본 논문에서는 현재 3GPP에서 진행되고 있는 차세대 이동통신 기술 표준, 즉 LTE 시스템의 하향링크 전송방식의 수신성능을 향상시키기 위해 기지국(BS)과 단말(MS) 사이에 릴레이(RS) 설치를 제안하고, BS의 위치와 설치된 RS의 거리를 각각 500m, 1000m로 하고 RS의 전송방식을 OFDMA와 SC-FDMA를 선택함으로써 수신성능을 높이기 위한 연구를 수행 하였다. 연구결과 RS의 위치가 BS와 가까울수록 RS에서는 SC-FDMA를 사용하는 것이 좋게 나왔고, 반대로 BS와 RS의 거리가 멀어질수록 RS에서는 OFDMA를 사용하는 것의 성능이 좋은 것으로 나왔다. 또한 BS와 MS 거리의 중심지역에서는 그 상황에 맞는 전송방식을 사용함으로써 시스템의 수신성능을 향상시킬 수 있었다. 본 논문에서 시뮬레이션 한 결과를 토대로 실제 LTE 시스템에 적용하였을 때, 셀 커버지지를 확장 시켜 시스템 전체의 수신성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 보였다.
차세대 이동통신 시스템 규격으로서 3GPP LTE-Advanced (Third Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced)는 급격하게 증가하는 무선 데이터 트래픽 요구를 해결하기 위해 펨토 셀 혹은 피코 셀과 같은 소형 기지국 및 단말과 단말 사이에 근거리 통신을 수행하는 D2D (Device-to-Device) 통신 방식을 도입하였다. 대형 기지국인 매크로 셀과 소형 기지국인 펨토 셀과 피코 셀 그리고 D2D 통신이 한 개의 셀 내에 혼재하면서 생기는 다양한 간섭 상황이 정리되었으며, 이를 해결하기 위해서 다양한 주제 범위에서 연구가 되었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 HetNet (Heterogeneous Network)에서 매크로 셀과 타 기종 네트워크 사이의 간섭을 관리하고 주파수 효율성을 높일 수 있는 간섭회피 방법을 제시한다. 본 논문에서 고려하는 CCN (Cluster Coordinator Node)의 도움을 받는 셀간 간섭회피 방법은 하나의 MeNB (Macro enhanced Node-B)와 다수 소형 셀들이 공존하는 HetNet 환경에서 다수 소형 셀들을 하나의 CCN이 관리하는 구조를 고려한다. HetNet에서 셀간 간섭관리를 위한 구체적인 방법으로 본 논문에서는 CCN 영역 내에 사용자들의 간섭회피를 위한 자원할당 방법을 제안하고, 이들 성능을 시스템 레벨 모의시험을 통해 검증하였다.
As people increasingly rely on mobile networks in modern society, mobile communication security is becoming more and more important. In the Long Term Evolution/System Architecture Evolution (LTE/SAE) architecture, the 3rd Generation Partnership (3GPP) team has also developed the improved Evolved Packet System Authentication and Key Agreement (EPS AKA) protocol based on the 3rd Generation Authentication and Key Agreement (3G AKA) protocol in order to provide mutual authentication and secure communication between the user and the network. Unfortunately, the EPS AKA also has several vulnerabilities such as sending the International Mobile Subscriber Identity (IMSI) in plain text (which leads to disclosure of user identity and further causes location and tracing of the user, Mobility Management Entity (MME) attack), man-in-middle attack, etc. Hence, in this paper, we analyze the EPS AKA protocol and point out its deficiencies and then propose an Efficient and Security Enhanced Authentication and Key agreement (ESE-EPS AKA) protocol based on hybrid of Dynamic Pseudonym Mechanism (DPM) and Public Key Infrastructure (PKI) retaining the original framework and the infrastructure of the LTE network. Then, our evaluation proves that the proposed new ESE-EPS AKA protocol is relatively more efficient, secure and satisfies some of the security requirements such as confidentiality, integrity and authentication.
본고에서는 최근 빠르게 발전하고 있는 모바일 네트워크 보안 기술 동향에 대해서 살펴본다. 특히 모바일 네트워크의 발전으로 최근 관심이 집중되고 있는 이기종 망간 인증 연동에 대해 3GPP 진영과 IEEE 진영에서의 표준화 기술 동향을 살펴본다. ITU-R에서는 차세대 모바일 네트워크 (4G)인 IMT-Advanced에 대한 표준화일정 및 표준 요구사항 등을 정의하여 2008년부터 본격적인 표준화 논의를 시작하였다. 이에 따라 3GPP와 IEEE에서는 ITU-R의 IMT-Advanced의 표준 요구사항을 충족하는 표준 기술로 LTE-Advanced와 802.16m에 대한 기술 논의를 ITU-R의 표준화 일정에 따라 진행하고 있으며 표준화 및 전 세계 시장 선점을 위해 치열한 경쟁을 하고 있다. 이러한 모바일 네트워크 환경의 고도화로 관심이 증가하고 있는 이기종 망간 인증연동 기술에 대한 표준화 동향을 살펴본다.
5G 네트워크 기술은 4G LTE 이동 통신 기술의 후속 기술로서, ITU-R, ITU-T, NGMN, 3GPP 등의 표준화 그룹을 중심으로 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 새로운 Clean-slate 형태의 이동 통신 시스템 및 네트워크 구조를 설계 중이다. 특히 다양한 5G 융합 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 서비스 및 네트워크 자원의 독립성 및 유연성을 지향하는 네트워크 슬라이싱을 적용하고, ETSI NFV 네트워크 기능 가상화 기술을 포함하는 네트워크 관리 구조를 도입하고자 한다. 본고에서는 5G 네트워크 슬라이싱 기술 및 5G 네트워크 관리 기술의 개념 및 요구사항을 분석하고, 이에 대해 3GPP SA WG2 및 SA WG5에서 진행 중인 표준화 현황을 소개한다.
최근 사물지능통신에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 사물지능통신은 인간의 개입 없이 네트워크를 통해 사물 또는 기기들 사이에서 데이터를 주고받는 통신으로 정의하고 있다. 사물지능통신을 위한 네트워크 인프라 기술에 대한 논의가 3GPP, ETSI, IETF 등에서 활발히 논의 중이다. 더불어 사물지능통신의 응용에 따라서 기반 인프라가 결정될 것으로 보고 있다. 특히 3GPP에서는 LTE 네트워크 기반의 Machine Type Communications 기술 표준 기술이 논의 중이다. 본 논문에서는 사물 지능 통신에 사용될 인프라 기술 중 디바이스를 위한 식별자 구조에 대한 연구 동향을 기술하고 새로운 식별자 체계 기술을 제안한다.
우리나라는 세계 최초로 초고속 초연결 초저지연의 5G 이동통신 상용화에 성공하였다. 비록 아직은 4G LTE 코어망과 연계하여 5G 서비스를 제공하고 있지만, 향후 5G 코어망이 구축된 이후에는 완전한 5G 네트워크를 통해 5G 융합서비스가 본격화될 전망이다. 그러나, 우리 실생활과 밀접한 새로운 미래 혁신 서비스에 대한 기대와 열망 때문에 5G 네트워크 환경이 갖고 있는 잠재적 보안위협이나 취약점을 간과해서는 안된다. 보다 고도화되고 지능화되는 사이버 공격에 대응하기 위해 위협 대응전략 또한 고도화되어야 한다. 본 논문에서는 5G 보안 기술을 이해하기 위해 3GPP의 5G 보안 기술규격인 TS 33.501을 바탕으로 5G 보안의 근간을 이루는 구조적 특징과 4G 대비 주요 개선사항을 중심으로 소개한다.
In the field of mobile communications, load balancing between 3GPP LTE and other networks is expected to be an important topic from the perspective of current technical development. The load balancing technique includes the definition of functions and structures needed to incooperate 3G LTE E-Node B and base-stations designed for heterogeneous networks. The major goal attained from this paper is to ensure an algorithm for the mechanism of load balancing and to achieve a technical leading for the next generation mobile network.
최근, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 에서는 폭발적으로 증가하고 있는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 기기 간 직접(Device-to-Device, D2D) 통신을 개발하고 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. D2D 통신을 위해 이용되는 링크를 사이드링크라 하며, 사이드링크는 낮은 PAPR (Peak to Average Power Ratio)을 위해 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 기반으로 한다. 또한, DMRS (DeModulation Reference Signal)를 사용함으로써 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 전송이 가능하게 한다. 본 논문에서는 D2D 통신에서 사이드링크를 위한 DFT 기반 채널 추정 기법을 제안한다. 제안 기법은 빠른 속도로 움직이는 사용자의 채널 추정이 가능하도록 2-D MMSE (2-Dimensional Minimum Mean Square Error) 보간 기법을 사용한다. 시스템 레벨 시뮬레이션은 3GPP LTE-Advanced 시스템의 20MHz 대역을 기반으로 이루어 졌으며, 시뮬레이션 결과 제안한 채널 추정 기법을 통해 기존 기법보다 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio), 전송률 및 스펙트럼 효율 측면에서 성능 향상을 가져다주는 것을 확인하였다.
앞으로 다가올 4G 셀룰러 시스템에서는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 가장 핵심적인 기술이다. 그러나 셀룰러 시스템 환경에 적용된 OFDM은 인접 셀간의 간섭문제가 심각하게 발생하고 있다. 본 논문에서는 셀룰러 시스템 환경에 적용된 OFDM 기법의 문제점인 인접 셀간의 간섭을 줄이고 4G 시스템 환경에도 적용할 수 있는 ICIC (Inter-Cell Interference Coordination) 기법을 제안하였다. 그리고 최종적으로 제안된 기법의 성능은 모의실험 결과를 통해 분석한다 모의실험은 3GPPP LTE (Long-Term Evolution)의 시스템 레벨 시뮬레이션을 기준으로 간략화하여 수행하였다. 그 결과 약 4dB 정도의 Geometry 성능 향상을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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