LTE 시스템의 상향링크 제어채널 검출 성능

Abstract

LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 단말기는 eNodeB 에게 하향링크 신호 수신에 대한 응답으로 HARQ acknowledgement, 채널상태보고 (Channel Statement Information, CSI), 스케줄링 요청과 같은 제어정보를 상향링크 제어채널 PUCCH (Physical uplink Control Channel)를 통하여 전송한다. 단말기는 보내야 하는 제어정보의 종류 및 데이터 양의 따라 사용할 수 있는 여러 개의 PUCCH 포맷이 존재한다. 단말기는 여러 개의 PUCCH 포맷 중 하나의 포맷을 사용하여 PUCCH 를 전송하게 된다. PUCCH 를 전송하는 단말기의 존재 유무를 확인하기 위해 eNodeB 에 위치하는 상향링크 수신기는 제어신호를 사용하여 단말기가 전송하는 제어채널 PUCCH 의 전송 유무를 확인한다. 상향링크 수신기는 단말기가 할당된 시퀀스를 사용하여 제어채널 PUCCH 를 전송하였는지를 확인한다. 하지만, 단말기가 할당 되지 않은 시퀀스를 사용하여 제어채널 PUCCH 를 전송한다면 상향링크 수신기에서 간섭 신호로 작용하여 오경보 발생 빈도가 높아지게 된다. 본 논문은 LTE 시스템에서 상향링크 제어채널 PUCCH 검출성능을 살펴본다. eNodeB 에 위치하는 상향링크 수신기에서 검출성능은 두 가지 성능척도인 검출확률(Detection probability, 𝑃𝑃D )과 오경보 확률(False alarm probability, 𝑃𝑃FA)을 통하여 확인한다. 검출성능을 확인 하기 위해 수신기에서 단말기가 PUCCH 전송에 사용 하는 제어신호의 시퀀스를 사용한다. 검출확률 ii 𝑃𝑃D는 단말기가 할당 된 시퀀스를 전송하였을 경우 수신기에서 PUCCH가 검출 되었다고 판단할 확률로 정의 하였다. 수신기에서 오경보 확률 𝑃𝑃FA는 두 가지 경우에 대하여 확인 하였다. 첫 번째 경우는 AWGN 에 의해 발생되는 오경보 확률 𝑃𝑃FA이다. 두 번째 경우는 AWGN 과 단말기가 할당 받지 않은 시퀀스를 전송하여 발생되는 오경보 확률 𝑃𝑃FA이다. 첫 번째 경우는 오경보 확률 𝑃𝑃FA = 10−3을 만족할 때 Es/𝑁𝑁0 = 0 dB를 가지면서 수신기는 90% 이상의 검출확률 𝑃𝑃D 을 얻을 수가 있었다. 두 번째 경우 수신기는 90% 이상의 검출확률 𝑃𝑃D를 얻기 위해서는 𝐸𝐸s/𝑁𝑁0는 6 dB 이상을 가져야 하는 것을 확인하였다. 또한 새로운 검출 값 를 통하여 검출 성능을 확인하였다. 새롭게 정의한 검출 값은 수신기에서 여러 subframe 동안 수신한 값의 평균 값으로 정의하였다. 새로운 검출 값을 통하여 𝐸𝐸s/𝑁𝑁0 = 0 dB를 가지면서 수신기에서 90% 이상의 검출확률 𝑃𝑃D를 얻을 수 있었다.