5G 셀룰러 IoT 시스템을 위한 대규모 연결 랜덤 접속 기술 = Random Access Techniques for Massive Connectivity in 5G Cellular IoT System

국문 초록 (Abstract)

5G 셀룰러 시스템에서는 1km2 당 106개의 디바이스를 접속할 수 있는 대규모 연결성을 요구하고 있다. 특히 무수히 많은 Internet of Things(IoT) 디바이스가 접속됨에 따라 급증하는 Machine Type Communication(MTC) 트래픽을 지원할 수 있는 무선 접속 용량이 확보되어야 하며 짧은 길이의 패킷이 간헐적이고 산발적으로 발생하는 MTC 트래픽의 특성을 효율적으로 처리할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 이러한 요구사항을 만족하기 위한 MTC 기술 동향을 살펴보고 5G 시스템에서 무선 접속 채널의 용량을 증대할 수 있는 구체적인 접근 방식으로서 압축 센싱(compressed sensing)과 대규모 다중 안테나(massive MIMO) 기술을 각각 접목한 랜덤 접속 방식에 대해서 논한다.

제안하는 압축 센싱 기반의 랜덤 접속을 통해 현재 Long Term Evolution(LTE) 시스템보다 더 높은 MTC 트래픽 용량을 확보할 수 있으며 대규모 다중 안테나 기반의 랜덤 접속은 동일 자원을 사용하여 여러 디바이스의 패킷을 동시에수신함으로써 랜덤 접속 용량을 크게 증대시킬 수 있다.

주제어:

참고문헌 (Reference)

1 J.G. Andrews, "What Will 5G Be" 32 (32): 1065-1082, 2014

2 M. Condoluci, "Toward 5G Densenets: Architectural Advances for Effectie Machine-Type Communications over Femtocells" 53 (53): 134-141, 2015

3 G. Wunder, "Sparse Signal Processing Concepts for Efficient 5G System Design" 3 : 195-208, 2015

4 A. Osseiran, "Scenarios for 5G Mobile and Wireless Communications: The Vision of the METIS Project" 52 (52): 26-35, 2014

5 R. Ratasuk, "Recent Advancements in M2M Communications in 4G Networks and Evolution towards 5G" 52-57, 2015

6 M. Hassan, "Random access for machine-to-machine communication in LTE-Advanced networks: issues and approaches" 51 (51): 86-93, 2013

7 H. Sahlin, "Random Access Preamble Format for Systems with Many Antennas" 875-880, 2014

8 A.T. Abebe, "Performance of Multisequence Spreading Random Access for Machine-Type Communication" 2015

9 R. Ratasuk, "Narrowband LTE-M System for M2M Communication" (Fall) : 1-5, 2014

10 P. Banelli, "Modulation Formats and Waveforms for 5G Networks: Who Will Be the Heir of OFDM?: An Overview of Alternative Modulation Schemes for Improved Spectral Efficiency" 31 (31): 80-83, 2014

11 T.L. Marzetta, "Massive MIMO: An Introduction" 20 : 11-22, 2015

12 J.H. Sorensen, "Massive MIMO for Crowd Scenarios: A Solution Based on Random Access" 352-357, 2014

13 J.H. Sorensen, "Massive MIMO for Crowd Scenarios: A Solution Based on Random Access" 352-357, 2014

14 A. Zanella, "M2M Massive Wireless Access: Challenges, Research Issues, and Ways Forward" 151-156, 2013

15 A.T. Abebe, "Iterative Order Recursive Least Square Algorithm for Exploiting Frame-wise Sparsity in Compressive Sensing-based Machine Type Communication" 2015

16 A. Laya, "Is the Random Access Channel of LTE and LTE-A Suitable for M2M Communications? A Survey of Alternatives" 16 (16): 4-16, 2014

17 Y. Kim, "Full Dimension MIMO: The Next Evolution of MIMO in LTE Systems" 21 (21): 26-33, 2014

18 "Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond" 2015

19 F. Boccardi, "Five Disruptive Technology Directions for 5G" 52 (52): 74-80, 2014

20 C. Bockelmann, "Compressive sensing based Multi-User Detection for Machine to Machine communication" 24 (24): 384-400, 2013

21 A.T. Abebe, "Compressive Sensing-based Random Access with Multiple-Sequence Spreading for Machine-Type Communications" 2015

22 E. Paolini, "Coded Random Access: Applying Codes on Graphs to Design Random Access Protocols" 53 (53): 144-150, 2015

23 K. Zheng, "Challenges of Massive Access in Highly Dense LTE-Advanced Networks with Machine-to- Machine Communications" 21 (21): 12-18, 2014

24 M.T. Islam, "A Survey of Access Management Techniques in Machine Type Communications" 52 (52): 74-81, 2014