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    2. 네트워크 기출문제

CR

개념
주파수 효율적 사용을 위한 CR(Cognitive Radio) - 스펙트럼 환경을 인지, 통신 가능 주파수를 지능적으로 검색/통신하는 기술 - 스펙트럼 센싱 통해 미사용 주파수 감지하고 SDR기반의 효율적 저간섭 주파수 대역을 공유/활용하는 통신기술 - 서로 다른 종류의 무선 통신서비스가 동일한 주파수를 사용할 수 있도록 전파환경을 측정해 기존에 주파수 사용허가를 받은 사용자가 사용하고 있지 않은 유휴주파수를 찾아 그 주파수에서 통신하는 주파수 공유기술

I. SDR 의 무선통신기술과 인지기술의 결합 형태, CR의 개요

 가. 주파수 효율적 사용을 위한 CR(Cognitive Radio) 의 정의

  •  스펙트럼 환경을 인지, 통신 가능 주파수를 지능적으로 검색/통신하는 기술
  •  스펙트럼 센싱 통해 미사용 주파수 감지하고 SDR기반의 효율적 저간섭 주파수 대역을 공유/활용하는 통신기술
  •  서로 다른 종류의 무선 통신서비스가 동일한 주파수를 사용할 수 있도록 전파환경을 측정해 기존에 주파수 사용허가를 받은 사용자가 사용하고 있지 않은 유휴주파수를 찾아 그 주파수에서 통신하는 주파수 공유기술

 

 나. 무선통신기술의 발전 추세

CR-1.png

 

 다. CR의 필요성

  - 주파수 부족: 기 분재된 주파수의 활용률 30%이하, 주파수 효율성 필요

  - 주파수 간섭해결: ISM 대역내의 주파수 사용 증대에 따른 간섭해결

 

 라. CR의 주요기능

구분

내용

Spectrum sensing

사용되지 않는 주파수 탐색, 다른 사용자와의 간섭이 적은 주파수를 공유

Spectrum management

사용자의 요구 사항에 부합되는 주파수를 검색

Spectrum mobility

사용자가 사용하는동안 서비스에 영향을 미치지 않도록 통신 품질을 유지

Spectrum sharing

다른 사용자들과 공정한 주파수 사용 계획을 수립

 

II. CR 의 동작원리, 핵심기술, 표준화 현황(IEEE 802.22)

 가. CR 의 동작원리

동작원리

- 비어있는 주파수(White Space)확인

- CR서비스에 주파수, 시간할당.

- 1차 서비스에 간섭시 주파수/시간이동

  - CR은 SDR기반의 무선통신기술을 토대로 인지기술을 접목한 형태

  - CR장치는 스펙트럼을 측정하여 유효 가능한 주파수를 확인 및 주기적으로 외부환경을 관측

 

 나. CR 의 핵심기술

구 분

기 술

설 명

기반

기술

SDR

- 무선통신 서비스를 하나의 H/W에서 SW 변경만으로도 통합

(Software Defined Radio)

인지기술

- 실시간으로 상황정보 수집 및 학습

핵심

기술

스펙트럼 검출

- 주파수 스펙트럼 환경 검출, 현황 감지

동적 주파수 선택

- QoS 제공을 위한 주파수 대역 할당

- 변조, 통신량, 전파환경에 따라 동적으로 최적의 주파수 선택

잉여 주파수 확보

- 서비스 이용자에게 Seamless 서비스를 제공하기 위한 기술

- 현재 사용하는 주파수 대역 외 잉여 주파수 자원을 미리 확보

충돌 회피 방지

- CR단말이 동시에 같은 주파수 대역을 점유하는 문제가 발생

- 주파수 사용에 대한 형평성 문제를 해결하기 위한 기술 필요

 

 다. CR 의 표준화 현황(IEEE 802.22)

요 소

표준화 내용

다중화

OFDMA 기반으로 TV채널 단위 사용

듀플렉싱

TDD가 기본, FDD는 선택

네트워크 구조

Point-to-Multipoint 구조 (토폴로지)

Sensing

에너지 감지와 신호형태 검출 동시 사용

 

III. CR과 UWB간 비교

 가. 새로운 서비스의 주파수 공유기술

Underlay 방식(UWB)

Overlay 방식

낮은 전력사용, 기존 서비스 무 영향

White Space에 주파수/시간 할당

- 소출력, 저속통신, 넓은 주파수대역에 걸쳐 낮은 스펙트럼밀도의 신호를 송수신

- 기존 서비스에 비해 매우 낮은 전력을 이용

- 기존 서비스에 간섭을 수용하는 방식

- 시간, 공간적으로 이용하지 않고 주파수를 실시간으로 탐색/지능적으로 판단

- 적절한 주파수, 변조방식, 출력 등을 선택하여 이용

- 기존 사용자에게 간섭을 주지 않는 범위에서 주파수를 공유하는 방법

 

 나. CR과 UWB의 비교

구 분

UWB

CR

표준

IEEE 802.15.3

IEEE 802.22

주목이유

이기종 시스템의 주파수 공유

주변환경 인식형 주파수 공유

장점

- 낮은 전력

- 넓은 스펙트럼 주파수

- 대량의 데이터 전송

- 넓은 커버리지

- 저렴한 사용료

- 실시간 탐색 및 지능화 선택

단점

커버리지 협소

상대적 지속도

사용분야

WPAN

이동통신

구성형태

Underlay 방식

Overlady 방식

공통점

주파수 대역의 고갈문제 해결 및 주파수 공유 기술

 

IV. CR 의 동향

 - 주파수 활용도를 높이기 위한 주파수 정책의 재정비 필요성 지적

  광대역 무선 인터넷 사업에 이용하기 보다 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무료 또는 저가의 무선인터넷 서비스로 자리매김할 가능성 높다고 평가함(화이트 스페이스: 사용하지 않는 주파수 대역)                                                            

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