가. 문제 및 해결 방법
LMR(Land Mobile Radio)는 공공안전, 산업업무현장, 교통, 교육, 공익, 군사, 정부, 건설, 광업, 등에서 널리 사용되는 중요한 업무 수단이다. 특히, 면허가 필 요 없는 아날로그 생활 무전기 시장은 최근 뷔페(buffet) 식당과 같은 대형 요식 업 등과 중소형 서비스업에서 널리 사용되기 시작하면서 빠른 속도로 성장하고 있다.
아날로그 무전기는 PPT(Push-to-Talk) 기능을 이용하여 전화번호 없이 상시 통화가 가능한 장점이 있는 반면, 송신과 수신이 동시에 이루어질 수 없는 반이 중통신(Half-Duplex) 방식을 사용하기 때문에 사용자들이 많은 불편을 호소하고 있는 상황이다.
최근 IFD 기술의 상용화 실용성이 검증되면서 IFD 기술을 무전기에 적용할 경 우 추가 주파수 사용없이 그동안의 소비자 불편사항인 PPT의 문제를 해결할 수 있다.
나. 목표 기술
아날로그 무전기에 IFD를 적용하기 위해서는 아날로그 도메인에서 독립적으로 구현 가능한 자기간섭신호제거 시스템 아키텍처 개발 및 개발된 아키텍처의 구현 이 필요하다.
아날로그 무전기의 경우 디지털 영역이 없이 때문에 디지털 SIC 모듈의 개발이 필요하지 않으며, 따라서 IFD 기술의 조기 개발 및 상용화가 가능하다.
<그림 1-5>은 본 과제에서 개발하고자 하는 아날로그 SIC 모듈을 포함한 아날 로그 무전기의 내부 구조를 도시하고 있다. 송신부에서 수신부로 유입된 자기간섭 신호가 자기간섭신호 제거 모듈에 의해서 대부분 제거되어는 모습을 설명하고 있 다.
<그림 1-5> 목표 기술: 아날로그 무전기의 자기간섭신호 제거 원리 개념도
<그림 1-6>은 기존의 무전기와 IFD 무전기의 동작 원리를 설명한 것이다. 기존의 무전기의 경우 송신과 수신이 동시에 이루어질 수 없기 때문에 사용자가 송신을 원 하는 경우 PPT 버튼을 누른 뒤 송신을 하고, 그 이외의 시간에는 수신 모드로 동작 하는 TDD 방식을 사용하기 때문에 사용에 불편함이 있었던 반면, IFD 무전기의 경 우 송신과 수신이 동시에 이루어질 수 있어 그러한 불편함이 없다.
(a) 기존의 무선기 (b) IFD 무전기
<그림 1-6> 기존의 무전기와 IFD 무전기의 비교
다. 경쟁 기술 및 제품
IFD 기술 개발에 가장 앞서있는 회사는 Stanford 대학의 교수 및 연구원들이 설립한 Kumu Networks로 아날로그 및 디지털 도메인을 합하여 총 110 dB의 자기간섭신호 제거 성능을 시연한 바 있다. 그러나 Kumu Networks의 자기간섭 신호 제거 기술의 경우 아날로그 SIC 모듈의 독립성이 보장되지 않는 구조로 그 시스템 파라미터를 디지털 도메인에서 추정한 후 아날로그 시스템에 적용하는 구 조를 가지며, 따라서 자기간섭신호 모듈의 칩셋화 등이 용이하지 않고 추정된 파 라미터에 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다.
아키텍처 측면에서 가정 효율적인 구조를 개발한 곳은 Intel로 아날로그 SIC 모듈이 디지털 도메인의 도움 없이 독립적으로 동작하는 구조를 가진다. 그러나 Intel의 자기간섭 모듈은 그 구조가 최적화 되어있지 않아서 많은 수의 능동 소자 를 사용하고 있으며, 따라서 많은 양의 잡음 및 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
유럽의 FP7의 DUPLO 프로젝트도 2015년 1단계 프로젝트를 완료하였으며 향 후 기술개발 동향을 주시할 필요가 있다.
Rice 대학의 경우 초기 IFD 기술 연구에서 Stanford 대학과 경쟁하면서 많은 논문을 발표하였으나 Rice 대학의 경우 시스템 내 자기간섭신호 제거 보다는 채
널 특성과 안테나 구조 및 배치를 이용한 접근 방법에 치중하여 왔다.
<그림 1-7>은 예상되는 아날로그 SIC 칩셋의 형상도이다.
<그림 1-7> 아날로그 SIC 칩셋 (예정)