• 한국통신학회논문지
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• 제38A권10호
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• pp.865-873
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• 2013

본 논문에서는 펨토셀을 채택한 셀룰러 통신망에서 매크로셀 사용자를 보호하기 위한 새로운 분산식 펨토셀 전송전력 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법에서, 인근의 펨토셀로부터 심한 간섭을 받는 매크로셀 사용자는 그 사실을 매크로셀 기지국을 통해 해당 펨토셀 기지국에게 알린다. 펨토셀 기지국은 전송전력을 감소시켜 매크로셀 사용자를 보호한다. 제안된 기법은 매크로셀 기지국, 매크로셀 사용자 및 펨토셀 기지국 간에 교환해야 할 제어 정보가 많지 않고, 펨토셀 기지국의 계산량이 적어서 구현이 용이한 장점을 가진다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안된 기법은 그 단순함에도 불구하고 최소한의 펨토셀 사용자의 성능 열화를 대가로 탁월한 매크로셀 성능 향상을 달성한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1A호
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• pp.58-66
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• 2011

본 논문은 펨토셀 환경에서의 셀 간 간섭 회피를 위한 자기 조직화된 자완 할당 기법을 제안하고 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 평가한다. 두 단계로 이루어진 제안 기법은 선(先) 생성된 펨토셀의 기(旣) 사용 주파수를 후(後)생성된 펨토셀에게 양보 가능하다는 개념을 도입함으로써 펨토셀 등록 실패율을 줄이고 간섭을 회피하는 주파수 할당이 가능하도록 한다. 첫 번째 "초기 주파수 할당" 단계에서 각 펨토셀은 생성과 동시에 스캐닝을 통해 인접 펨토셀 정보를 수집하고 이 정보를 기반으로 이웃 펨토셀과 간섭이 없는 주파수를 사용 주파수로 선택한다. 첫 번째 단계에서 사용 주파수를 획득하지 못한 경우, 생성된 펨토셀은 두 번째 "주파수 조정" 단계를 통해 이웃 펨토셀이 사용하는 주파수를 조정함으로써 자신이 사용할 주파수를 획득한다. 컴퓨터 모의실험 결과는 등록 실패율 측면에서 제안한 방식이 기존 방식보다 우수함을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권1B호
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• pp.21-28
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• 2011

본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반의 펨토셀 환경에서 이동단말이 매크로셀에서 펨토셀로 핸드오버를 수행할 때 발생하는 긴 스캐닝 지연 시간과 큰 배터리 소요를 줄이고자 한다. IEEE 802.16e 시스템에서는 이동단말이 핸드오버를 수행할 때 인접한 기지국들을 스캐닝 해서 적절한 후보 기지국들을 선정하는데, 펨토셀이 도입되면 인접한 펨토셀의 수만큼 추가적으로 스캐닝 동작을 수행하여야 한다. 따라서 이동단말의 스캐닝 지연 시간 몇 배터리 소모가 증가하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 삼각 측위법과 펨토셀의 모니터링 메커니즘을 이용하여 이동단말의 위치로부터 가장 근접한 하나의 펨토셀을 찾는 방안을 제안한다. 이동단말은 선정된 하나의 펨토셀에 대해서만 스캐닝 동작을 수행하기 때문에 스캐닝 지연 시간 및 배터리 소모를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제 안 방안으로 동작할 경우 실제 이동단말의 위치에서 가장 근접한 펨토셀을 찾을 수 있는 확률이 높음을 확인하였으며 스캐닝 대상 펨토셀을 줄임으로써 기존 방안보다 스캐닝 지연 시간이 현저히 줄어들었음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4A호
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• pp.350-359
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• 2010

본 논문에서는 OFDMA를 이용하는 dedicated channel 펨토셀 시스템에서 각 펨토셀이 사용할 subchannel을 할당하는 방법에 대하여 연구한다. 본 subchannel 할당 기법은 가장 적은 수의 subchannel을 할당받는 펨토셀의 subchannel 수를 최대화 하면서 시스템 내의 펨토셀들이 사용하는 subchannel 수의 합을 최대화하는 것을 목표로 한다. 제안된 알고리즘은 interference graph 생성, 컬러링 수행, 각 컬러별 subchannel 연결의 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 펨토셀 시스템을 각 펨토셀을 node로, 서로 간섭을 겪는 펨토셀들을 edge로 한 interference graph로 모델링 한다. 이후 interfrence graph에 graph theory의 컬러링 기법을 이용하여 각 펨토셀에 컬러를 할당하고, 각 컬러에 subchannel들을 매핑하여, 각 펨토셀에 subchannel을 할당한다. 마지막으로 본 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 정보와 통신
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• 제25권12호
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• pp.41-48
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• 2008

최근 들어 펨토셀에 대한 관심이 고조되어 3GPP같은 국제이동 통신 표준화 단체에서 표준화 작업을 진행하고 있고, 많은 업체들이 펨토셀 개발에 주력하고 있다 [1][2]. 펨토셀은 저렴한 비용으로 설치가 용이하고, 음영 지역에서도 고품질의 통신 환경을 가능하게 하므로, 가정, 사무실, 아파트 등 옥내 사용자들의 서비스 품질을 향상시키는 해결책으로 주목받고 있다 [2]-[4]. 그러나, 펨토셀 환경에서 발생할 수 있는 여러 가지 기술적 문제들이 존재하는데, 그 중 가장 중요한 문제가 간섭으로 인한 시스템 성능의 열화이다 [1]-[4]. 본고에서는 3GPP에서 진행 중인 표준화 동향을 바탕으로 펨토셀 환경에서 발생할 수 있는 간섭 시나리오와, 그에 대한 간섭 완화 및 회피 기법에 대해서 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권1호
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• pp.26-33
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• 2013

저전력, 저가의 초소형 기지국인 펨토셀은 heterogeneous network 의 중요 구성 요소 중 하나이다. 그러나 펨토셀 설치에 따른 셀 구조의 변화는 셀 간 간섭과 signaling overhead 증가와 같은 기술적인 문제를 야기할 수 있다. 이와 같은 기술적인 문제의 해결 방법 중 하나는 펨토셀이 SON(Self-Organized Network)과 같은 기법을 이용하여 자율적으로 전송전력을 조절하는 것이다. 펨토셀은 전송전력 조절을 통해 시스템 throughput을 향상시키거나 overhead를 감소시킬 수 있다. 일반적으로 시스템 throughput을 최대화하기 위한 펨토셀 전송 전력과 시스템 overhead 감소를 위한 펨토셀 전송 전력은 일치하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 펨토셀이 시스템 overhead를 감소시키는 동시에 시스템 throughput을 향상시키도록 전송 전력을 조절하는 방법을 제안한다. 모의실험을 통해 제안 기법이 throughput만을 최대화하는 기법에 비하여 시스템 overhead를 41% 감소시키는 것을 확인하였다. 또한 커버리지만을 최적화 하는 기법에 비하여 throughput이 63% 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6A호
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• pp.476-483
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• 2009

최근 들어 실내에서의 고속 무선 통신과 음영지역 해소를 위한 해결책의 하나로 옥내용 기지국인 펨토셀(femtocell)을 활용하는 계층구조 방안이 제시되고 있으며, 이동통신 표준화 단체에서 관련 이슈에 대한 표준화 작업이 활발히 진행되고 있다. 그러나 펨토셀 환경에서 발생할 수 있는 여러 가지 기술적 문제들이 존재하며 그 중 가장 중요한 문제가 간섭으로 인한 시스템의 열화이다. 따라서 전체 시스템의 안정적이고 효율적인 운용을 위해 펨토셀 환경에서의 상호 간섭과 이에 따른 시스템 성능 분석이 요구된다. 본 고에서는 펨토셀 설치 주변의 다양한 전파 환경을 고려하여 매크로셀(macrocell)이나 펨토셀간 상호 간섭에 따른 시스템 용량 및 서비스 영역을 살펴본다. 특히 펨토셀의 주 설치 지역이 되는 실내 환경에서 매크로셀과 펨토셀간의 거리, 펨토셀 내에서 사용자의 위치, 옥내 구조물의 특징 등을 반영한 의전파전파 모델을 적용하고 그에 따른 주파수 효율성과 서비스 반경 등의 시스템 성능을 분석한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.107-116
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• 2011

최근 가정 또는 사무실과 같은 실내 환경에서 음영지역을 해소하고 고품질의 서비스 제공을 위한 방안으로 초소형 기지국인 펨토셀(Femtocell)이 많은 관심을 받고 있다. 펨토셀은 사업자 및 사용자에게 다양한 이점을 제공하지만 펨토셀의 도입을 위해 서는 채널 선택에 따른 간섭제어, 네트워크 동기화, 자기 최적화 등 다양한 기술적 문제점이 해결되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 펨토셀의 도입으로 인하여 발생 가능한 다양한 신호간섭 문제들에 대한 분석을 용이하게 하기 위한 LTE(Long Term Evolution) 시스템 기반 펨토셀 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 단말 이동성, 스케줄러, 호 수락 제어, 트래픽 생성, MCS(Modulation and Coding Scheme) 결정의 5개의 블록과 이를 연결하고 관리하는 메인 모듈로 구성되어 있다. 또한 사용자의 편의성을 도모하기 위하여 시뮬레이션 결과를 실시간으로 관측할 수 있는 GUI(Graphical User Interface)를 적용하였다. 본 시뮬레이터는 실제와 유사한 환경에서 매크로셀과 펨토셀 사이의 간섭영향을 면밀히 분석하고 이동통신 시스템의 성능을 효과적으로 평가할 수 있도록 지원하며, 다양한 펨토셀 시스템을 개발하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권9호
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• pp.762-771
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• 2012

본 논문은 펨토셀 환경에서 시스템 용량 향상 및 호손율 감소를 위해 펨토 기지국이 자기 최적화 기법을 이용하여 채널별 전송전력을 적응적으로 제어하는 방법을 제안한다. 펨토셀 관련 국제표준에서는 요구사항으로 펨토셀 밀집 배치에 따라 성능 열화가 없어야 한다는 점을 들고 있다. 제안방식에서는 각 펨토 기지국이 펨토 게이트웨이를 통해 전달받은 이웃 기지국의 채널별 전송전력 정보와 주기적 스펙트럼 감지를 통해 측정한 이웃 펨토셀로부터의 채널별 수신 전력을 바탕으로 자신의 채널별 전송전력을 결정하게 된다. 또한 각 채널별로 펨토 사용자 단말(Femto Mobile Station: FMS)의 이동에 따라 적응적으로 전송전력을 제어함으로써, 핸드오버 감소 및 펨토셀 간 균등한 서비스 기회를 가지도록 한다. 이를 통해 펨토셀 밀집 배치에 따른 성능 열화를 방지할 뿐만 아니라, 펨토셀이 밀집할수록 시스템 용량이 향상되고 호손율이 낮아지는 효과를 얻을 수 있다. 또한 채널별 전송전력을 독립적으로 제어함으로써 커버리지 홀을 줄일 수 있으며, 시스템 내에 존재하는 펨토셀의 개수와 상관없이 항상 일정 수준 이상의 커버리지와 호손율을 유지할 수 있다. 컴퓨터 모의실험을 통해 시스템 용량과 호손율 측면에서 기존 방식과 비교 분석하였으며 그 결과 제안한 방식이 기존 방식보다 우수함을 볼 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권8호
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• pp.197-210
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• 2016

최근 스마트폰 사용의 증가 및 사물인터넷 시대에 다양한 기기들이 무선 통신을 지원한다. 이에 따라 기존 기지국의 포화 상태를 막기 위한 기술로 일종의 소형 기지국인 펨토셀(Femtocell)을 보급하고 있다. 그러나 해킹 기술의 발전에 따라 펨토셀의 본래 목적과는 다르게, 관리자 권한 획득과 같은 취약점들이 발견되고 이를 통하여 펨토셀 사용자에 대한 개인정보 노출과 같은 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 펨토셀에서 발생할 수 있는 보안위협을 식별하고 체계적인 취약점 분석을 위한 방안이 필요하다. 본 논문에서는 위협 모델링(Threat Modeling) 기법을 이용하여 펨토셀에 발생할 수 있는 보안위협을 분석하고 취약점 점검을 위한 체크리스트를 도출한다. 그리고 도출한 체크리스트를 이용하여 실제 취약점 분석을 한 결과를 다루어 펨토셀의 위협과 취약점에 대한 분석 및 사례 연구를 통해 펨토셀의 보안성을 향상시킬 수 있는 방안을 제안한다.