실시간 다중간섭 신호발생기와 이를 이용한 주파수간섭 분석 테스트베드 :Real-time Multiple Interference Signal Generator and its Application to Frequency Interference Analysis Test-bed

박진수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박진수 (국민대학교, 국민대학교 대학원)

지도교수: 장병준

발행연도: 2016

저작권: 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2016

실시간 다중간섭 신호발생기와 이를 이용한 주파수간섭 분석 테스트베드

박진수 2016.01 학위논문

2015

비면허기기 간 실시간 주파수간섭 분석 테스트베드 구현

박진수 , 윤현구 , 장병준 한국전자파학회논문지 2015.06 학술저널

WLAN과 WPAN 간 주파수 간섭 분석 테스트베드 구현

박진수 , 윤현구 , 장병준 한국통신학회 학술대회논문집 2015.01 학술대회자료

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본 논문에서는 실제 무선 트래픽 환경을 모델링할 수 있는 실시간 다중간섭 신호발생기를 제안하고, 이를 이용한 테스트베드를 구현하였다. 무선기기는 동일한 주파수를 사용하는 주변 무선기기의 영향을 받으므로 다양한 주파수간섭 환경에서의 성능 분석이 필수적이며, 이는 무선기기의 수가 급속히 증가하는 추세에 따라 점점 더 중요해지고 있다. 주파수간섭 환경은 피간섭원과 간섭원 간의 이격거리, 간섭원의 수, 채널 환경에 따라 변할 뿐만 아니라 출력 전력, 변복조 방식 등의 물리 계층과 CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access ? Carrier Avoidance) 와 같은 MAC (Media Access Control) 계층 규격에 따라서도 변한다. 이에 본 논문에서는 복수 개의 간섭원이 생성하는 무선 트래픽 뿐 만 아니라 간섭원의 물리 계층 및 MAC 계층 규격을 소프트웨어로 자유롭게 조정할 수 있어 실제 간섭 환경을 쉽게 모델링할 수 있는 실시간 다중간섭 신호발생기를 제안하였다. 제안된 다중간섭 신호발생기의 RF부는 범용 SDR (Software Defined Radio) 보드인 USRPTM (Universal Software Radio Peripheral)를 이용하였고, 신호처리부는 LabVIEWTM 프로그램으로 구현하였다. 구현된 다중간섭 신호발생기의 검증을 위해 Wi-Fi Access Point 1개와 2 개의 Wi-Fi 노드로 구성된 간섭 상황에서의 Wi-Fi 무선 트래픽을 생성하고 이를 오실로스코프와 스펙트럼 분석기를 통해 확인하였다. 또한, 구현된 다중간섭 신호발생기의 성능 검증을 위해 2.4 GHz Zigbee 송수신기를 피간섭원으로 2.4 GHz Wi-Fi를 간섭원으로 하는 주파수간섭 분석 테스트베드를 구축하였다. 테스트베드를 이론 및 시뮬레이션과 BER (Bit Error Rate) 측면, PER (Packet Error Rate) 측면에서 비교 검증하였고, 검증 결과 제안된 시스템이 다양한 주파수간섭 환경을 분석할 수 있음을 확인하였다.

Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 주파수간섭 분석방법 개요 6
2.1 주파수 영역에서의 간섭분석 방법 6
2.2 공간 영역에서의 간섭분석 방법 10
2.3 시간 영역에서의 간섭분석 방법 14
Ⅲ. 물리 계층에서의 주파수간섭 분석 시스템 18
3.1 소프트웨어 기반 모뎀 18
3.1.1 Zigbee 모뎀 19
3.1.2 Wi-Fi 모뎀 22
3.2 주파수 간섭원 및 피간섭원 구현 25
3.2.1 NI-USRP를 이용한 HW 연동 25
3.2.2 간섭원 및 피간섭원 구현 및 검증 29
3.3 주파수간섭 분석 시스템 구현 및 검증 35
3.3.1 주파수간섭 분석 시스템 구현 35
3.3.2 Zigbee 간섭하에 Wi-Fi 성능 분석 결과 38
3.3.3 Wi-Fi 간섭하에 Zigbee 성능 분석 결과 40
Ⅳ. 실시간 다중간섭 신호발생기 제안 42
4.1 실시간 다중간섭 신호발생기의 필요성 42
4.2 실시간 다중간섭 신호발생기의 개념 43
4.3 제안한 다중간섭 신호발생기의 검증 47
4.3.1 간섭상황별 스위치 제어 파형. 47
4.3.2 간섭상황별 다중간섭 신호발생기의 실제 출력 파형 51
Ⅴ. 제안된 다중간섭 신호발생기를 이용한 주파수간섭 분석 테스트베드 54
5.1 제안된 주파수간섭 분석 테스트베드 구성 54
5.2 제안된 주파수간섭 분석 테스트베드 검증 결과 57
5.2.1 OTA (Over the Air) 검증 결과 57
5.2.2 Conductive 검증 결과 63
Ⅵ. 결 론 66
참고문헌 67
Abstract 69
Appendix ⅠSimulink 71
Appendix ⅡLabVIEW 72
Appendix Ⅲ Markov chain MATLAB 소스 73
Appendix Ⅳ NI USRP 시작하기 76

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