Mobile WiMAX 시스템에서 영상스트림 전송을 위한 AMC 적용 연구

Abstract

이동 무선 환경에서는 단말의 이동 속도 및 주변 전파 환경에 따라 통신에 영향을 주는 많은 제한 사항들이 있다. 거리에 따른 경로감쇄, 장애물 등에 의한 전파 음영, 전파 산란 등에 의한 다중경로 페이딩이 대표적인 현상이다. 이러한 영향들을 극복하기 위하여 적응적 부반송파 또는 전력 할당, 적응형 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation Coding) 기법 등 다양한 기법들이 연구되어 왔으며 그 중 대표적인 것이 적응형 변조 및 코딩(AMC) 기법이다. 이 기법은 단말과 기지국 사이의 채널 상태에 따라 변조 및 코딩률을 동적으로 조정함으로써 통신 품질을 유지하면서 대역폭 이용 효율을 극대화 할 수 있는 기법으로 채널의 CINR(Carrier-to-Interference-plus- Noise Ratio)에 따라 해당하는 AMC 기준 단계를 설정하여 동작하도록 하는 기법이다. 본 논문에서는 감시 및 원격제어 시스템으로 사용되는 상향 링크가 향상된 Mobile WiMAX 시스템에서 영상스트림 전송 시의 사용자 만족도를 유지하기 위하여 AMC를 적용한 방식을 제안한다. 다양한 환경에서 측정한 AMC 단계별 CINR 기준 측정값들을 통하여 영상스트림의 품질에 기준한 AMC 기준 값들을 설정한다. 그리고 잦은 단계 변화와 과도한 단계 변화를 막기 위하여 1dB의 Hysteresis 구간을 적용한다. 적용된 AMC 기준 값들은 채널 모의기를 통하여 채널 모델에 대한 차이를 분석하고, 최종 필드 적용 시험을 통하여, AMC 단계별 기준 값들을 +5dB만큼 상향 조정하여 다양한 환경에서 PER 5% 기준을 만족하도록 단계별 CINR 기준 값들을 재설정 한다. 이 결과 다양한 환경에서 영상스트림의 PER(Packet Error Rate) 요구조건을 만족하면서도 유사한 패킷 손실률을 보이는 고정된 QPSK 1/2보다 채널 변화에 따른 데이터 전송량을 4배 이상 향상시킬 수 있음을 확인한다.