LTE 단말기의 오디오 간섭 영향 연구 :(A) study on the audio interference effect of LTE user equipment

심용섭

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자료유형: 학위논문

저자정보: 심용섭 (공주대학교, 공주대학교 대학원)

지도교수: 이일규

발행연도: 2014

저작권: 공주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

LTE 단말기의 오디오 간섭 영향 연구

심용섭 정보통신공 2014.01 학위논문

2012

LTE 단말기에 의한 스피커의 오디오 잡음에 관한 실험

심용섭 , 최성웅 , 박승근 대한전자공학회 학술대회 2012.06 학술대회자료

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본 연구는 LTE 단말기에 의해 음향기기에서 발생한 오디오 잡음 현상에 관한 것으로, LTE 서비스의 도입으로 인해 발생하는 간섭 문제에 대한 대책 마련의 일환으로 수행되었다.
이론적 해석을 통해, 시간영역에서 LTE 송신 신호의 특성에 따라 주파수 영역에서 발생하는 스펙트럼의 특성이 갖는 상관관계를 도출하여 음향기기에 유입되는 LTE 간섭 신호의 크기는 단말기 신호의 진폭에 의해 결정된다는 것을 유도하였다. 또한, 전력제어 알고리즘을 고려한 실 환경 기반의 시뮬레이션을 수행하여 셀 안에 위치하는 단말기 송신전력의 크기분포로부터 반경 1 km에 대한 대표값으로 송신전력 10 dBm을 계산하였으며 전자파반무반사실에서 LTE 송신 전력에 따라 발생하는 오디오 잡음을 측정하여 사람의 귀로 인지 되지 않는 배경 잡음(42.2 dB) 수준의 오디오 잡음 수준을 일으키는 단말기 전력 10 dBm을 도출하였다. 분석 및 실험 결과, 셀 반경 1 km를 가지는 LTE 기지국은 약 10 dBm의 단말기 송신 전력을 형성하여 배경 잡음 수준의 오디오 잡음(42.2 dB)을 유발하게 되고 이에 따라 사용자는 LTE 단말기에 의한 오디오 잡음을 인지하지 못하게 된다.
결론적으로 LTE 기지국의 증설 현황을 고려했을 때, 현재 문제가 되는 음향기기의 오디오 잡음 현상은 현저하게 줄어들 것으로 판단된다. 향후 본 연구는 LTE 서비스 도입을 고려하고 있는 국가 및 서비스 사업자들에게 LTE 서비스의 운영 및 활성화를 위한 정책 마련에 기여할 것으로 판단된다.

In this thesis, the acoustic noise due to long term evolution (LTE) user equipment (UE) is investigated with various transmitting power of the LTE UE by using the Monte Carlo method in a practical acoustic noise experiment.
Recently. it was reported that an acoustic noise is generated from audio devices such as speakers and headsets operating at an audio frequency band of 20 Hz to 20 kHz due to the transmit switching characteristics of LTE UE in a situation in which the LTE UE devices are transmitting in close proximity to the audio devices. Thus, there is a need to investigate the acoustic noise of audio devices caused by the LTE UE devices.
In practical situation, an amplitude and a pulse width can be changed randomly on the basis of the LTE signal transmitting mechanism. The transmitting power level of LTE UE in accordance with only the variation of amplitude should be considered to analyze the impact of the audible harmonics of the LTE UE on audio devices.
Also, we studied the relationship between the LTE UE transmitting power and the cell radius of the LTE radio network through Monte Carlo simulation. The simulation results show that the cell radius is reduced to cover the increasing number of LTE UE devices per unit area. Also, the reduction of the cell radius leads to a decrease in the transmitting power of the LTE UE through the power control mechanism. A transmitting power of 10 dBm with a cell radius of 1 km is required to meet a Cumulative Distribution Function (CDF) of 95 %. Then, an experiment associated with acoustic noise is carried out to examine the compatibility between audio devices and LTE UE devices.
Based on simulation and experiment results, this thesis presented the impact of LTE UE transmitting power on audio device. The characteristics of the LTE UE signal and the generation of acoustic noise were reviewed. The transmitting power of the LTE UE, cell radius, and acoustic noise were analyzed through both simulation and practical experiment to ensure the compatibility between the LTE UE devices and the audio devices.
In conclusion, we found that acoustic noise was not perceived when the LTE UE transmitting power is was 10 dBm or below with a cell radius of 1 km on the LTE radio network. In the future, it is expected that the research results in this thesis will be helpful for service providers and government administrators who are involved in the vitalizations of LTE services.

1. 서 론8
1. 연구 배경 및 필요성 9
2. 연구 방법 및 내용 10
2. 음향기기의 오디오 잡음11
1. 오디오 잡음 11
2. 발생 원인 16
3. GSM 오디오 잡음 19
3. LTE 단말기의 신호 특성23
1. 신호 분석23
2. 신호 비교 31
3. 신호 측정35
4. LTE 단말기의 송신 전력 분포 시뮬레이션44
1. 업링크 통신 시나리오44
2. 시뮬레이션 분석 절차46
3. 송신 전력 분포52
4. 실 환경 측정56
5. 음향기기의 오디오 잡음 측정 실험59
1. 실험 구성도59
2. 오디오 잡음 결과62
3. 단말기 송신 전력 예측69
4. 연구 결과 분석71
6. 결 론72
참고 문헌73
감사의 글78

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