무선 데이터 트래픽이 계속해서 증가함에 따라 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 주파수 공동사용 기술은 서로 다른 무선기기가 동일한 주파수 자원을 공유하여 주파수 이용효율을 향상 시킬 수 있는 방안으로 크게 주목 받고 있다. 우리 연구실에서도 5 GHz 비면허대역에서 기존 Wi-Fi와 주파수를 공동으로 사용할 수 있는 기술을 연구하고 있다. 본 제안 기술은 소형셀 환경에서 5 GHz 비면허대역을 이용하는 LTE 기반의 송수신 무선 전송모듈과 주파수 공유 알고리즘 및 동작 검증을 위한 플랫폼의 설계 및 구현기술에 관한 것이다.
본 기술 이전의 목적은 주파수 공동사용 프레임워크(Framework)에서 적용 가능한 LTE 기반송수신 시스템의 공유 알고리즘과 소스코드를 제공하고 이와 함께 공동사용 검증 툴 설계 및 운용방법을 제공하는 것이다. 최근 모바일 트래픽의 급증과 주파수 자원 부족 문제를 해결하기 위하여 주파수 공동사용 기술이 많은 주목을 받고 있다. 특히 비면허대역 내에서 다른 무선기기와의 자원공유를 위한 기술을 활용함으로써 다양한 응용서비스를 발굴할 수 있을 것으로 기대된다. 나아가서는 용도자유대역에도 적용 가능 하므로 그 활용 범위가 높다. IoT 네트워크 시대에 기존의 통신기술에 공존기술을 포함시켜 다양한 응용서비스로 기술발전이 가능하므로 중소기업 관점에서는 사업시장을 넓힐 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 이전기술을 통하여 주파수 공동사용 시스템 개발 또는 서비스 업체에 관련 배경기술을 설명하고 관련 알고리즘을 제공함으로써 빠른 제품개발을 통한 시장 선점을 지원하는데 목적이 있다. 정책을 입안하는 정부 관점에서는 다양한 서비스가 발생할 수 있는 용도자유대역 및 비면허대역 등의 주파수 공동사용 대역에서의 기술기준을 마련하는데 필요한 솔루션을 마련하는 기반을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 연유로 현재 주파수공동사용 기술에 많은 관심을 가지고 있는 연구소, 기업체 등에서 송수신 모듈, 공동사용알고리즘, 검증방법 등의 기술에 대한 요구가 있는바 이에 기술이전의 필요성이 제기된다.
(특징) 본 이전 기술은 비면허대역에서 동작하는 LTE 기반 소형셀 주파수 공동사용 시스템의 송신/수신 모듈과 설계 다른 시스템과 상호공존 환경에서의 시스템 성능평가를 위한 툴로 구성되어 있다. LTE 기반 소형셀 시스템은 LTE Release 8,9의 전송모드 1과 2를 지원하도록 구성되어 있으며, 기존 시스템에 없는 기능으로써 다른 시스템의 출현을 확인하기 위한 Quiet period (QP)가 정의되어 있다. QP는 LTE Common Reference Signal (CRS)을 고려하여 1ms 서브프레임의 마지막 1, 2, 3 개의 OFDM 심볼로 구성되거나 1ms 서브프레임 여러 개로 구성될 수 있다. 상기 구성 값은 시스템 파라메터 옵션으로 다양하게 정의할 수 있다. QP 기간 동안 사용자에 의해 정의된 임계값 이상의 신호 세기가 검출되는 경우 본 이전기술인 공동사용 시스템은 송신을 멈추고 다른 시스템을 위해 무선 자원을 양보하게 된다. 이때 송신을 멈추는 시간은 시스템 파라메터 옵션으로 정의할 수 있고 양보 구간이 종료되는 시점의 동작정책으로써 다시 채널 센싱을 수행하거나 센싱 없이 전송을 바로 시작 할 수 있도록 시스템 파라메터를 선택할 수 있다.
(장점) 본 이전 기술은 LTE 기반의 주파수 공동사용시스템 개발 및 검증을 유연하게 수행할 수 있는 설계기술 및 성능분석 기술을 제시하고 있다. 본 기술을 바탕으로 향후 용도자유대역 및 주파수 공동사용대역에 적용할 시스템 개발 및 성능검증을 신속하게 수행할 수 있다.
비면허대역에서 동작하는 LTE 기반 무선 통신시스템의 상호공존 기능 설계 및 구현코드와 비면허대역 상호공존 성능분석 플랫폼의 설계 방법 및 운용기술이 포함되어 있는 것으로써
본 이전기술의 주요 내용은 아래와 같다.
- 비면허대역 소형셀 송신, 수신 신호처리 설계 기술
- 비면허대역 소형셀 송신, 수신 신호처리 구현 코드
- 주파수 공동사용을 위한 상호공존 설계 기술
- 주파수 공동사용을 위한 상호공존 구현코드
- 비면허대역 공동사용 동작검증 플랫폼 설계 기술
- 비면허대역 공동사용 동작검증 플랫폼 운용/제어 기술
나. 기술이전의 범위
주파수 공동사용 알고리즘이 포함된 송수신 모듈과 검증 플랫폼 설계기술 및 소스코드
- 비면허대역 소형셀 주파수 공동사용 기술요구사항 정의서
- 비면허대역 소형셀 주파수 공동사용 기술 시험절차 및 결과서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 모듈 설계서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 모듈 구현 결과서
- 비면허대역 주파수 공동사용 모듈 송신 수신부 구현코드 (C/C++)
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 모듈 공유알고리즘 설계서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 모듈 공유알고리즘 시험절차 및 결과서
- 비면허대역 주파수 공동사용 모듈 공유알고리즘 구현코드 (HDL)
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 성능분석 플랫폼 설계서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 성능분석 플랫폼 시험절차 및 결과서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 성능분석 플랫폼 시스템 제어 설명서
- 비면허대역 주파수 공동사용 상호공존 성능분석 플랫폼 사용자 설명서
- 비면허대역 주파수 공동사용 성능분석 운용프로그램(exe 실행파일)
- 비면허대역 주파수 공동사용 성능분석 플랫폼 GUI 소스코드 (C/C++)
본 “비면허대역 주파수공동사용 기술”의 활용 방안은 다음과 같다.
- 비면허대역 송신 및 수신 모듈 구현
- 비면허대역 등의 주파수 공동사용 대역에서의 주파수 공유 알고리즘 구현
- 주파수 공동사용 성능분석 플랫폼 또는 툴 구현
본 “비면허대역 주파수 공동사용 기술”의 기대성과는 다음과 같다.
- 비면허대역 및 용도자유대역에서 주파수 공동사용 시스템의 송신 및 수신 알고리즘 설계 시간 및 비용 단축
- 주파수 공동사용 대역에서의 상호공존 알고리즘 설계에 활용
- 주파수 공동사용 기술기준 마련을 위한 솔루션 제공으로 정책결정 시간 단축