• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권9호
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• pp.8-16
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• 2023

In Japan, high-speed ground transportation service using linear motors at speeds of 500 km/h is scheduled to begin in 2027. To accommodate 5G services in trains, a subcarrier spacing frequency of 30 kHz will be used instead of the typical 15 kHz subcarrier spacing to mitigate Doppler effects in such high-speed transport. Furthermore, to increase the cell size of the 5G mobile system, multiple base station antennas will transmit identical downlink (DL) signals to form an expanded cell size along the train rails. In this situation, the forward and backward antenna signals are Doppler-shifted in opposite directions, respectively, so the receiver in the train may suffer from estimating the exact Channel Transfer Function (CTF) for demodulation. In a previously published paper, we proposed a channel estimator based on Delay and Doppler Profiler (DDP) in a 5G SISO (Single Input Single Output) environment and successfully implemented it in a signal processing simulation system. In this paper, we extend it to 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) with spatial multiplexing environment and confirm that the delay and DDP based channel estimator is also effective in 2×2 MIMO environment. Its simulation performance is compared with that of a conventional time-domain linear interpolation estimator. The simulation results show that in a 2×2 MIMO environment, the conventional channel estimator can barely achieve QPSK modulation at speeds below 100 km/h and has poor CNR performance versus SISO. The performance degradation of CNR against DDP SISO is only 6dB to 7dB. And even under severe channel conditions such as 500km/h and 8-path inverse Doppler shift environment, the error rate can be reduced by combining the error with LDPC to reduce the error rate and improve the performance in 2×2 MIMO. QPSK modulation scheme in 2×2 MIMO can be used under severe channel conditions such as 500 km/h and 8-path inverse Doppler shift environment.

• ETRI Journal
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• 제42권5호
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• pp.643-657
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• 2020

Sixth generation will exploit satellite, aerial, and terrestrial platforms jointly to improve radio access capability and unlock the support of on-demand edge cloud services in three-dimensional (3D) space, by incorporating mobile edge computing (MEC) functionalities on aerial platforms and low-orbit satellites. This will extend the MEC support to devices and network elements in the sky and forge a space-borne MEC, enabling intelligent, personalized, and distributed on-demand services. End users will experience the impression of being surrounded by a distributed computer, fulfilling their requests with apparently zero latency. In this paper, we consider an architecture that provides communication, computation, and caching (C3) services on demand, anytime, and everywhere in 3D space, integrating conventional ground (terrestrial) base stations and flying (non-terrestrial) nodes. Given the complexity of the overall network, the C3 resources and management of aerial devices need to be jointly orchestrated via artificial intelligence-based algorithms, exploiting virtualized network functions dynamically deployed in a distributed manner across terrestrial and non-terrestrial nodes.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권6호
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• pp.27-34
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• 2023

This paper proposed an Inter-Carrier-Interference (ICI) Canceling Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receiver for 5G mobile system to support 500 km/h linear motor high speed terrestrial transportation service. A receiver in such high-speed train sees the transmission channel which is composed of multiple Doppler-shifted propagation paths. Then, a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler-spread channels causes ICI. The ICI Canceler is realized by the following three steps. First, using the Demodulation Reference Symbol (DMRS) pilot signals, it analyzes three parameters such as attenuation, relative delay, and Doppler-shift of each multi-path component. Secondly, based on the sets of three parameters, Channel Transfer Function (CTF) of sender sub-carrier number 𝒏 to receiver sub-carrier number 𝒍 is generated. In case of 𝒏≠𝒍, the CTF corresponds to ICI factor. Thirdly, since ICI factor is obtained, by applying ICI reverse operation by Multi-Tap Equalizer, ICI canceling can be realized. ICI canceling performance has been simulated assuming severe channel condition such as 500 km/h, 2 path reverse Doppler Shift for QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM modulations. In particular, for modulation schemes below 16QAM, we confirmed that the difference between BER in a 2 path reverse Doppler shift environment and stationary environment at a moving speed of 500 km/h was very small when the number of taps in the multi-tap equalizer was set to 31 taps or more. We also confirmed that the BER performance in high-speed mobile communications for multi-level modulation schemes above 64QAM is dramatically improved by the use of a multi-tap equalizer.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.275-280
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• 2010

본 논문에서는 짧은 길이의 패킷을 일정길이를 갖는 하나의 패킷에 취합하여 전송하는 기법인 패킷취합을 MANET(Mobile Ad-hoc Network)에서 전송되는 VoIP(Voice over Internet Protocol) 트래픽에 적용하여 전송성능을 개선하고 그 결과를 측정 분석하였다. 전송성능측정에는 NS(Network Simulator)-2를 기반으로 구현한 VoIP 시뮬레이터를 사용하였다. 시뮬레이션에서 VoIP 트래픽은 G.711, G.729A, GSM.AMR 및 iLBC를 사용하여 생성하였으며, 이 트래픽을 전송하여 MOS(Mean Opinion Score), 종단간 네트워크 지연, 패킷손실율 및 전송대역을 측정하였다. 결과로서 MOS는 약 98%, 종단간 네트워크 지연의 경우 6.4배, 패킷손실율의 경우 32배의 개선을 보였다. 반면에 전송대역은 최대 약 10% 증가하였다. 끝으로 본 논문은 측정된 결과를 토대로 MANET에서 패킷취합을 사용한 VoIP 구현기준을 제시하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권2호
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• pp.192-206
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• 2005

Integration of mobile networks and Internet has started with 2.5 generation of mobile cellular networks. Internet traffic is today dominant traffic type worldwide. The hanger for higher data rates needed for data traffic and new IP based services is essential in the development of future wireless networks. In such situation, even 3G with up to 2 Mbit/s has not provided data rates that are used by Internet users with fixed broadband dial-up or through wired local area networks. The solution to provide higher bit rates in wireless access network has been found in wireless LAN although initially it has been developed to extend wired LAN into wireless domain. In this paper, we propose and describe a solution created for interoperability between mobile cellular network and WLAN. The integration between two networks, cellular and WLAN, is performed on the authentication, authorization, and accounting, i.e., AAA side. For that purpose we developed WLAN access controller and WLAN AAA gateway, which provide gateway-type access control as well as charging and billing functionalities for the WLAN service. In the development process of these elements, we have considered current development stadium of all needed network entities and protocols. The provided solution provides cost-effective and easy-to-deploy PLMN-WLAN Internetworking scenario.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5A호
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• pp.536-541
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• 2008

우리에게 다가온 4G 차세대 이동통신 시스템은 유 무선 네트워크의 통합과 더불어 이동성의 증가와 고속 데이터 전송(음성 및 멀티미디어 데이터)을 제공하는 형태로 진화해 나갈 것이다. 여기에서 이동성 지원의 가장 핵심이 될 수 있는 것은 바로 이동하고 있는 단말의 경로 예측이며, 실제로 무선망이 처음 소개되면서 이에 대한 연구가 활발히 있었으나 실제 이동 환경에 적용하기에는 위험부담이 크기 때문에 적용하기가 쉽지 않았다. 본 논문에서는 이러한 문제를 고려하여 기존의 이동성 예측 알고리즘을 기반으로 Signaling Power Level 비교 및 Speed 기반의 예측 기법을 도입하여 실제 환경에 최적화 되어진 예측 알고리즘을 제안하였다. 그리고 기존 예측 알고리즘과 제안하고 있는 예측 알고리즘을 OPNet 시뮬레이션을 통해 비교하여 보았다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.186-188
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• 2014

최근 국내에서 사용하는 무선 네트워크 중 Wi-Fi와 LTE등을 가장 많이 사용하고 있는 상황이다. 또한 모바일을 많이 사용하는 우리 사회에서 주로 이용하는 서비스는 웹서핑, SNS, 어플리케이션(APP) 및 파일 다운로드 등이 있다. 이와 같이 생활을 하면서 데이터양이 많이 요구되는 시점에서 모바일 사용자들은 빠르면서 안전한 것을 원하고 있다. 그리고 현재 사용되고 있는 무선 네트워크로는 통신사망(3G, 4G(LTE), LTE-A)과 Wi-Fi(802.11n-2.4GHz, 802.11ac-5GHz)가 있으며, 사용자가 주로 사용하는 통신사망에서는 4G(LTE), Wi-Fi에서는 802.11n-2.4GHz를 가장 많이 사용하고 있다. 위와 같이 무선 네트워크를 안전하고 빠르게 사용하기 위해서 개발된 기술 중에 Li-Fi가 있다. Li-Fi는 빛(가시광선)으로 통신하는 기술이며, Wi-Fi(802.11n-2.4GHz)의 100배, LTE-A의 66배 빠른 기술이다. 그러나 현재 Li-Fi를 상용화 하기에는 큰 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 Li-Fi의 상용화 문제점을 기존에 많이 사용되고 있는 Wi-Fi와 비교 분석하고자 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.8-15
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• 2001

본 논문은 3GPP2 All IP Ad Hoc 회의에서 언급된 IP/UDP/RTP 헤더 압축을 위한 IETF의 요구사항에 대해 언급하고, 3GPP2 3G cdma2000에 기반을 두고 있는 VoIP 멀티미디어 서비스와 같은 실시간 응용을 위한 차세대 이동통신 단말기의 프로토콜 스택을 연구하였다. All IP 네트워크 단말기의 다양한 프로토콜에 대한 프레임은 IETF ROHC Working Group의 draft에 기반을 둔 헤더 형태의 비트별 설명을 포함하여 그림으로 설명하였다. 특히, 본 논문은 실시간 패킷 데이터를 수용하기 위해 All IP 단말기의 Medium Access Layer 계층에서 변형될 헤더 압축관련 IS-707 RLP 프로토콜의 문제점을 포함하고 있다. PPP프로토콜은 현재 이슈가 되고 있는 Mobile IP(PN-4286)에 기반을 둔 3세대 cdma2000 패킷 데이터 네트워크을 위한 단말기의 프로토콜 스택에서 헤더 압축과 이동성 측면에서 많은 문제를 가지고 있기에 PPP프로토콜의 헤더 압축을 위한 해결책의 문제점을 제시하였다 마지막으로 우리는 예측 프로토콜 스택, 자원 효율성과 성능에 대한 All IP 네트워크 단말기 헤더 압축에 대한 guideline를 제안하였다.

• 융합보안논문지
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• 제19권1호
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• pp.3-10
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• 2019

5G 네트워크는 초고속, 초연결, 초저지연이라는 요구를 구현하기 위해 다양한 ICT 기술들을 접목한 차세대 융합 네트워크로서, 이전 세대 이동통신 네트워크의 보안취약점을 해결하기 위해 다양한 노력들이 시도되었다. 그러나 현재까지 발표된 표준화 규격들에는 USIM 탈취 및 복제, 메시지 재전송 공격, 경쟁조건 공격 등의 보안취약점이 여전히 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 물리적 복제방지 기능인 PUF 기술을 적용한 새로운 5G 인증 및 키합의 프로토콜을 제시한다. 제시된 PUF 기반의 인증 및 키합의 프로토콜은 특정 입력값에 대해 장치별로 고유하게 생성되는 응답값과 해시함수를 이용하여 현재까지 식별된 보안취약점을 개선한다. 이러한 접근 방법은 보안성이 중요하게 요구되는 영역에서 5G 네트워크를 활용할 경우, 저렴한 PUF 회로의 추가를 통해 강력한 화이트리스트 정책을 구현할 수 있게 해 준다. 또한 기존 프로토콜에 추가적인 암호 알고리즘을 적용하지 않기 때문에 연산 비용 증가나 인증 파라미터 저장 공간 증가의 부담도 상대적으로 적다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.1-8
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• 2021

With the rapid growth of intelligent devices and communication technologies, 5G network environment has become more heterogeneous and complex in terms of service management and orchestration. 5G architecture requires supportive technologies to handle the existing challenges for improving the Quality of Service (QoS) and the Quality of Experience (QoE) performances. Among many challenges, traffic steering is one of the key elements which requires critically developing an optimal solution for smart guidance, control, and reliable system. Mobile edge computing (MEC), software-defined networking (SDN), network functions virtualization (NFV), and deep learning (DL) play essential roles to complementary develop a flexible computation and extensible flow rules management in this potential aspect. In this proposed system, an accurate flow recommendation, a centralized control, and a reliable distributed connectivity based on the inspection of packet condition are provided. With the system deployment, the packet is classified separately and recommended to request from the optimal destination with matched preferences and conditions. To evaluate the proposed scheme outperformance, a network simulator software was used to conduct and capture the end-to-end QoS performance metrics. SDN flow rules installation was experimented to illustrate the post control function corresponding to DL-based output. The intelligent steering for network communication traffic is cooperatively configured in SDN controller and NFV-orchestrator to lead a variety of beneficial factors for improving massive real-time Internet of Things (IoT) performance.