LTE-A와 mmWave 통신 시스템의 성능 분석 = Performance Analyses of LTE-A and mmWave Communication Systems

국문 초록 (Abstract)

mmWave 통신 시스템은 LTE-A의 통신 시스템에 비하여 넓은 대역폭을 쓰므로 인해 Throughput이 증가한다. 그러나 LTE-A보다 Path Loss로 인한 성능 열화가 많이 발생하므로 송수신단의 빔포밍 기술이 필수적으로 이용 되어야 한다.
본 논문에서는 LTE-A와 mmWave 통신 시스템의 LLS와 SLS의 성능 분석을위한 프레임구조 및 파라미터를 정의한 후에 LLS의 절차를 살펴 본다. LTE-A와 mmWave의 송신단 또는 송수신단의 빔포밍을 통한 이득에 대해 BER 성능을 통해 확인한다. Modulation order와 Coding rate에 따라 생성한 MCS table을 이용하여 CQI에 따른 BLER의 성능과 Hull curve를 통해 기존 LTE-A보다 높은 Throughput을 달성하지만 Efficiency 측면에 있어서 낮은 Efficiency를 보인다는 것을 확인 한다. mmWave 통신 시스템에서 상향 링크 신호를 이용한 빔 트래킹 기법에서 정의한 메트릭 값을 이용하여 인접 빔 간 빔 스위칭이 잘 되는 것을 확인하고 송신 빔 트래킹이 잘 수행되는 것을 최종 확인한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The throughput of mmWave communication system increses because it uses wide bandwidth compared to LTE-A communication system. But because of performance degradation caused by path loss rather than LTE-A, beamforming technology of transmitter and receiver should be used essentially.
In this paper, we will define frame structure and parameter to analyze the performance of LLS and SLS of LTE-A and mmWave communication system and then examine the process of LLS. We confirm benefits from beamforming of sending end or transmitter and receiver of LTE-A and mmWave through BER performance. We confirm that it achieves higher throughput than the existing LTE-A but it shows low efficiency through the BLER performance of CQI and the Hull curve by using MCS table which produced according to modulation order and coding rate. We confirm that the beam switching is well performed with contiguous beams by using the metric value defined from beam tracking technology using UL(Uplink) preamble signal in mmWave communication system and finally confirm that the transmission beam tracking is well performed.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 논문 구성 2
• 제 2 장 LTE-A 시스템 Frame 구조 및 파라미터 설정 3
• 2.1 LTE-A 통신 시스템 3
• 2.1.1 LTE-A 하향링크 Frame 구조 3
• 2.1.2 슬롯 구조 4
• 2.1.3 Channel bandwidth 5
• 2.1.4 Reference signal 6
• 제 3 장 mmWave 시스템 Frame 구조 및 파라미터 설정 7
• 3.1 mmWave 통신 시스템 7
• 3.1.1 mmWave 하향링크 Frame 구조 7
• 3.1.2 슬롯 구조 8
• 3.1.3 Channel bandwidth 10
• 3.1.4 Reference signal 11
• 제 4 장 LTE-A와 mmWave 시스템의 LLS와 SLS 12
• 4.1 Link Level Simulator 구조 12
• 4.1.1 CRC 삽입 13
• 4.1.2 Channel Coding 14
• 4.1.3 Rate matching과 HARQ 15
• 4.1.4 Beamforming System 16
• 4.2 Link Level Simulation 성능 20
• 4.2.1 LTE-A Link Level Simulation 성능 20
• 4.2.2 mmWave Link Level Simulation 성능 27
• 4.3 System Level Simulation 성능 31
• 4.3.1 LTE-A System Level Simulation 성능 31
• 4.3.2 mmWave System Level Simulation 성능 36
• 4.4 LTE-A와 mmWave LLS와 SLS 성능 분석 40
• 제 5 장 mmWave 통신 시스템에서 상향링크를 이용 한 빔 트래킹 기법 43
• 5.1 mmWave 통신 시스템 모델 43
• 5.2 상향 링크 신호 기반 빔 트래킹 기법 45
• 5.2.1 UL Preamble Generation 45
• 5.2.2 Beam ID & Station ID Estimation 48
• 5.2.3 Check Amplitude & Best Beam Tracking 50
• 5.3 모의실험 51
• 제 6 장 결론 54
• 참고문헌 55
• 국문초록 56
• ABSTRACT 57