리얼타임 LTE/Wi-Fi 공존 테스트베드

개요

모바일 장비의 사용은 계속해서 기하급수적으로 증가하는 추세입니다. 표준화 기관에서는 4G 기술을 개선하는 동시에 새로운 5G 기술을 도입하여 데이터 속도와 네트워크의 용량을 향상시키려는 노력이 진행되고 있습니다. 본 기술 백서는 비면허(unlicensed) 스펙트럼을 활용하여 셀룰러 네트워크의 용량을 개선하려는 연구에 초점을 맞춥니다. 비면허 스펙트럼, 즉 5 GHz 대역을 활용하기 위해서는 해당 대역(Wi-Fi)에서 기존의 기술을 이용하거나 셀룰러 기술을 변형하여 채널을 직접 셀룰러 PHY 및 MAC 계층에 어그리게이션시켜야 합니다. 두 번째 방법에 대해서는 기존 및 향후에 구성될 Wi-Fi 네크워크에 미치는 영향이라는 측면에서 셀룰러 및 Wi-Fi 에코시스템과 관련하여 여러 가지 의견이 제시되어 왔습니다. 혁신 기술의 성능과 장단점을 파악하기 위한 최선의 방법은 실제와 비슷한 테스트베드를 사용하여 프로토타이핑을 실시하는 것입니다. 따라서 엔지니어와 연구자들이 실제와 비슷한 환경에서 알고리즘 성능의 장단점을 비교하고 평가해볼 수 있도록 해주는 변경 가능한 중립 프로토타이핑 플랫폼은 매우 중요합니다. 본 기술 백서에서는 내쇼날인스트루먼트(NI) USRP RIO 하드웨어와 NI LabVIEW Communications System Design Suite를 기반으로 한 플랫폼을 설명합니다.

내용

모바일 장비의 사용은 계속해서 기하급수적으로 증가하는 추세입니다. 표준화 기관에서는 4G 기술을 개선하는 동시에 새로운 5G 기술을 도입하여 데이터 속도와 네트워크의 용량을 향상시키려는 노력이 진행되고 있습니다.

본 기술 백서는 비면허(unlicensed) 스펙트럼을 활용하여 셀룰러 네트워크의 용량을 개선하려는 연구에 초점을 맞춥니다. 비면허 스펙트럼, 즉 5 GHz 대역을 활용하기 위해서는 해당 대역(Wi-Fi)에서 기존의 기술을 이용하거나 셀룰러 기술을 변형하여 채널을 직접 셀룰러 PHY 및 MAC 계층에 어그리게이션시켜야 합니다. 두 번째 방법에 대해서는 기존 및 향후에 구성될 Wi-Fi 네크워크에 미치는 영향이라는 측면에서 셀룰러 및 Wi-Fi 에코시스템과 관련하여 여러 가지 의견이 제시되어 왔습니다. 혁신 기술의 성능과 장단점을 파악하기 위한 최선의 방법은 실제와 비슷한 테스트베드를 사용하여 프로토타이핑을 실시하는 것입니다. 따라서 엔지니어와 연구자들이 실제와 비슷한 환경에서 알고리즘의 성능 장단점을 비교하고 평가해볼 수 있도록 해주는 변경 가능한 중립 프로토타이핑 플랫폼은 매우 중요합니다. 본 기술 백서에서는 내쇼날인스트루먼트(NI) USRP RIO 하드웨어와 NI LabVIEW Communications System Design Suite를 기반으로 한 플랫폼을 설명합니다. (리얼타임 LTE/Wi-Fi 공존 테스트베드의 부품 목록 보기)

기술 백서의 나머지 부분은 다음과 같이 구성됩니다. 섹션 2는 셀룰러 네트워크에서 비면허 대역을 활용하기 위해 제안되거나 이미 사용되고 있는 다양한 방법을 개괄적으로 살펴봅니다. 이 섹션에서는 무선 통신 에코시스템 중에서 가장 활발하게 논의되고 있는 LTE-U (LTE-Unlicensed) 및 LAA (License Assisted Access)라는 두 가지 방식에 필요한 설계 타겟 및 PHY 개선사항을 자세히 살펴볼 예정입니다. 섹션 3은 NI LabVIEW Communications System Design Suite와 802.11/LTE 어플리케이션 프레임워크를 사용하여 사례 연구를 위한 프로토타이핑 플랫폼을 생성하는 방법을 설명합니다. 섹션 4는 LTE-U 및 LAA의 성능과 Wi-Fi에 미치는 영향과 관련하여 플랫폼을 사용하여 얻은 결과를 소개합니다.

 

LTE/Wi-Fi 공존의 배경

1. 개요

셀룰러 네트워크 제공업체들은 특히 수요가 높은 핫스팟을 중심으로 하여 트래픽을 Wi-Fi 네트워크에 가끔씩 오프로드하는 형태로 이미 비면허 대역을 활용하고 있습니다[2]. LTE Release-13을 타겟으로 하는 3GPP의 LTE/Wi-Fi 어그리게이션(LWA) 연구 항목[3]은 여기서 한 단계 더 나아가 LTE와 Wi-Fi를 PDCP (packet data convergence protocol) 계층에 어그리게이션할 수 있도록 합니다. 양쪽 경우 모두, Wi-Fi 에어 인터페이스가 비면허 대역에 사용됩니다. 다음 섹션에서는 LTE 기반 에어 인터페이스를 비면허 대역에 사용하는 기술을 살펴봅니다.


LTE-U (LTE-Unlicensed)

LTE-U 포럼[4]에서 지정한 LTE-U는 비면허 대역이 LTE 하위 계층에 직접 통합될 경우 배포될 가장 첫 번째 기술로 기대를 모으고 있습니다. 이 독점 기술을 추진하고 있는 주요 기업으로는 Qualcomm, Verizon, Ericsson, 삼성 등이 있습니다.

LTE-U에서는 비면허 대역이 LTE 캐리어 어그리게이션 프레임 내에서 2차 셀(SCell)로 사용됩니다. 이 때 1차 셀(PCell)의 역할을 하게 될 라이센스 앵커가 존재합니다. 현재의 스펙에서 비면허 대역은 가끔씩 다운링크(DL) 트래픽에만 사용됩니다. 향후에는 업링크(UL) 역시 고려될 예정입니다.

LTE-U는 그림 1과 같이 LTE 웨이브폼의 주기 점유율 버전을 사용하여 비면허 채널에 접근합니다. LTE-U는 LTE-U 네크워크와 Wi-Fi 네트워크가 더욱 원활하게 공존할 수 있도록 알고리즘을 구현합니다. LTE-U 액세스 포인트(AP)는 Wi-Fi 및 기타 LTE-U 전송을 활발하게 살피며 네트워크 사용 패턴을 파악합니다. Wi-Fi 전송을 활발하게 수신하면 채널 타입(1차/2차), 패킷 타입, 패킷 길이 등을 해석할 수 있습니다. 이 정보는 채널 활용을 평가하는데 사용할 수 있으며, 그 결과 동적으로 채널을 선택하고 주기 점유율을 조정할 수 있게 됩니다. 주기 점유율을 조정하는 LTE-U가 사용하는 온라인 알고리즘을 CSAT (carrier sense adaptive transmission)라고 부릅니다[5]. 주기 점유율은 TON 및 TOFF 값을 적당하게 변경하거나 일부 TON를 건너뛰어 주기적으로 보다 긴 TOFF 시간을 생성함으로써 조정할 수 있습니다. 주기 점유율의 분해능은 LTE 서브프레임(1ms) 경계에 있습니다.

 

그림 1: LTE-U 웨이브폼 예제

 

LTE-U를 추진하는 사람들은 이러한 네트워크를 배포해도 Wi-Fi 네트워크 성능이 크게 저하되지 않는다는 결과를 보여주었습니다. 그러나 [7]과 같은 논문으로도 알 수 있듯이, 일각에서는 이러한 의견에 동의하지 않습니다. LTE-U에서는 일부 전문가들이 비면허 채널을 공정하게 공유하는데 필수적이라고 생각하는 LBT (listen before talk) 메커니즘(Wi-Fi에서 지연 주기 및 지수 백오프를 갖춘 CSMA/CA)을 구현하지 않기 때문입니다. 유럽이나 일본 등 일부 국가는 비면허 대역에 반드시 LBT를 사용하도록 규정하고 있으므로 이러한 지역에는 LTE-U를 배포할 수 없습니다. LTE-U의 본질에 대한 논쟁 때문에 LBT 없이 LTE-U를 배포할 수 있는 미국의 FCC와 같은 규제기관은 에코시스템에서 받은 피드백을 검토하고 추가적인 규제의 필요성을 평가하고 있습니다[8].

 

LAA (Licensed Assisted Access)

LAA는 비면허 대역에서 LTE를 사용하는 표준 방식입니다. 3GPP는 현재 LAA의 사양을 작성하고 있으며 초기 버전은 LTE Release-13의 일부로 공개되었습니다[9]. LTE-U와 마찬가지로 비면허 캐리어는 DL용으로만 사용되는 SCell의 역할을 하며, 항상 앵커인 라이센스 PCell이 존재합니다. 향후 버전에서는 UP 작업도 고려될 예정입니다.

LTE-U와의 주요 차이점은 LAA의 경우 전 세계를 대상으로 설계되었기 때문에 LBT 프레임워크가 포함되어 있다는 점입니다. 현재 다양한 옵션이 논의되고 있으며, 초기 지연 주기와 지수 백오프가 있는 Wi-Fi와 비슷한 시스템이 포함될 예정입니다. 그림 2는 예제 웨이브폼이며, 여기서 LBT는 채널을 감지하고 최대 10 LTE 서브프레임까지 전송 기회(TXOP)를 잡는데 사용됩니다.
Wi-Fi 제공업체들은 공개 표준 구축 과정에 참여할 수 있으며 LBT 설계가 뛰어난 공존 성능을 달성하는데 필수적이라고 생각하기 때문에 LTE-U보다 LAA를 선호합니다.

 

그림 2: LAA 웨이브폼 예제

 

2. LTE-U/LAA가 정의한 설계 타겟

3GPP는 LTE/Wi-Fi 공존 가능성이라는 연구 주제를 중심으로 하여 LAA를 추진하기 시작했으며[10], 특히 다음 설계 타겟을 충족시킬 수 있는지 여부를 평가하고 있습니다:

  • 지역에 관계없이 사용될 수 있는 글로벌 솔루션. 예를 들어 LBT를 구현하면 LBT의 의무 사용이 규정되어 있는 지역에서도 표준 준수 가능
  • LAA와 Wi-Fi의 효과적이고 공정한 공존
  • 여러 LAA 노드 사이의 효과적이고 공정한 공존

기술 보고서[11]에서는 이 두 가지의 공존이 가능하다고 결론짓고, 보다 자세히 연구해야 할 몇 가지 PHY 개선사항을 제시했습니다. 중요한 개선사항 중 몇 가지가 섹션 2.3에 설명되어 있습니다. 이러한 PHY 개선사항의 자세한 사양은 향후 추가적인 연구가 필요한 항목입니다[9].
한편 LTE-U는 주로 비면허 채널 접근에 LBT를 사용하도록 규정되어 있지 않은 미국, 한국, 중국, 인도 등의 지역을 타겟으로 합니다. 따라서 LTE-U의 설계 타겟은 위에 소개한 LAA의 세 가지 설계 타겟 중 마지막 두 가지만 해당됩니다.

 

3. 설계 타겟을 충족시키기 위한 PHY 개선사항

섹션 2.2에서 언급한 설계 타겟을 충족시키기 위해 LAA과 관련하여 다음과 같은 기능이 제안되었습니다:

  • 명확한 채널 진단을 포함한 채널 접근 프레임워크
  • 최대 전송 기간이 제한되어 있는 비연속 전송(Discontinuous transmission)
  • 캐리어 선택을 위한 UE 지원
  • AGC, 다양한 정밀도의 시간 및 주파수 동기화


이를 위해서는 다음 PHY 개선사항을 도입해야 합니다:

  • DTX (Discontinuous transmission)
  • LBT (Listen before talk)


LTE-U의 경우, 주기 점유율과 펑처링(puncturing)이 LTE 서브프레임의 분해능에서 LTE 프레임 구조에 적용됩니다. 비연속 전송을 구현할 때 LTE-U 패턴 지원을 포함시킬 수 있습니다.

 

비연속 전송

비면허 스펙트럼의 경우, 일본과 같은 일부 국가에서는 연속 전송을 허용하지 않으며 전송 버스트의 최대 기간에 제한을 두고 있습니다. 뿐만 아니라 몇 명의 사용자가 동시에 매체를 공유하게 되므로 채널에 연속 접근하는 것이 불가능할 때도 있으며. 이는 공정한 매체 공유를 위해서도 바람직하지 않습니다. 지금까지 LTE와 기타 셀룰러 표준은 연속 전송이 가능한 라이센스 스펙트럼 내에서 사용되어 왔으므로, 비연속 전송 기능을 추가하게 되면 몇 가지 설계상의 문제점이 발생합니다.

 

LBT (Listen Before Talk)

3GPP는 LAA의 글로벌 솔루션을 목표로 하며 일부 국가에서는 비면허 채널에 LBT를 의무적으로 사용하도록 규정하고 있으므로, LBT 기능은 LAA에 필수적입니다. [11]의 섹션 7.2.16과 섹션 8.2에 다양한 LBT 체계가 제시되어 있으며, 광범위한 성능 평가의 결과는 [11]의 섹션 8.3과 부록 B를 참조하십시오. LBT 카테고리 4 (Cat 4)는 대부분의 사용 예에 적합한 것으로 확인되었습니다. 본 기술 백서 전체에 걸쳐 LBT Cat 4 절차는 그림 3과 같이 취급하며, 이는 [11]의 그림 7.2.1.6-1의 DL LAA SCell Cat 4 LBT 절차의 흐름도에 상응합니다.

LBT Cat 4 절차는 장비에 전송할 패킷이 있을 때 시작됩니다. 장비는 초기 최적 채널 진단(iCCA)을 실시하여 지정된 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태인지 확인합니다. 채널이 유휴 상태로 확인될 경우 전송이 시작됩니다. 그렇지 않은 경우 장비는 슬롯에 따라 임의의 백오프 절차를 실시하며, 이 때 임의의 수는 경쟁 윈도우라고 부르는 지정된 간격에서 선택됩니다. 흐름도의 extended CCA (eCCA) 부분에서 볼 수 있는 것처럼 채널이 유휴 상태로 판명되면 백오프 카운트다운이 시작되며, 백오프 카운터가 0이 되면 전송이 시작됩니다.

그림 3: [14]에서 발췌한 LBT Cat4 절차

 

이 절차는 802.11 DCF MAC에서 사용되는 CSMA (carrier sense multiple access)와 유사합니다. 사실 이 알고리즘은 비면허 스펙트럼 공유와 관련하여 상당한 경험을 갖고 있는 802.11/Wi-Fi 전문가들의 피드백을 바탕으로 하여 개발되었습니다. 그러나 3GPP 참가기관들 사이에서 논의되어야 할 몇 가지 문제가 남아있습니다. 염두에 두어야 할 몇 가지 주요 차이점은 다음과 같습니다.

  • 모든 802.11 패킷의 첫 부분에 있는 802.11 레거시 트레이닝 필드는 고정된 알려진 시퀀스이며, 802.11 장비는 이것을 사용하여  채널이 사용중인 지 여부를 감지합니다. LAA/LTE-U 노드는 이 방법을 사용하여 감지 성능을 최적화할 수 있습니다. 그 외에도 에너지 감지를 기반으로 하는 방식이 있으며, 이 방법은 보다 간단하게 구현할 수 있는 반면 성능이 낮습니다.
  •  경쟁 윈도우는 전송이 성공하지 못했을 때 업데이트됩니다. 802.11 CSMA는 지수 백오프를 사용하지만 3GPP는 다른 체계들도 함께 검토하고 있습니다,

 

LTE-U/LAA 솔루션의 프로토타입 제작하기

 

4. 802.11 및 LTE 어플리케이션 프레임워크

각각 [12]와 [13]에서 확인할 수 있는 802.11과 LTE 어플리케이션은 이 LTE/Wi-Fi 공존 프로토타이핑 예제에서 기반 역할을 합니다. 아키텍처 및 프레임워크 구현에 대한 자세한 정보는 [14]의 802.11 어플리케이션 프레임워크 관련 기술 백서 및 [15]의 LTE 어플리케이션 프레임워크 기술 백서에서 확인할 수 있습니다. 본 기술 백서의 나머지 부분에서는 사용자가 LTE 어플리케이션 프레임워크 아키텍처 및 구현에 대한 지식을 가지고 있다고 가정합니다.

LAA 채널 접근 프레임워크는 802.11 채널 접근 체계와 매우 비슷하므로, LTE 어플리케이션 프레임워크 내에서 802.11 채널 접근과 관련된 모듈을 재사용하는 것은 LAA LBT 기능을 구현할 때 가장 기본적으로 생각할 수 있는 방법 중 하나입니다.


기존 LTE 어플리케이션 프레임워크를 확장하여 비연속 전송 및 Cat 4 LBT를 구현하기 위해서는 다음 모듈/서브시스템에 그림 4와 5같은 아키텍처 변경이 필요합니다:
     비연속 전송 및 수신을 위한 리소스 맵퍼, TX 트리거 메커니즘, 동기화 단위의 제어.
     LBT를 위한 새로운 채널 감지 단위와 TX 트리거 메커니즘의 통합.

 

 

그림 4: TX에서의 아키텍처 변경

 

그림 5: RX에서의 아키텍처 변경

 

 

5. PHY 개선사항 구현

이번 섹션에서는 비연속 전송 및 LBT 카테고리 4를 구현하는 방법을 설명합니다.

 

비연속 전송

비연속 전송비연속 전송은 전체 LTE 스케줄링 체계 속에서 매우 커다란 변화입니다. LTE 어플리케이션 프레임워크에서는 OFDM 부호 리소스 블록 할당 기능과 임베디드 TX 트리거 메커니즘을 활용하여 이 기능을 구현할 수 있습니다. 다음은 이 두 가지에 대한 설명입니다.

라디오 프레임 내에서 각 단일 OFDM 부호에 대해 리소스 블록 할당을 정의할 수 있습니다. 이 할당은 호스트에서 두 단계에 걸쳐 진행됩니다:

  1. 그림 6과 같이 서브프레임 단위로 하나의 라디오 프레임
  2. 그림 7과 같이 PRB에서 서브프레임 단위 및 OFDM 부호 단위.


이 방법을 사용하면 LAA의 최대 전송 작업 시간 및 LTE-U의 주기 시간, 펑처링, 마스터 주기의 설정을 지원할 수 있는 유연성을 확보하게 됩니다.

그림 6: 서브프레임 단위에서 라디오 프레임 정의

 

그림 7: PRB 및 OFDM 부호 단위에서 서브프레임 정의

 

LTE 어플리케이션 프레임워크는 이미 전송을 트리거하기 위한 여러 기능을 갖추고 있습니다. 비연속 전송의 요구사항을 충족시키기 위해 이러한 기능을 재사용 및 확장하게 됩니다. 두 가지 변경사항을 도입합니다:

 

  1. 그림 8에서 볼 수 있듯이 전송을 트리거하는 기능이 확대되었으며, 기존의 LTE 및 LTE-U에 필요한 라디오 프레임 기반 트리거에 채널을 감지하고 유휴 및 전송 가능 상태를 판단하는 LBT 기능이 추가되었습니다.
  2. 이 추가된 기능을 통해 그림 9와 같이 전체 라디오 프레임을 전부 전송하지 않고 미리 설정 가능한 개수의 서브프레임 TXOP를 전송할 수 있게 됩니다. 이 추가적인 파라미터 TXOP를 기반으로 하여, 비트 프로세싱 및 I/Q 기저 대역 프로세싱에서 몇 가지 카운터를 제어하여 전체 라디오 프레임 대신 TXOP 연속 서브프레임만 전송하도록 합니다. 그림 10과 같이 UE RX 측에도 추가적인 변경사항이 적용되었습니다.

 

그림 8: 라디오 프레임 기반 트리거 또는 LBT 기반 트리거를 선택

 

그림 9: TXOP 서브프레임으로 비연속 전송을 하기 위해 DL 트랜스미터를 조정

 

그림 10: TXOP 서브프레임으로 비연속 전송을 하기 위해 DL 리시버를 조정


LBT 카테고리 4

그림 11은 LBT Cat 4 구현 사례의 설정 기능을 보여줍니다. "Fixed Backoff”가 비활성화되면 임의의 백오프 절차가 적용됩니다. 현재의 버전에는 HARQ 피드백이 포함되지 않았기 때문에 백오프는 항상 [0, CWmax-1]의 사이에서 선택됩니다. 뿐만 아니라 에너지 감지의 임계점도 설정할 수 있습니다.

그림 11: LBT Cat 4 설정 기능

 

LBT Cat 4 최상위 레벨 모듈은 그림 12와 같이 상태 머신과 NI 802.11 어플리케이션 프레임워크의 전력 측정 단위로 구성되어 있습니다. 이 상태 머신의 목적은 LBT Cat 4 절차를 기반으로 하여 전력 측정 단위를 제어함으로써 정확한 채널 진단을 수행하고 적절한 시기에 비연속 전송을 트리거하는 것입니다. 그림 13에 소개된 상태 머신은 그림 3의 LBT 절차를 따릅니다.

현재의 코드 버전은 LAA LBT를 위한 802.11 프리앰블 감지 기능을 구현하지 않으나, NI 802.11 어플리케이션 프레임워크에는 필요한 블럭이 포함되어 있어 프리앰블 감지FMF 구현하기 위해 기능을 확장할 수 있습니다.

그림 12: LBT Cat 4 최상위 레벨 모듈

 

그림 13: LBT Cat 4 상태 머신

 

 

초기 결과

기본적인 원칙을 보다 잘 이해하기 위해 그림 14 및 15와 같이 LTE eNB를 나타내는 하나의 USRP RIO와 UE, 상용 Wi-Fi 구성요소를 사용하여 간단한 장치를 구성하였습니다. NI 802.11 어플리케이션 프레임워크를 USRP와 함께 사용하면 Wi-Fi 네트워크도 모방할 수 있습니다.

 

그림 14: 기본적인 LTE/Wi-Fi 공존 설정

 

그림 15: 연구실 환경에 구현한 기본적인 LTE/Wi-Fi 공존 설정

 

그림 16에서, 첫 번째 결과는 LTE-U 사용 예에 해당합니다. 이 경우, 연속적인 DL 서브프레임 수와 라디오 프레임 한 개 사이의 비율을 변경하면 LTE-U 주기 점유율이 달라집니다. 플롯은 그에 따른 Wi-Fi와 LTE-U 링크의 스루풋 변화를 보여줍니다. 이 결과는 예상한 바와 일치하며, LTE-U 주기 점유율을 낮추면 Wi-Fi 스루풋이 높아지고 주기 점유율을 높이면 Wi-Fi 스루풋이 낮아집니다.

 

그림 16: 다양한 주기 점유율 비율에 따른 레거시 Wi-Fi 802.11a와 LTE-U의 정규화된 스루풋.

 

그림 17은 LAA eNB에 여러 CCA 에너지 감지 임계점 값을 설정했을 때 Wi-Fi 11ac VHT40과 LAA LBT Cat 4 시스템의 스루풋이 각각 어떻게 변하는지 보여줍니다. Wi-Fi 11ac VHT40 노드와 LAA 노드 모두 대략 -67 dBm의 RSSI에서 서로를 바라보게 됩니다.
보다 많은 실험 및 결과는 3GPP에서 발간한 [16] 및 [17]에서 확인할 수 있습니다.

그림 17: 다양한 LAA CAA 에너지 감지 임계점에서 Wi-Fi 802.11ac VHT40 및 LBT cat 4를 갖춘 LAA의 스루풋

 

 

결론

NI 802.11과 LTE 어플리케이션 프레임워크는 LTE와 Wi-Fi의 공존을 연구하기 위한 중립적인 플랫폼의 필요성이 대두되면서 어플리케이션 구축의 유용한 솔루션으로 사용되어 왔습니다. 이미 제안되었거나 미래에 발표될 어떠한 공존 방법도 이 테스트베드를 사용하여 구현할 수 있습니다.

본 기술 백서에서는 LTE와 Wi-Fi의 PHY 계층 공존을 연구할 수 있도록 기본적인 개념 및 아키텍처, 필수적인 구성요소를 살펴보았습니다. 특히 다음과 같은 기능의 설계를 설명하였습니다.

  • 비연속 전송
  • LBT (Listen Before Talk)

비연속 전송 기능을 구현하면 LTE-U뿐만 아니라 LAA도 지원할 수 있게 됩니다. 이 기능은 손쉽게 설정이 가능하므로 CSAT 알고리즘과 같은 알고리즘을 간단하게 플러그인하여 LTE-U 주기 점유율을 제어할 수 있습니다. 비연속 전송을 설정 가능한 LBT Cat 4와 함께 조합하면 LAA 채널 접근 프레임워크의 백본을 구축할 수 있으며 추가적인 연구는 물론 실제 실험에도 활용 가능합니다. 지금까지의 초기 결과는 이 테스트베드와 툴을 LTE-U와 LAA에 활용할 수 있음을 증명해주고 있습니다.

이 프로토타입을 사용하면 LTE-U의 주기 점유율, LAA의 TXOP, CCA 에너지 감지 임계점, 경쟁 윈도우 크기를 손쉽게 설정할 수 있기 때문에 다양한 실험을 통해 LTE와 Wi-Fi가 공존할 수 있는 방법 및 다양한 사용 예에서 파라미터를 최적화하는 방법을 보다 심도 깊게 이해할 수 있습니다. 또한 개방형 아키텍처이므로 손쉽게 구조를 수정하거나 확장하여 더욱 정교한 공존 체계를 구축할 수 있습니다.

이와 같이 NI 802.11 및 LTE 어플리케이션 프레임워크를 기반으로 한 LTE/Wi-Fi 공존 프로토타이핑 예제는 다음 경우에 즉시 사용할 수 있는 솔루션입니다

  • 개발 엔지니어들이 테스트베드 내에서 중립 솔루션을 실행할 때
  • 배포 엔지니어들이 배포와 관련된 특정한 사용 예와 시나리오를 위해 적절한 작동 포인트를 찾을 때
  • 과학자들이 고정 및 애드혹 무선 시스템의 융합을 연구할 때
  • D2D [18], LWA [3], MulteFire [19] 등의 다른 LTE / Wi-Fi 공존 방식을 테스트하고 프로토타이핑하기 위해 기능을 확장할 때.

다음 단계

 

참고문헌

[1]

3GPP, "RAN 5G Workshop," 19 September 2015. [Online]. Available: http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1734-ran_5g.

[2]

Ruckus Wireless, "Hotspot 2.0," [Online]. Available: http://www.ruckuswireless.com/technology/hotspot2.

[3]

3GPP, "RP-151114: ​LTE-WLAN Radio Level Integration and Interworking Enhancement," 2015.

[4]

LTE-U Forum, [Online]. Available: http://www.lteuforum.org.

[5]

Qualcomm Technologies, Inc., "LTE-U Technology and Coexistence," LTE-U Forum Workshop, 28 May 2015. [Online]. Available: http://www.lteuforum.org/workshop.html.

[6]

Qualcomm, "On LTE-U/WiFi Coexistence," Wi-Fi LTE-U Coexistence Test Workshop, November 2015. [Online]. Available: http://www.wi-fi.org/file/wi-fi-lte-u-coexistence-test-workshop-presentations-november-2015.

[7]

N. Jindal, D. Breslin and A. Norman, "LTE-U and WiFi: A Coexistence Study by Google," Wi-Fi LTE-U Coexistence Test Workshop, November 2015. [Online]. Available: http://www.wi-fi.org/file/wi-fi-lte-u-coexistence-test-workshop-presentations-november-2015.

[8]

FCC, "Proceeding 15-105: Office of Engineering and Technology and Wireless Telecommunications Bureau Seek Information on Current Trends in LTE-U and LAA Technology," 2015. [Online]. Available: http://apps.fcc.gov/ecfs/proceeding/view?name=15-105.

[9]

3GPP, "RP-151045: New Work Item on Licensed-Assisted Access to Unlicensed Spectrum," 2015.

[10]

3GPP, "RP-141664: Study on Licensed-Assisted Access using LAA," 2014.

[11]

3GPP, "36.889, v1.0.1: Study on Licensed-Assisted Access to Unlicensed Spectrum," 2015.

[12]

"LabVIEW Communications 802.11 Application Framework," National Instruments, [Online]. Available: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/ko/nid/213084.

[13]

"LabVIEW Communications LTE Application Framework," National Instruments, [Online]. Available: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/ko/nid/213083.

[14]

"LabVIEW Communications 802.11 Application Framework White Paper," National Instruments, [Online]. Available: http://www.ni.com/product-documentation/52533/ko/.

[15]

"LabVIEW Communications LTE Application Framework White Paper," National Instruments, [Online]. Available: http://www.ni.com/white-paper/52524/ko/.

[16]

"3GPP RAN1#82: Experimental Results on Coexistence of DL LAA and Commodity Wi-Fi Network with Cat 2 LBT," National Instruments, August 2015. [Online]. Available: http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_82/Docs/R1-154740.zip.

[17]

"3GPP RAN1#83: Experimental Results on Impact of Energy Detection Threshold for DL LAA," National Instruments, November 2015. [Online]. Available: http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_83/Docs/R1-156622.zip.

[18]

A. Asadi, V. Mancuzo and R. Gupta, "An SDR-based Experimental Study of Outband D2D Communications," in IEEE INFOCOM , San Francisco, 2016.

[19]

Qualcomm, Inc., "Introducing MulteFire: LTE-like Performance with WiFi-like Simplicity," June 2015. [Online]. Available: https://www.qualcomm.com/news/onq/2015/06/11/introducing-multefire-lte-performance-wi-fi-simplicity.