본 논문에서는 IEEE 802.11a/b/g 무선 랜을 위하여 고속 AFC 기법이 적용된 CMOS LC VCO의 설계를 다룬다. 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였으며, 현재 국제적으로 표준화가 진행된 모든 무선 랜 응용에 적합하도록 인덕터 및 캐패시터를 스위칭하는 방법으로 5.8GHz 대역, 5.2GHz 대역 및 2.4GHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. 또한 주파수-전압 특성을 선형화하기 위하여 최적화된 버랙터 바이어싱 기법을 사용하였으며, 필요로 하는 모든 대역에서 저잡음 특성을 유지하기 위하여 4비트 캐패시터 뱅크를 사용하고, 광대역 디지털 주파수 검출기를 이용한 고속 AFC 기법을 구현하여 그 동작을 확인하였다.
최근 스마트폰과 태블릿 PC 등의 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Networks)을 지원하는 디바이스가 급증하고, 이를 이용한 모바일 서비스가 기하급수적으로 빠르게 보급되었다. 이런 상황에 따라 무선 랜은 더 빠른 속도의 데이터 전송에 대하여 요구하였고, 이를 만족하기 위하여 IEEE 802.11n의 표준이 확정되었다. 특히, IEEE 802.11n의 표준에서 A-MPDU(Aggregation MAC Protocol Data Unit)이라는 핵심적인 기술을 발표하였다. 이는 데이터를 전송할 때 발생하는 오버헤드를 감소하여 전송속도 향상에 도움을 주었다. 본 논문에서는 이 A-MPDU 전송하는 데이터 중 TCP 트래픽을 전송할 때 발생하는 문제점에 대하여 논하고, 해결 방안도 제시한다. A-MPDU 방식으로 TCP 데이터를 전송할 때, 특정 MPDU 데이터가 전송이 실패하는 경우 TCP Duplicate ACK을 발생하여 불필요한 TCP 재전송이 발생하게 된다. 이에 TCP가 갖고 있는 TCP cumulative ACK을 이용하여 불필요하게 발생하는 TCP duplicate ACK 생성을 막고 전송효율을 높이는 방안을 해결책으로 제시한다. 이 해결 방안은 여러 개의 TCP ACK을 집적하여 보내는 대신 시퀀스 번호가 가장 높은 TCP ACK을 하나만 대표하여 보내어 불필요한 오버헤드를 감소할 수 있다. 이 방식을 이용하면 기존 표준에서 제안된 방식에 비해 최대 20% 이상의 전체 처리율 향상을 볼 수 있다.
본 연구에서는 IEEE 802.11을 기반으로 하는 무선랜 또는 CDMA 기반의 이동전화망을 이용하여 모바일 환경에서 신원조회를 신속하게 할 수 있는 모바일 지문조회시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 크게 PDA를 기반으로 하는 클라이언트와 서버로 구성된다. 클라이언트는 무선통신모듈 및 지문인식모듈을 탑재하고 있는 PDA를 사용하였다. 서버는 데이터베이스와 지문인식모듈을 갖고 있으며 지문 및 신상정보의 등록, 검색 및 검색결과를 클라이언트에 전송하는 기능을 수행하도록 하였다.
본 논문에서는 IEEE 802.11 무선 네트워크에서 재밍 (jamming) 공격에 효과적으로 대처할 수 있는 IEEE 802.11h 기반의 채널 도약 기법을 제안한다. IEEE 802.11h의 Dynamic Frequency Selection (DFS)은 현재 사용하는 채널에서 군 레이더와 같은 높은 간섭을 감지할 경우 임의의 채널을 선택하지 않고 전체 채널 측정을 통해 가장 좋은 채널로 도약하는 기법이다. 이러한 기법은 재밍 공격이 발생하는 환경에서는 채널 도약을 위해 모든 채널 측정을 위한 시간이 소요되며 그 시간만큼의 통신 단절이 발생해 네트워크 성능이 저하되는 단점을 가진다. 제안하는 기법에서는 기존의 기법과는 달리 재밍 공격 이전에 도약할 채널을 모든 단말이 알게 함으로써 재머에 대해 즉각적인 대처가 가능하다. 이를 위해 제안하는 기법에서는 비콘 (Beacon)을 통해 도약할 채널을 매번 갱신하며 이것은 이전 비콘 구간마다 전채널 상태 측정을 수행하는 것으로 가능하다. 다양한 환경에서의 모의 실험을 통해 제안 기법이 재머에 즉각적인 대응을 수행함으로써 네트워크 성능 저하를 완화할 수 있음을 확인할 수 있다.
최근 무선 통신 기술의 발달은 장비를 간편화 하고 편리화 시키게 되었다. 또한 다양한 서비스를 창출 할 수 있는 기반이 마련하였다. 하지만 무선 랜의 다양한 서비스와 접속성의 확대는 보안의 취약점을 야기 시켰다. 본 논문에서는 IEEE802.11 무선 랜 서비스를 통하여 PDA 상에서 AP의 정보를 받아 무선 랜 보안 서비스의 특성과 취약성을 살펴보고 PDA 기반 위치 추적 시스템을 구현을 하였다.
본 논문에서는 IEEE 802.11n 무선 랜 표준에 규정된 3가지 블록길이(648, 1296, 1944)와 4가지 부호율(1/2, 2/3, 3/4, 5/6)을 지원하는 LDPC 복호기를 최소합 알고리듬과 layered 복호방식을 적용하여 설계하였다. 검사노드 값과 패리티 검사 행렬 정보의 효율적인 저장방법을 통해 메모리 용량을 최소화하였으며, 또한 효율적인 검사노드 메모리 어드레싱 방법을 적용하여 stall 없이 메모리 읽기/쓰기가 가능하도록 하였다. 설계된 회로는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, $0.18-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 219,100 게이트와 45,036 비트의 메모리로 구현되었고, 50 MHz@2.5V로 동작하여 164~212 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.
IEEE 802.11 무선랜에서는 전력 절약을 위하여 Power Saving Mode(PSM)를 채택하고 있다. 본 논문에서는 기존의 PSM과는 다르게 경쟁기반인 DCF(Distributed Coordination Function)와 무경쟁기반인 PCF(Point Coordination Function) 수행 후에 이동 단말이 정보 전송을 할 때 이동 호스트의 전력 절약을 위한 새로운 방식을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 정보 전송의 권한을 가진 이동 호스트가 액세스 포인트(Access point)와의 거리를 추정하고 그 거리를 고려하면서 이동 호스트의 송신 출력을 능동적으로 제어한다. 모의실험을 통하여 우리는 제안한 방법이 거리와 상관없이 동일한 전송 전력을 사용하는 기존의 방법과 비교할 때 더 작은 전송 전력을 소모하면서도 비슷한 패킷 전송의 성공률을 가짐을 알 수 있다.
IEEE 802.11 무선 랜은 구축이 용이하고, 이동성과 편이성 등의 장점이 있어 캠퍼스, 기업, 핫 스팟 영역의 공중망에 이르기까지 응용범위를 급속히 넓혀가고 있다. 그러나 무선 랜은 RF를 매체로 사용하기 때문에 근본적으로 보안이 취약해서 개인정보와 기업 내부자료의 침해 위험성이 증가하고 있으며, 특히 무선 랜에서 보안 취약성을 찾아내는 워드라이빙 공격은 더욱 더 심각성을 더해가고 있다. 본 논문에서는 무선 랜에 대한 워드라이빙 공격을 위한 여러 과정과 준비단계에 대하여 전반적으로 살펴보고, 무선 랜에서의 워드라이빙 공격으로부터 정보침해 사고를 예방할 수 있는 대응방안을 제시한다. 이를 위해 무선 랜에서의 워드라이빙 공격에 적합한 장비를 제작하였고, 제작된 장비를 사용하여 서울시 양재동 일대의 무선 랜 AP 보안 취약성을 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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