell. One is the AVC (Active Virtual Cell) which exists for user’s actual data traffic and the other is the CVC (Candidate Virtual Cell) which contains a set of candidate antennas to protect user’s link quality from performance degradation or interruption. And also this system aims to reduce MT’s overloads and to achieve a prompt link change successfully by introducing DVC structure which makes it possible for network to monitor the channels in the real-time manner and to control communication links. The proposed system constructs DVC by using antenna selection method. Also, for multi-user high-rate data transmission, the proposed system introduces multiple antenna technology to get a spatial and temporal diversity gain and exploits Space-Time Trellis Codes known as STTC to increase a spectral efficiency.