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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 서론 27
1절 연구개발 목표 29
1. 개요 29
2. 연구개발 최종목표 29
3. 주요확보 목표기술 30
4. 연구개발 개념도 31
5. 연구개발 필요성 32
2절 연구개발 범위 34
1. 모바일 멀티홉 릴레이 규격 개발 34
2. 모바일 멀티홉 릴레이 핵심기술 개발 35
3. 모바일 멀티홉 릴레이 모뎀 개발 35
4. 모바일 멀티홉 릴레이 적용기술 개발 36
제2장 국내외 기술개발 현황 37
1절 모바일 멀티홉 릴레이 기술 동향 39
1. IEEE 802.16m 기술 39
2. 3GPP 기술 43
2절 모바일 멀티홉 릴레이 장치 기술 개발 47
1. 국내 47
2. 국외 47
3절 모바일 멀티홉 릴레이 장치 기술의 적용성 49
1. 민수용 릴레이장치 49
2. SON 및 협력통신기술 50
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 51
1절 모바일 멀티홉 릴레이 규격 개발 53
1. 모바일 멀티홉 릴레이 규격 53
2절 모바일 멀티홉 릴레이 모뎀 개발 62
1. 기지국(MR-BS) 62
2. 릴레이장치(RS) 85
3. 단말 장치(MS) 103
4. ASN 게이트웨이장치 126
5. 모바일 멀티홉 릴레이 적용기술 131
제4장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 169
1절 연구개발 목표 달성도 171
1. 모바일 릴레이 장치 통신 규격 171
2. 모바일 릴레이 장치 172
3. ASN GW 175
4. 모바일 멀티홉 릴레이 고도화 기술 175
2절 대외 기여도 177
1. 모바일 릴레이 장치 통신 규격 177
2. 모바일 릴레이 장치 177
3. ASN GW 178
4. 모바일 멀티홉 릴레이 고도화 기술 178
제5장 연구개발결과의 활용계획 181
1절. 모바일 멀티홉 릴레이 장치 183
1. 시험단계 필요성 183
2. TICN 적용 필요성 184
3. 상용화 184
부록 187
A. 연구결과물 189
1. 논문 189
2. 기고서 190
3. 특허 191
4. 프로그램 192
B. 약어 195
(표 1) 멀티홉 WiBro용 릴레이 통신시스템 연구개발 목표성능 30
(표 2) 세계 WiMAX 장비매출액 전망 32
(표 3) 전 세계 Mobile WiMAX Base Station 전망 32
(표 4) RS 모뎀 장치 구성 및 링크별 주요 기능 34
(표 5) RS LAMC PHY 제어 및 정합기능 규격서의 구성 34
(표 6) RS PHY 구현 프로파일 35
(표 7) 모바일 멀티홉 릴레이 개발 적용 기술범위 36
(표 8) IEEE 802.16e MAC 계층 MAP IE 프로파일 53
(표 9) IEEE 802.16j MAC 계층 MAP IE 프로파일 54
(표 10) 모바일 멀티홉 릴레이 PHY 계층 프로파일 54
(표 11) Relay Station IOT 프로파일 58
(표 12) RFS-BBS 연동 메시지 포맷 61
(표 13) RFS-BBS 연동 Command 리스트 61
(표 14) MR-BS 관점에서 RS Access Station 헨드오버 시나리오 77
(표 15) MR-BS의 IF/RF장치(RFS)의 규격 83
(표 16) RS 관점에서 RS Access Station 핸드오버 시나리오 96
(표 17) RS의 IF/RF장치(RFS)의 규격 100
(표 18) 이동성 지원을 위한 RS 변경/미변경 시나리오 117
(표 19) MS의 IF/RF장치 (RFS)의 규격 122
(표 20) ASN Profile C와 카테고리별 기능 128
(표 21) ASN G/W 에뮬레이터 규격 129
(표 22) JBA&RC 알고리즘 심볼 정의(1) 144
(표 23) JBA&RC 알고리즘 심볼 정의(2) 146
(표 24) 협력통신 라우팅 알고리즘 시뮬레이션 파라미터 156
(표 25) Coverage 확장 운용 시나리오별 수치분석 159
(표 26) SON에 의한 부하조절 시나리오 분석 결과 160
(표 27) 협력통신 운용지역 구분 및 특성 161
(표 28) MMR 부대유형별 구분 및 특성 161
(표 29) TDD Frame Configuration 171
(표 30) 가변 TDD 프레임 구조 register map 172
(표 31) 채널코덱 개발목표 대비 실적 173
(표 32) RF 장치 연구개발 달성도 174
(표 33) ASN GW 연구개발 실적 175
(표 34) SON 연구개발 실적 175
(표 35) 협력통신 연구개발 실적 176
(표 36) 모바일 멀티홉 릴레이 기술자료 178
(그림 1) 멀티홉 WiBro용 릴레이 개념도 31
(그림 2) 멀티홉 WiBro용 릴레이 시스템 구성도 31
(그림 3) Relay 인터페이스 구성도 40
(그림 4) WirelessMAN-Advanced Relay 프레임 구성도 41
(그림 5) STR Relay 모드에서, ABS와 ARS간 프레임 구조 42
(그림 6) STR Relay 모드에서, ARS와 AMS간 프레임 구조 43
(그림 7) 협력통신 시나리오 44
(그림 8) Basic MAP 운용 시나리오 56
(그림 9) 레인징(Initial/Periodic/BR ranging) 절차시 MAP 운용 시나리오 57
(그림 10) 초기 네트워크 엔트리와 기타 MAC 메시지를 위한 MAP 운용 시나리오 58
(그림 11) MR-BS 송수신 타이밍도 62
(그림 12) MR-BS 변조부 블록도 62
(그림 13) 채널 코덱 인터페이스 블록 63
(그림 14) 프레임 버퍼 인터페이스 블록 63
(그림 15) 심볼 매핑 기능 블록 64
(그림 16) 부채널 할당 기능 블록 64
(그림 17) PRBS 생성 블록 64
(그림 18) 프레임 버퍼 및 버퍼 제어기 블록 65
(그림 19) IFFT 블록 65
(그림 20) 레지스터 맵 블록 66
(그림 21) MR-BS 복조부 블록도 66
(그림 22) 채널 디코더 인터페이스 블록 67
(그림 23) 상향링크 복조기/채널코덱 인터페이스 타이밍도 67
(그림 24) 시스템 타이머 블록 67
(그림 25) 프레임 타임 동기 블록 68
(그림 26) 수신 타이밍 제어 블록 68
(그림 27) 프레임 주파수 동기 블록 69
(그림 28) FFT처리/CP 제거 블록 69
(그림 29) 상향링크 복조기/RF장치 인터페이스 타이밍도 69
(그림 30) 채널 추정 및 등화기 블록 70
(그림 31) 프레임 버퍼(subcarrier 840)/버퍼 제어기 블록 70
(그림 32) 프레임 버퍼(sdacarrier 720)/버퍼 제어기 블록 71
(그림 33) PRBS 생성 블록 71
(그림 34) 부채널(De-subchannelization) 할당 블록 71
(그림 35) 심볼 디매핑 블록 72
(그림 36) 레지스터 맵 인터페이스 블록 73
(그림 37) MR-BS 채널코덱 블록도 73
(그림 38) MR-BS 채널코덱 구조도 74
(그림 39) MR-BS 채널코덱 인터페이스 (LMAC - CC - MODEM) 74
(그림 40) MR-BS 채널코덱 DL Relay Link 및 UL Relay Link 전송 흐름도 75
(그림 41) MR-BS 채널코덱 시험결과 타이밍도 75
(그림 42) MR-BS LMAC DSP SW Architecture 76
(그림 43) 네트워크 엔트리 지원을 위한 MR-BS HMAC/LMAC 간 연동절차 77
(그림 44) 트래픽 처리 기능을 위한 MR-BS HMAC/LMAC 간 연동절차 78
(그림 45) MR-BS 상위 MAC SW 아키텍쳐 78
(그림 46) MR-BS 상위 MAC 계층 시스템 부팅 시퀀스 79
(그림 47) MR-BS RF 구조 및 블록 구성도 79
(그림 48) MR-BS DSM 정합 구성도 81
(그림 49) MR-BS RFS 블록 구성도 81
(그림 50) MR-BS DSM 블록도 82
(그림 51) MR-BS RFM 블록도 84
(그림 52) MR-BS PAM 블록도 84
(그림 53) MR-BS RF 타이밍도 85
(그림 54) RS 송수신 타이밍도 86
(그림 55) RS 변조부 TOP 모듈 블록도 88
(그림 56) RS 변조부 구현 기능 블록 RTL View 88
(그림 57) RS 변조부 단위기능 Test-bench 실험 결과 89
(그림 58) RS 복조부 기능 블록도 91
(그림 59) RS 채널코덱 블록도 92
(그림 60) RS 채널코덱 인터페이스 (LMAC - CC - MODEM) 92
(그림 61) RS 채널코덱 DL Access Link 및 Relay Link 전송 흐름도 93
(그림 62) RS 채널코덱 UL Relay Link 및 Access Link 전송 흐름도 93
(그림 63) RS LMAC DSP SW Architecture 94
(그림 64) RS HMAC/LMAC 간 네트워크 엔트리 연동절차 95
(그림 65) RS HMAC/LMAC 간 트래픽 처리 연동절차 96
(그림 66) RS HMAC SW 아키텍쳐 97
(그림 67) RS 상위 MAC 계층 시스템 부팅 시퀀스 97
(그림 68) RS RF 구조 및 블록 구성도 98
(그림 69) RS DSM 정합 구성도 99
(그림 70) RS RFS 블록 구성도 100
(그림 71) RS DSM 블록도 101
(그림 72) RS RFM 블록도 102
(그림 73) RS PAM 블록도 102
(그림 74) RS RF 타이밍도 103
(그림 75) MS 송수신 타이밍도 104
(그림 76) MS 복조부 기능 블록 흐름도 105
(그림 77) MS 하향링크 복조기/RF장치 간 타이밍도 105
(그림 78) MS 하향링크 복조기/채널코덱 인터페이스 타이밍도 106
(그림 79) MS 채널코덱 블록도 106
(그림 80) MS 채널코덱 인터페이스 (LMAC - CC - MODEM) 107
(그림 81) MS 채널코덱 DL 및 UL Access Link 전송 흐름도 108
(그림 82) MS UL 전송부 채널코덱 시험결과 타이밍도 108
(그림 83) MS DL 수신부 채널코덱 시험결과 타이밍도 109
(그림 84) MS LMAC DSP 블록 기능 구조 109
(그림 85) MS LMAC DSP 고정 길이 PDU Formatting 흐름도 110
(그림 86) MS LMAC ESP 가변 길이 PDU Formatting 흐름도 111
(그림 87) MS LMAC DSP 기능 구현 블록도 및 인터페이스 111
(그림 88) MS LMAC_FPGA와 이웃 모듈간 인터페이스 112
(그림 89) MS LMAC_FPGA-LMAC_DSP-PHY간 I/F 구성도 112
(그림 90) MS LMAC_FPGA-LMAC_DSP간 정합 Address Map Region 113
(그림 91) MS LMAC_FPGA-LMAC_DSP간 정합 DL Burst 구성 113
(그림 92) MS IMC_FPGA-LMAC_DSP간 정합 UL Burst 구성 114
(그림 93) MR-BS/RS/MS LMAC FPGA 기능 정합 구성도 115
(그림 94) MR-BS/RS/MS LMAC FPGA 기능 LMAC FPGA_TOP 블록도 115
(그림 95) MS LMAC FPGA/PHY간 인터페이스 구성도 116
(그림 96) MS HMAC/LMAC 간 네트워크 엔트리 연동절차 117
(그림 97) MS HMAC/LMAC 간 트래픽 처리 연동절차 118
(그림 98) MS 상위 MAC SW 아키텍처 118
(그림 99) MS 상위 MAC 계층 시스템 부팅 시퀀스 119
(그림 100) MS RF 구조 및 블록 구성도 119
(그림 101) MS DSM 정합 구성도 121
(그림 102) MS RFS 블록 구성도 121
(그림 103) MS DSM 블록도 123
(그림 104) MS RFM 블록도 124
(그림 105) MS PAM 블록도 124
(그림 106) MS RF 타이밍도 125
(그림 107) ASN G/W를 포함하는 네트워크 정합 구성도 126
(그림 108) ASN G/W 플랫픔 구성도 127
(그림 109) MR-BS, MS, CSN 간 프로토콜 레이어링 127
(그림 110) ASN G/W Control 및 User Plane 프로토콜 구조 128
(그림 111) GRE 인터페이스 129
(그림 112) MMR 시스템의 AAA 프레임워크 130
(그림 113) 단말, ASN G/W, 및 AAA 서버 사이의 인증 절차 130
(그림 114) ASN G/W를 포함하는 핸드오버 절차 131
(그림 115) Mobility Load Balancing 알고리즘 SLS Performance Evaluation 136
(그림 116) Mobility Load Balancing 알고리즘의 하향링크 Adaptation 141
(그림 117) Mobility Load Balancing 알고리즘 순서도 142
(그림 118) Cooperative Relay를 이용한 협력통신 143
(그림 119) 협력통신 MAC 알고리즘 Constraints 145
(그림 120) 프레임 구조와 자원할당의 예 147
(그림 121) 프레임 구조와 시스템 모델 구성 148
(그림 122) OPNET Scenario 1 149
(그림 123) 시뮬레이션 결과 151
(그림 124) 다중 경로를 이용한 협력 통신 152
(그림 125) 협력 통신 모드에서 RS의 네트워크 엔트리 절차 153
(그림 126) 다중 경로를 이용한 협력 통신 154
(그림 127) Virtual MIMO 협력 통신을 위한 조건 155
(그림 128) 2홉 전송과 3홉 전송 시 시뮬레이션 시나리오 156
(그림 129) 중계기 선택 기법에서 이동 단말 수 증가에 따른 시뮬레이션 결과 1 157
(그림 130) 협력 중계기 선택 기법에서 이동 단말 수 증가에 따른 시뮬레이션 결과 2 158
(그림 131) MMR Coverage 확장 운용 시나리오 158
(그림 132) MMR SON에 의한 부하조절 시나리오 160
(그림 133) 협력 통신을 위한 MMR 운용구조 162
(그림 134) 협력통신 사용사례 162
(그림 135) 전장한경에서의 간섭신호 대응을 위한 협력통신 163
(그림 136) 전장 환경에서의 이동성 증대를 위한 협력통신 163
(그림 137) 협력통신 군 운용 시나리오 시뮬레이션 TMFT 단말(MS) 환경설정 164
(그림 138) 협력통신 군 운용 시나리오 시뮬레이션 이동중계기(MRS) 환경설정 165
(그림 139) 협력통신 군 운용 시나리오 1 165
(그림 140) 협력통신 군 운용 시나리오 2 166
(그림 141) 협력통신 군 운용 시나리오 1,2 시뮬레이션 비교 167
(그림 142) 협력통신 군 운용 시나리오 2 시뮬레이션 결과 167
(그림 143) 멀티홉 릴레이 프레임 구조 (기지국) 171
(그림 144) 멀티홉 릴레이 프레임 구조 (릴레이) 172
(그림 145) 가변 TDD 시험 결과 173
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