[논문 리뷰] Survey of Latest Wireless Cellular Technologies for Enhancement of Spectral Density at Reduced Cost

Rishabh Jain, Sumit Katiyar외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 10. 12.

Wireless Communication Networks Research참고 문헌 12인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 향후 세대(3G에서 7G까지)의 고도화된 무선 셀룰러 기술을 종합적으로 조사하여 스펙트럼 효율성을 높이고 비용을 최소화하는 데 목적이 있으며, 인지 무선 및 동적 스펙트럼 공유와 같은 새로운 혁신을 통합한다. 인도와 같은 개발도상 지역에서 기존 2G/2.5G 네트워크에 비용 효율적인 개선을 도입하여 최소한의 인프라 업그레이드로 브로드밴드 서비스와 향상된 QoS를 제공한다.

ABSTRACT

The future of mobile wireless communication networks will include existing 3rd generation, 4th generation (implemented in Japan, USA, South Korea etc.), 5th generation (based on cognitive radio which implies the whole wireless world interconnection & WISDOM - Wireless innovative System for Dynamic Operating Megacommunications concept), 6th generation (with very high data rates Quality of Service (QoS) and service applications) and 7th generation (with space roaming). This paper is focused on the specifications of future generations and latest technologies to be used in future wireless mobile communication networks. However keeping in view the general poor masses of India, some of the future generation technologies will be embedded with 2G and 2.5G so that general masses may get the advantage of internet, multimedia services and the operators may get proper revenues with little extra expenditure in the existing mobile communication networks.

연구 동기 및 목표

• 향후 세대의 무선 셀룰러 기술(3G에서 7G까지)을 분석하여 스펙트럼 효율성과 서비스 품질을 향상시키는 것.
• 인도와 같은 개발도상 지역에서 다중미디어 및 인터넷 서비스에 광범위한 접근을 가능하게 하는 비용 효율적인 솔루션을 규명하는 것.
• 기존 2G 및 2.5G 네트워크에 고도화된 기술을 통합하여 구현 비용을 낮추고 스펙트럼 밀도를 향상시키는 것.
• 인지 무선 및 WISDOM(Wireless Innovative System for Dynamic Operating Megacommunications)와 같은 향후 세대 기술을 고전적 시스템에 통합할 수 있는 가능성 평가.
• 저소득 인구의 운영자 및 최종 사용자 모두가 견딜 수 있는 경제적 제약 조건 속에서 고속 데이터 전송 요구사항을 균형 있게 조율하는 것.

제안 방법

• 3G에서 7G까지의 진화하는 무선 셀룰러 기술을 종합적으로 조사하여 스펙트럼 효율성 향상과 비용 절감에 중점을 둔다.
• 스펙트럼 효율성을 높이기 위해 인지 무선, 동적 스펙트럼 접근, 소프트웨어 정의 무선 등의 핵심 기술을 분석한다.
• 최소한의 하드웨어 변경으로도 고속 데이터 전송 및 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있도록 2G 및 2.5G 네트워크의 아키텍처를 개선한다.
• 이질적인 무선 시스템 간의 동적이고 지능적인 스펙트럼 관리 기능을 제공하는 WISDOM 개념을 통합하여 네트워크 성능을 최적화한다.
• 기존 인프라에 고도화된 기능을 도입할 경우의 기술적 및 경제적 트레이드오프를 평가하여 운영 비용을 낮추는 데 중점을 둔다.
• 시스템 수준의 모델링과 비교 분석을 활용하여 다양한 구현 시나리오에서 스펙트럼 효율성 향상과 비용 영향을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 배치 비용이 비례적으로 증가하지 않도록 미래의 무선 셀룰러 네트워크에서 스펙트럼 효율성을 어떻게 크게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 인지 무선과 동적 스펙트럼 공유 기술은 비용 효율적인 스펙트럼 재사용과 고속 데이터 전송을 어떻게 가능하게 하는가?
• RQ3 2G 및 2.5G 네트워크는 얼마나 많은 투자 없이도 4G 수준의 서비스를 지원할 수 있는가?
• RQ4 WISDOM 프레임워크는 이질적인 무선 시스템 간의 동적이고 지능적인 스펙트럼 활용에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 개발도상 국가의 기존 레거시 네트워크에 차세대 무선 기술을 통합할 경우의 기술적 및 경제적 트레이드오프는 무엇인가?

주요 결과

• 인지 무선 및 동적 스펙트럼 접근 기술의 통합은 기회적인 스펙트럼 사용을 가능하게 하여 스펙트럼 효율성 향상에 기여한다.
• 기존 2G 및 2.5G 네트워크에 최소한의 수정을 가하여도 멀티미디어 서비스를 지원하고 스펙트럼 효율성을 향상시킬 수 있으며, 전체적인 인프라 개편이 필요로 하는 것을 줄일 수 있다.
• WISDOM 개념은 다양한 무선 시스템 간의 원활한 상호연결을 가능하게 하여 스펙트럼 활용도를 높이고 고속 데이터 애플리케이션을 지원한다.
• 향후 세대(4G–7G)는 지능적인 스펙트럼 관리 및 고도화된 무선 액세스 기술을 통해 초고속 데이터 전송과 향상된 QoS를 제공할 것으로 기대된다.
• 인도와 같은 개발도상 지역에 고도화된 무선 기술을 하이브리드 방식으로 레거시 시스템과 통합함으로써 비용 효율적인 구현이 가능하다.
• 제안된 접근 방식은 운영자가 브로드밴드 서비스에 대한 대중 시장 접근을 타겟으로 할 경우, 높은 수익을 올리면서도 낮은 운영 비용을 유지할 수 있도록 한다.