현재 이동통신 분야에서는 5세대(5th Generation: 5G) 이동통신 표준화 작업이 한창 진행 중이며, 그 표준화 현황을 살펴보기 위하여 대표적인 국제 표준화 단체인 ITU-R에서의 활동 및 3GPP에서의 활동을 살펴보고자 한다. 최근 ITU-R WP 5D에서는 IMT-2020으로 명명되는 5세대 이동통신 비전 문서를 토대로 기술 요구사항 및 평가 기준 마련을 위한 작업이 수행되고 있으며, 3GPP의 TSG SA, RAN 및 하위 WG에서는 관련 상위 레벨 요구사항 정립 및 무선 구간에서의 기술적인 SI 논의가 수행되고 있다. 본고에서는 위 두 표준화 활동을 위주로 5G 이동통신에 대한 현황을 기술한다.
본 논문에서는 미국 국립표준기술연구소 차세대 표준 암호 알고리듬으로 선정한 Rijndael 암호 알고리듬과 안정성과 성능에서 인정을 받은 Twofish 암호 알고리듬을 ALTERA FPGA를 사용하여 하드웨어로 구현한다. 두가지 알고리듬에 대해 키스케쥴링과 인터페이스를 하드웨어에 포함시켜 구현한다. 알고리듬의 효율적인 동작을 위해 키스케쥴링을 포함하면서도 구현된 회로의 크기가 크게 증가하지 않으며, 데이터의 암호/복호화 처리 속도가 향상됨을 알 수 있다. 주어진 128-비트 대칭키에 대하여, 구현된 Rijndael 암호 알고리듬은 11개의 클럭 만에 키스케쥴링을 완료하며, 구현된 Twofish 암호 알고리듬은 21개의 클럭 만에 키스케쥴링을 완료한다. 128-비트 입력 데이터가 주어졌을 때, Rijndael의 경우, 10개의 클럭 만에 주어진 데이터의 암호/복호화를 수행하고, Twofish는 16개의 클럭 만에 암호/복호화를 수행한다. 또한, Rijndael은 336.8Mbps의 데이터 처리속도를 보이고, Twofish는 121.2Mbps의 성능을 보임을 알 수 있다.
CAB 유전자로 형질전환된 담배 2세대 식물체의 도입된 CAB 유전자 존재여부를 genomic PCR 방법으로 각계통에서 확인하였다. CAB유전자로 형질전환된 2세대 식물체를 자연 광 조건과 90% 차광된 온실에서 각각 생육시킨 결과 형질전환 식물체의 광합성능 정도는 정상 식물체와 유사하거나 약간 높은 경향이었으며, 광포화점은 형질전환 담배 식물체나 정상 식물체 모두 500$\mu$mol m$^{-2}$ s$^{-1}$로 차이가 없었다. 조사한 7계통 중 C7, C11, C14 계통의 광합성 정도가 조사된 모든 광량에서 정상 담배 식물체보다 높게 나타났다. 차광된 조건에서 생육한 담배 식물체의 광합성능 정도는 조사된 7계통 중 C2, C11, C14 계통이 90% 차광된 온실조건에서도 광합성 능이 우수하게 나타났다. 형질전환 담배 식물체의 chlorophyll 함량은 정상 NC82와 차이가 없었으며, 양지에서 생육한 조건과 90% 차광된 조건 모두에서 차이점이 없었으며 광합성능과 chlorophyll 함량과의 유의성은 없었다. 형질전환 담배 식물체 수확엽의 건물률은 정상 식물체와 비교하여 차이점이 나타나지 않았으며, 내용성분도 nicotine, 전당, 전질소에서 차이가 없었다.
차세대 이동통신 시스템은 다양한 서비스의 융합과 멀티모드를 지원하기 위한 구조로 연구되고 있다. 또한 다양한 서비스를 제공받기 위한 사용자의 요구는 점차 증가되고 있으며, 서비스 지원을 위한 대용량 데이터 전송을 위한 많은 통신방식들이 출현하고 있다. 그 중 대표적인 시스템으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WiBro(Wireless Broadband), WLAN(Wireless Local Area Network) 등이 있다. 하지만 차세대 이동통신 시스템에서는 하나의 단말로 OFDM 방식을 이용한 통신방식 이외 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA) 방식을 동시에 지원 받고자한다. 통합된 시스템은 SoC(System on Chip) 기술 적용으로 빠른 발전을 이루고 있지만, 무선통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 요소 중 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인한 신호의 왜곡을 유발시켜 인접채널 간섭을 성화 시키고 시스템의 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결해야 한다. 전력증폭기의 문제점을 해결하기 위해 많은 선형화 기법들이 제시되었으며, 다항식 사전왜곡 기법은 증폭기로 입력되는 신호가 증폭기의 역 특성을 갖도록 하는 기법으로 다항식을 통하여 증폭기를 모델링하기 때문에 수렴 속도가 빠르고 다른 기법들과 비교하여 우수한 성능을 보인다. 본 논문에서는 차세대 이동통신 서비스를 위한 모뎀 구조를 제시하고 OFDM 방식 사용에 있어 발생 되는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기법을 적용한 후 다항식 사전왜곡 기법을 적용하여 차세대 이동통신 시스템을 분석하였다.
최근 Si기반 전력반도체의 물성적 한계로 인해 스위칭 반도체의 발전 속도가 떨어지고, 더 이상의 성능향상을 기대하기 어려운 실정이지만 Si기반보다 우수한 물성을 가진 SiC 기반 전력반도체가 개발되고 있다. 하지만 실제 시스템에 적용하기 위해서는 아직 뚜렷한 방법이 제시되지 못하고 있다. SiC기반 전력반도체의 시스템 설계에 대한 타당성과 솔루션을 제안하기 위하여, 1kW급의 DC-DC컨버터를 설계 및 제작하고 스위칭 주파수, 듀티비, 전압, 전류의 변화 조건 속에서 Si기반 전력반도체와 실험을 통해 비교 분석하였다. 각 시스템 부하별 입․출력을 통한 효율을 분석 및 Si MOSFET 대비 SiC MOSFET의 우수한 스위칭 성능을 확인하였고, 이를 통해 동일한 구동 조건에서 SiC MOSFET의 우수성을 검증하였다.
최근 4세대 이동통신은 기술/경제적인 이유로 클라우드 기지국 (또는 C-RAN: Cloud Radio Access Network) 구조를 택하는 추세이다. C-RAN은 기존 일체형 기지국에서의 MAC/PHY 기능을 담당하는 BBU(Base Band Unit)와 RF신호 송수신 만을 담당하는 RRH(Remote Radio Head)로 분리된 기지국 구조를 가지며, RRH의 무선 송수신 신호는 중앙의 BBU에 집중되어 처리된다. 본고에서는 BBU와 RRH로 분리되어 설치/운용되는 C-RAN의 구조와 기지국 가상화 개념을 소개하며, 향후 이동통신시스템에서의 기술동향과 관련하여 C-RAN에서 발생할 수 있는 이슈들을 살펴본다.
정보통신부 IT839 차세대성장동력 사업중 IT SoC 및 부품 분야의 2006년도 선도과제 신규기획 방향을 소개한다. 본문에서는 신규과제의 추진배경 및 관련산업의 현황분석을 간략히 다루고, 이에 따른 기획방향 및 추진과제에 대해 기술한다. 관련 산업체/연구소/대학의 많은 참여로 경쟁력 있는 수행기관이 선정되고, 성공적인 R&D를 위한 힘찬 출발이 될 수 있기를 기대한다. (2006년 1월 11일경 사업공고 예정)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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