본 논문은 WLAN(Wireless Local Area Network)용 이중대역 칩 안테나를 설계 제작하였고, 외장형 AP(Access Point) 안테나와 달리 작은 LAN카드에 내장된다. 안테나의 사이즈에 제한이 있으므로 가능한 유전율이 높은 유전체를 이용하였으며, 수급의 문제, 가격의 문제, 특성의 문제 등을 종합적으로 고려했을 때, 세라믹의 상대 유전율은 9.8, 두께는 3.5mm와 5mm를 사용하였다. 설계 제작된 세라믹 안테나는 IEEE 802.11.a,g 그리고 b까지 트리플 모드로 사용할 수 있을 뿐 아니라 광대역에서 사용할 수 있다. 사용가능한 주파수 밴드는 2.4~2.5GHz & 4.9~5.85GHz의 광대역 특성을 가지며, 전 주파수 대역에서 비교적 일정한 성능을 갖는다.
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a promising technology for high speed multimedia communication in a frequency selective multipath channel. In this paper, Software IPs for the synchronizer of IEEE 802.11a Wireless LAN system are designed and optimized for TI's TMS320C6201 fixed point DSP. As a result of the execution cycles of the target DSP for each functions of the system, an efficient HW/SW partitioning method can be considered.
본 논문에서는 IEEE 802.11a의 규격에 따라 OFDM 우선 LAN 모뎀과 프레임 포맷을 구성하여 시뮬레이션에 의해 BER 성능을 분석하고 수정된 채널 예측 알고리즘을 적용하여 채널예측성능이 개선됨을 보인다. 채널 예측에 이용되는 실내 무선채널로서는 AWGN과 TDL 모델을 적용한 지연확산채널을 고려한다. 우선 AWGN 환경에서 규격에 제시된 전송속도 및 부호율에 따른 OFDM 무선 LAN 시스템의 성능을 분석한다. 다음으로 실내 우선 채널 환경에서 채널추정이 불완전한 경우에 대해, 기존의 채널추정방식으로서 프리앰블 내의 2개의 Long 훈련심볼을 이용하여 채널을 추정하는 경우에 대한 성능을 분석하고, 수정된 채널추정기법으로는 IEEE 802.11a의 프리앰블 구조를 변경하지 않으면서 Long 훈련심볼뿐만 아니라 전체 10개의 Short 훈련심볼 중 8개의 훈련 심볼들을 채널추정에 부가적으로 사용하는 방식을 채용한 경우의 성능을 분석하여 기존의 방식과 비교한다. 시뮬레이션 결과의 분석으로부터 수정된 채널추정방식을 적용하는 경우, 규격에 정의된 프리앰블 구조의 변경 없이도 잡음을 억제하는 효과를 향상시킴으로써 채널추정오차가 감소되어 채널추정성능이 개선됨을 확인하였다.
IEEE 802.11 WLAN(Wireless LAN)은 효율성과 편리함으로 시장에 급격히 보급되었다. 이 IEEE 802.11 WLAN은 CSMA/CA를 기반으로 하는 DCF방식을 주로 사용하고 있으며, Contention Window, Backoff Size를 이용한 각 단말기들간의 자유 경쟁에 의한 전송 방식을 택하고 있다. 그 주된 방법으로 단말기는 CW를 설정하고 CW범위안에서 랜덤한 값을 정해 Backoff Counter를 줄여 채널을 점유하는 방식이다. DCF방식은 채널을 두고 여러 대의 단말기가 서로 경쟁을 함으로써 채널을 할당 받아 사용하게 된다. 본 논문에서는 이러한 채널 할당시 CW값을 조절하여 다른 단말기보다 채널을 빨리 할당받고 높은 처리량을 나타내는 탐욕적(Greedy) 노드문제에 대해서 분석하는 방법에 대해서 설명하려고 한다.
본 논문에서는 3G 이동 통신 시스템과 IEEE 802.11 WLAN 시스템 간의 통합을 위한 프로토콜 계층을 설계한다. 통합 알고리즘을 휘한 핵심은 서로 다른 다양한 시스템의 MAC 계층을 IP 계승을 통해 통합하는 AII IP 구조에서, 이종간 핸드오프 지원을 위한 새로운 적응 계층(Adaptation Layer)을 추가하는 것이다. 적응 계승에서 요구되는 기능들은 끊김 없는 계층적 핸드오프, 시스템의 발견과 최적의 인터페이스 선택. QoS 지원. AAA 등이다. 다양한 이슈들 중에 계층적 핸드오프를 위한 시스템 발견과 최적의 인터페이스 선택을 위한 알고리즘에 대해 살펴보도록 하겠다.
본 논문에서는 IEEE 802.11 시스템에서 경쟁 중인 터미널 수를 추정하고 이를 반영할 때 시스템 성능에 미치는 영향을 분석한다. IEEE 802.11 시스템에서는 터미널간의 다중 접근의 방법으로 DCF (Distributed Coordination Function)를 이용하고 있으며 경쟁하는 터미널 수를 정확하게 추정하여 반영하는 것이 시스템 throughput 증가하는데 중요한 요소가 된다. 본 논문에서는 터미널 수를 추정하는 방법으로 노이즈 정보가 필요하지 않는 Extended H Infinity Filter (EHIF)를 이용하여 터미널 수를 추정하는 방법을 제안한다. 경쟁하는 터미널의 수가 saturated되는 경우와 non-saturated되는 네트워크 환경에서 EHIF가 기존의 Extended Kalman Filter (EKF) 방법보다 좋은 성능을 가짐을 모의실험을 통해 확인하였고 이를 정량적으로 분석하였다.
IEEE 802.11ah 무선랜 환경에서 Restricted Access Window는 단말간 충돌을 완화시켜 수면 동작의 효율성을 높이기 위하여 도입되었다. 모의실험을 통해 Restricted Access Window (RAW)의 길이에 영향을 주는 무선랜 단말의 동작 방식을 관찰하고 적정한 RAW의 값을 설정하기 위해 무선랜 단말의 동작을 어떻게 제어하는 것이 필요한지 알아본다.
IEEE 802.11 무선랜에서 다중사용자 다이버시티 기법 위에 채널 다이버시티 기법을 적용함으로써 다중사용자 다이버시티 기법이 얻을 수 있는 최대 이득보다 더 큰 이득을 추구한다. 이를 위해 본 논문에서는 기존 다중사용자 다이버시티 기법 위에 수행될 기회적 채널 전환 기법을 제안하고 단말기의 수, 채널 수, 채널 전환 지연 시간, 사용자의 평균 채널 상태 등을 변경해가면서 성능 평가를 수행한다.
본 논문은 IEEE 802.11i의 4-way 핸드쉐이크 프로토콜을 안전성과 신뢰성의 측면에서 분석한다. 분석을 통해 MIC 오류와 같은 특정한 상황에서 4-way 핸드쉐이크가 정상적으로 수행되지 못하는 것을 보여주고 문제 해결을 위한 수정방안을 제안한다. 또한 4-way 핸드쉐이크 프로토콜보다 안전하고 효율적인 2-way 핸드쉐이크 프로토콜을 제안한다.
IEEE 802.11i 표준은 802.11 WLAN(wireless LAN) 환경에서 보안성있는 핸드오프 제공을 위하여 FA(Full Authentication)과 PA(Preauthentication)을 정의하였다. 그러나 FA는 핸드오프 사용자들에게 끊김없는(seamless) 서비스를 제공하기에는 너무 느리며, PA 방식은 사용자 밀도가 높은 WLAN 환경에서는 사용자의 캐쉬 엔트리가 핸드오프가 실제로 발생되기도 전에 다른 핸드오프 사용자의 엔트리에 의해 삭제될 수 있기 때문에 적합하지 않다. 본 논문에서는 핸드오프 과정에서의 인증과 키 관리에 소요되는 지연시간을 최소화하기 위한 신속하고 보안성있는 핸드오프 방법을 제안한다. 제안기법은 핸드오프가 발생하면 해당 사용자와 이전 AP(Access Point)사이에 구축되었던 보안 정보를 이전 AP에서 새로이 이동한 AP로 전달하여 인증 지연을 줄이며 핸드오프 세션이 종료될 때까지 동일한 세션 키를 재활용하여 세션 키 생성 지연을 줄인다. 세션 키의 신규성(freshness)는 핸드오프 세션이 종료된 후에 세션 키를 새롭게 할당됨으로써 유지된다. 본 논문에서 제안하는 메커니즘은 AP가 RSNA(Robust Security Network Association) 설정 이전에 핸드오프 사용자를 인증하게 함으로서 802.1X 인증의 보안 수준을 유지하면서도 핸드오프 지연시간을 최소화시키다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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