본 고에서는 현재 3GPP 무선 접속 표준화에 대한 기술 논의의 중심에 서 있는 LTE-Advanced 기술에 대한 주요 표준화 동향에 대하여 살펴본다. LTE-Advanced 표준 기술은 3GPP에서 LTE 표준 기술의 후속 기술로 개발 중인 표준 기술이며, 차세대 이동통신 시스템의 국제 표준인 IMT-Advanced 표준 가운데 하나가 될 것이 확실한 표준 기술이다. ITU-R에서는 IMT-Advanced 표준 제정을 위한 일정 및 표준 요구 사항 등을 정의하였으며, 3GPP에서는 이러한 ITU-R의 표준 일정에 맞추면서 IMT-Advanced 표준을 위한 요구 사항을 충족시키기 위한 기술 논의를 진행하고 있다. 본 고에서는 IMT-Advanced 표준에 대한 표준 일정 및 요구 사항에 대하여 알아보고, 이에 대응하여 3GPP에서 진행 중인 LTE-Advanced 표준화 진행 동향에 대하여 살펴본다.
IMT-2000, 즉 3G 이동통신은 3GPP와 3GPP2 등을 중심으로 표준화가 진행되어 왔다. 그에 따라 3GPP의 W-CDMA와 3GPP2의 cmdma2000 표준은 물론, 고속 패킷 전송을 위한 이들의 진화 표준인 3GPP의 HSDPA와 3GPP2의 EV-DO 및 EV-DV 표준이 제정되어 이미 서비스가 제공되고 있거나 관련 기술을 개발하고 있는 단계이다. 또한 현재는 이들을 보다 진화시킨 표준개발도 진행되고 있다.(중략)
3GPP NDS에 관한 연구나 표준화 제정 현황은 아직까지 활발히 이루어지고있는 것은 아니다. 하지만, 다양한 프로토콜이 사용되고 서비스 제공자의 핵심망에 대해 전적으로 신뢰를 할 수 없는 상황에서 유선구간에서의 정보보호도 역시 무선구간 만큼이나 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 3GPP 유선구간에서의 정보보호를 위한 3GPP의 최신 표준안을 분석한 것이다. 아직 stage 3 스팩까지는 공개되지 않았지만 stage 2 수준의 표준은 현재 활발히 진행중이다.
본 논문은 3GPP Rel-12 표준에서 진행되고 있는 간섭 제거 수신기에 대한 동향과 연구이다. 최근 급증하는 무선 데이터 트래픽 요구에 대응하기 위해 단말 수신기 측면에서는 가장 문제가 되는 셀 간 간섭을 제어할 수 있는 수신기가 필요하다. 이를 위해 근본적인 간섭의 원인인 인접 셀의 데이터 및 제어 신호를 직접 제거하여 수신기의 SINR을 향상시켜 수신 성능을 올리는 네트워크 보조 간섭 제거 (NAICS) 수신기가 표준에서 논의 되고 있다. 본 논문에서는 현재 3GPP 표준에서 논의하는 네트워크 보조 간섭 제거 수신기에 대한 개념 및 동작, 그리고 고려되고 있는 수신기의 기본 성능을 파악하고, 이를 바탕으로 향후 표준에서 진행될 수 수신기의 진화 방향에 대해 살펴본다.
본 논문에서는 5G 네트워크에서 Null 보안 알고리즘 (Null Security Algorithm)을 악용한 IP 스푸핑 공격 (IP Spoofing Attack)의 실현 가능성을 3GPP 표준 규격에 근거하여 분석한다. 3GPP 표준 규격에 따르면, 초기 Registration Request 메시지는 암호화 및 무결성 보호를 받지 못한다. IP 스푸핑 공격은 피해자 UE (User Equipment)의 초기 Registration Request 메시지의 내용을 악의적인 gNB (next generation Node B)가 수정한 뒤 AMF (Access and Mobility Management Function)에게 전송할 수 있다는 취약점을 활용하는 공격이다. 공격이 성공하면, 피해자 UE는 5G 네트워크에서 연결이 끊어지고 악의적인 UE가 인터넷 서비스를 사용하지만 5G 사업자는 피해자 UE에게 요금을 청구한다. 본 논문에서는 IP 스푸핑 공격을 구성하는 각각의 시그널링 메시지가 3GPP Rel-17 표준 규격에서 허용되는 것인지 여부를 분석함으로써 IP 스푸핑 공격의 실현 가능성을 분석한다. 분석 결과, 3GPP Rel-17 표준 규격에 따라 구현된 5G 시스템에서 IP 스푸핑 공격은 실현 불가능한 공격으로 판단된다.
본고에서는 최근 활발한 활동을 보이고 있는 3GPP내 M2M/IoT 서비스를 위한 표준 기술 동향을 알아보고자 한다. 기술 초기 단계에 혼잡제어에 집중 되었던 M2M/IoT서비스를 위한 3GPP내 표준 기술은, 현재 Rel-13에 접어 들면서 Non-3GPP 기술 대비 경쟁력을 높이기 위해 새로운 기능 추가 등 시스템 전반에 걸쳐 많은 진화를 보이고 있다. 이에 3GPP 시스템 및 Radio Access 관점에서 최근 진행되고 있는 M2M/IoT 서비스 관련 기술 및 그 이후에 예상되는 표준 기술 변화를 살펴 M2M/IoT 서비스를 위한 이동통신 기술의 현 주소를 파악하고 향후 가능한 진화 방향성을 함께 알아 보고자 한다.
본 논문은 3GPP LTE-A 표준에서 진행되어오고 있는 M2M(Machine-to-Machine) 통신 환경에서의 트래픽 혼잡 제어(congestion control) 기법에 대한 동향과 연구이다. M2M 통신 환경에서는 다수의 MTC(Machine-type-Communication) 디바이스들이 한꺼번에 많은 데이터 트래픽 생성 및 접속을 요구하는 특징을 가진다. 이러한 통신 트래픽 상황에서는 통신 네트워크상의 혼잡상황이 발생할 가능성이 높으며, 이를 해결하기 위한 디바이스들의 트래픽 생성 및 접속 요구를 제어하는 기능이 필요하다. 이를 위해 기본적으로 3GPP LTE-A 통신 시스템에서는 backoff mechanism에 기반을 한 이동성 및 세션 관리에 의한 혼잡상황 제어 방안을 표준에서 논의해오고 있다. 본 논문에서는 현재까지 3GPP 표준에서 논의해오고 있는 혼잡 제어 방안에 대한 기본적인 개념 및 동작과 기본 성능을 파악하고, 이에 대한 문제점 및 향후 표준에서 진행될 수 있는 혼잡 제어 방안의 개선 방향에 대해 살펴본다.
LTE Licensed-Assisted Access(LAA)는 3GPP에서 진행되고 있는 비면허대역을 활용하여 LTE 시스템을 동작시키는 표준기술이다. LTE-LAA의 필요성과 표준의 진화 과정을 알아보고, Listen-Before-Talk(LBT) 등 핵심 표준기술들을 소개하였고, 특히, WiFi 등 기존의 비면허대역에서 동작하는 시스템과의 공정한 공존(fair coexistence)를 위해 어떠한 노력이 이루어졌는지를 중점적으로 살펴보았다. 마지막으로, 현재 3GPP 표준에서 논의되는 enhanced LAA를 통해 비면허대역을 활용하는 LTE 시스템 기술의 진화를 전망해 보았다.
보다 높은 기술적 요구사항을 지니는 차세대 통신 시스템의 무선 접속 기술은 직교 다중파 전송 방식(OFDM)과 다중안테나 기술로 특징 지워진다. 현재 전세계적으로 고속 광대역 접속을 위한 이런 핵심 기술들은 IEEE 802.16,20, 3GPP, 3GPP2와 같은 국제 표준단체에서 표준 기술로 보편적으로 고려되고 있다. 다양한 표준 단체에서 경쟁적으로 차세대 이동 통신 표준 시스템을 개발함에도 불구하고, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템은 전세계적인 통신 기반환경과 일관된 시스템 진화과정을 고려 할때 가장 주목 받는 시스템으로 부각되고 있다. 본 논문에서는 차세대 통신 시스템의 실현 기술에 대한 기술적 정당성과 향후 차세대 통신 시스템의 한축을 이루게 될 3GPP LTE의 표준 동향 및 전망에 대해 알아본다.
3GPP는 HSPA와 같은 라디오 액세스 기술의 개선을 바탕으로 다가오는 수 년 동안 높은 경쟁력을 가질 것으로 예측된다. 그러나 3GPP에서는 급속히 발전되는 정보통신서비스를 효율적으로 제공하기 위해, 3GPP R6 기술과 비교하여 사용자와 사업자의 비용을 줄이면서도 고품질의 다양한 서비스를 제공하는 새로운 이동통신기술의 필요성을 인식하고, 낮은 전송 지연(low latency), 높은 전송률(high data rate), 시스템 용량과 커버리지를 개선하는 3G long term evolution 표준기술 작성을 시작하였다. 이에 따라 지난 2004년 말부터 3GPP에 참여한 사업자, 벤더, 연구소 등은 2007년 6월 표준규격작성완료를 목표로 LTE와 SAE에 대한 연구를 진행해 오고 있다. 이들 연구는 상호 운용성을 제공하기 위한 기술적 솔루션을 최소로 하면서 불필요하게 중복되는 필수 특성들을 줄이고 다양한 액세스 네트워크 사이에서 모빌리티를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 문서에서는 2006년 3월까지 진행된 3GPP의 표준화 및 기술 동향에 대해살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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