AES는 Advanced Encryption Standard의 약자로 현재 미국의 표준 암호 알고리즘에 대한 공식 명칭이다.

AES 이전에 미국의 표준알고리즘으로는 DES와 3DES가 있었습니다. 이들의 뒤를 잊는 암호 알고리즘이 바로 AES이다.

1997년 1월2일 미국의 NIST(National Institude of Standard and Technology)에서 AES 선정계획을 공고했고 이를 본 전세계의 많은 암호학자와 연구소에서 암호알고리즘을 개발하여 제출했습니다.

이때 제출된 알고리즘들은 CAST-256, CRYPTION, DEAL, DFC, E2, FROG, HPC, LOK197, MAGENTA, MARS, RC6, Rijndael, SAFER+, Serpent, Twofish 등이 있습니다. 이 중 일부는 암호분석학자들에 의해 문제점이 노출되었고 일부는 성능상의 문제로 제외되어 1999년 4월경 AES후보 알고리즘은 모두 5개 (MARS, RC6, Rijndael, Serpent, and Twofish)로 좁혀지게 됩니다. 이후 컨퍼런스를 거쳐 2000년 10월 Rijndael(리즌댈 또는 라인돌이라고 읽습니다.) 이 AES로 선정되게 됩니다.

 Rijndael은 벨기에의 암호학자인 Joan Daemen과 Vincent Rijmen이 개발한 알고리즘으로 DES와 3 DES가 Feistel network 이었던 것과는 달리 substitution permutation network 구조를 가지고 있으며 하드웨어나 소프트웨어적으로 구현했을때 모두 좋은 성능을 보이는 특성을 가지고 있습니다. 구현이 쉽고 메모리를 적게 소모하는것도 장점으로 뽀히고 있죠

Rijndael은 암호알고리즘 분류 상 대칭형암호알고리즘으로 분류됩니다. 대칭형 암호알고리즘에도 두가지 종류가 있는데 Rijndael은 이중에서  Block암호알고리즘 방식이며 128bit 블럭 단위로 암호화를 하고, 사용되는 Key의 사이즈는 128bit, 192bit, 256bit 등이 있습니다. 라운드 수는 10, 12, 14 라운드를 사용하고 각 라운드마다 SubBytes, ShiftRows, MixColumns, AddRoundKey의 4단계를 거치게 됩니다.

현재 AES의 취약점에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 관련하여 XSL Attack이나 cache timing attack등에 관련된 논문이 발표되었다

현재 암호알고리즘들은 크게 대칭형 암호알고리즘과 비대칭형 암호알고리즘으로 구분됩니다. 대칭형 암호알고리즘은 암호화할때 사용되는 키값과 복호화할때 사용되는 키값이 동일한 알고리즘이고 비대칭형 암호알고리즘은 암호화할때 사용되는 키값과 복화화할때 사용되는 키값이 서로 다른 알고리즘입니다.

대칭형 암호알고리즘은 다음과 같은 장점 때문에 주로 통신을 통해 주고 받는 데이터를 암호화할 때 사용합니다.

1. 암호화/복호화 속도가 비대칭형 암호알고리즘보다 빠르다. (최소10 ~ 최대1000배)

2. 암호화문의 크기가 평문보다 크지 않다. (암호화시 사이즈 증가가 없다)

대칭형 암호알고리즘은 그 원리상 데이터를 송신하는 A와 데이터를 수신하는 B가 동일한 KEY를 가져야 하는데, A와 B가 어떻게 같은 KEY를 가질수 있도록 해야 하는가? 라는 문제를 해결해야만 합니다. 이를 KEY bootstraping 또는 KEY agreement problem이라고 합니다.

A가 KEY를 만들고 이 KEY를 네트워크를 통해 B에게 전달하는 식의 방법은 공격자가 중간에서 KEY값을 가로챌수 있기 때문에 사용할 수 없습니다. 이 문제를 해결하는 일반적인 방법은 두 가지가 있습니다.

1. KEY값을 뒤에서 설명할 비대칭형 암호알고리즘을 이용하여 암호화 시킨 후 전송하는 방법입니다.

2. 실제 키값을 전송하지 않고도 A와 B가 동일한 키값을 생성할 수 있도록 하는 알고리즘을 사용하는 것인데 Diff-Hellman이라는 알고리즘이 대표적입니다.

대칭형 알고리즘의 예로는 SEED, DES, DES3, AES 등이 있습니다.

비대칭형 암호알고리즘은 흔히 공개키알고리즘이라고도 불립니다.

그 이유를 설명해 드리죠

비대칭형 알고지즘을 이용하여 데이터를 전송하는 방식은 다음과 같습니다.

A는 두개의 KEY를 생성합니다. 두개의 키를 각각 private key, public key라고 부릅니다. (공개키 암호알고리즘이라는 용어는 여기에서 유래된 것입니다.) 이 때 생성된 private/public key는 수학적으로 다음과 같은 특성을 가지게 됩니다.

A의 public key를 이용하여 암호화 된 데이터는 A의 private key로만 복호화가 가능하다.

A의 private key를 이용하여 암호화 된 데이터는 A의 public key로만 복호화가 가능하다.

B역시 A와 마찬가지로 두개의 키를 생성합니다.

자 이제 A와 B가 통신을 하는 방법을 살펴보면

A와 B는 각자의 public key(공개키)를 서로에게 알려줍니다.

각자의 public key를 나눠갖게 되면

A는 PubA, PriA, PubB를 가지게 되고,

B는 PubB, PriB, PubA를 가지게 됩니다.

공격자는 물론 PubA, PubB를 가질 수 있겠죠

A는 B에게 데이터를 전송하기 위해 B의 Public Key(PubB)를 이용하여 데이터를 암호화한 후 전송합니다. 따라서 이 정보는 B의 Private Key(PriB)를 가지고 있는 B만 해독할 수 있습니다. B역시 마찬가지 방법으로 통신을 하면 됩니다.

이렇듯 Public Key가 공개되어도 안전하게 통신을 할 수 있다는 것이 Public Key의 장점입니다.
(물론 private key는 당연히 공개되어서는 안됩니다.)

비대칭형 암호알고리즘에는 RSA가 대표적이며, 비대칭형 암호알고리즘은 위에서 언급했던 것처럼 대칭형 암호알고리즘의 KEY를 암호화하는데 사용하거나, 주로 인증에 많이 사용됩니다.

실생활에서 공개키가 사용되는 예를 볼까요?

대표적인 예로 인터넷뱅킹을 들 수 있습니다.

C라는 고객이 Bank라는 은행과 인터넷뱅킹을 한다고 하죠

C는 Bank에 먼저 자신의 공개키를 보냅니다.

그러면 Bank는 대칭형암호알고리즘에서 사용할 KEY(이를 보통 비밀키라고 합니다.)를 C의 공개키를 이용하여 암호화 한다음 전송합니다. 이후 C와 Bank간의 통신은 이렇게 전송받은 비밀키를 통해 암호화 됩니다.

공격자가 중간에서 암호화된 비밀키를 획득한다 하더라도 C의 private을 알지 못하면 해독할 수 없고 따라서 비밀키로 암호화된 내용을 절대 볼 수 없습니다.

그런데 여기에는 한가지 문제점이 있습니다. 만약 공격자가 A가 Bank에 접속해서 마치 자신이 C인 것처럼 가장하고 자신의 공개키를 전송하면 어떻게 될까요? 만약 Bank가 속는다면 Bank는 A의 공개키를 이용하여 비밀키를 암호화 한 후에 전송할 것이고 A는 자신의 Private Key로 이를 해독한 후 비밀키를 획득할 수 있게 될 것입니다.

이러한 공격을 막기 위해서 Bank가 C의 공개키를 인증할 수 있는 방법이 필요합니다.

그게 바로 인증서라는 거죠.

인증서에는 인증받는자(보통 타켓이라고 합니다.)의 정보와 인증받는자의 공개키, 유효기간등 인증기관정보등이 기록되어 있습니다. 인증서는 타켓의 공개키가 인증서에 기록된 공개키가 맞다는 사실을 인증기관이 보장한다는 내용을 담고 있다. 

WCDMA 라디오 액세스 기술을 기반으로하는 3GPP 3세대 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화단계로 정의되는 HSDPA와 EUL은 중기적인(mid-term) 미래에서 있어 높은 경쟁력을 가지는 라디오 액세스 기술을 3GPP에게 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구사항과 기대가 계속적으로 증가하고 경쟁되는 라디오 액세스 기술개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 10년 또는 그 이후까지 경쟁력을 유지하기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술진화가 요구된다. 이에 따라 3GPP는 고품질의 서비스를 제공하면서도 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 무선 전송기술 개발을 목적으로 ‘Evolved UTRA and UTRAN’이라는 연구과제를 2004년 말에 착수하였다. 그래서 본고에서는 ETRI의 자료를 참고로 3GPP에 대하여 설명하려고 한다.

글 / 이봉주,신연승


3세대 모바일 시스템의 미래 장기 진화(LTE)에 대한 3GPP의 작업은 지난 2004년 11월 캐나다 토론토에서 개최된 RAN Evolution Workshop에서 시작되었다. 워크숍에서는 향후 10년 또는 그 이상에서 사용자의 요구를 만족시키기 위해 커버리지 확장 및 시스템 용량 개선뿐만 아니라 데이터 전송률과 지연 감소를 통해 사용자와 사업자의 비용을 줄이고 제공되는 서비스 품질을 개선하는 3G LTE 목표 달성을 위한 다음과 같은 상위 레벨 요구사항을 정의하였다.
? 비트 당 비용 감소
? 서비스 가용성 증대 보다 다양한 서비스를 저 비용에 제공
? 융통성 있는 주파수 밴드의 사용
? 단순 구조와 개방형 인터페이스
? 터미널의 적절한 파워 소모
2004년 12월 3GPP TSG RAN 26차 회의에서 승인된 UTRA-UTRAN LTE 연구과제(Study Item)는 높은 데이터 전송률, 낮은 지연, 그리고 패킷 최적화된 라디오 액세스 기술을 만들기 위한 3GPP 라디오 액세스 기술 진화 프레임워크 개발을 목적으로 하고, 2006년 6월까지 새로운 무선접속 규격과 아키텍처의 레이아웃을 선택하여 타당성을 조사(SI)하였다.
3GPP는 SI 단계를 마치고 3GPP 워크플랜에 E-UTRA(Evolved UTRA)와 E-UTRAN을 포함시키기 위하여 LTE 표준과제(Work Item)를 생성하고 2007년 6월까지 기본 규격을 작성하는 것으로 계획하고 있다.
(그림 1)은 3GPP LTE/SAE의 SI/WI스케줄을 보여준다.
요구사항
3GPP RAN WG들은 2005년 세 번의 합동 회의를 개최하여 E-UTRA와 E-UTRAN의 요구사항을 기술하는 연구과제 보고서 TR 25.913을 작성하였다.

워크 그룹별 표준화 작업
■ E-UTRAN의 프로토콜 아키텍처
E-UTRAN은 UE에게 E-UTRA의 사용자 평면(RLC/MAC/PHY)과 제어 평면(RRC) 프로토콜의 종단점을 제공하는 eNB(evolved NodeB)와 UE의 세션 및 이동성관리(SM/MM) 기능의 종단점을 제공하는 aGW(access GateWay)로 구성되며, 이들은 S1 인터페이스를 통해 연결된다.
(그림 2)는 E-UTRAN의 전체 프로토콜 아키텍처를 보여준다. E-UTRAN 아키텍처에서 eNB는 aGW선택, RRC 활성화 시에 aWG로의 라우팅, 페이징 메시지의 전송 및 스케줄링, BCCH 정보의 전송 및 스케줄링, 상향/하향 링크의 동적 자원 할당, eNB측정의 설정과 구성, 라디오 베어러 컨트롤, 라디오 어드미션 컨트롤(RAC), 그리고 LTE_ACTIVE 상태에서의 모빌리티 컨트롤 등의 기능을 수행한다.
aGW는 페이징 시작, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면 데이터 ciphering, PDCP, SAE 베어러 컨트롤, 그리고 NAS 시그널링의 ciphering과 무결성(integrity) 보호 등의 기능을 수행한다. 사용자 평면 프로토콜 스택에서 eNB에 위치한 RLC와 MAC 계층은 스케줄링, ARQ, HARQ 등의 기능을 수행하며, aGW에 위치한 보안 계층은 ciphering을 수행하고 PDCP 계층에서는 헤더 압축 기능을 수행한다.
한편 PDCP 계층과 관련한 보안 계층의 위치와 보안 계층에서의 무결성 보호 기능의 수행은 아직 합의되지 않아 계속 연구가 요구된다. (그림 2)에서 점선으로 표시된 제어평면의 기능 블록인 ‘Inter-Cell RRM’의 위치는 아직까지 확정되지 않았다. (그림 2)에서 eNB에 위치한 RRC는 브로드캐스트, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 모빌리티, UE측정 등의 기능을 수행한다. 한편 aGW에서 종단되는 NAS는 SAE 베어러 관리, 인증, 유휴 모드 모빌리티 관리, LTE_IDLE 상태에서의 페이징 시작, aGW와 UE 사이의 시큐리티 제어 등의 기능을 수행한다.

■ E-UTRAN의 Layer 1
RAN WG1은 LTE를 위한 새로운 무선 접속기술을 검토하고 이를 바탕으로 기술 보고서 TR 25.814를 작성하였다.
TR 25.912에 따르면 LTE의 하향링크는 FDD와 TDD 모두 OFDM 기반의 전송 기법을 기본으로 사용하며, 10ms의 라디오 프레임을 구성하는 20개 부 프레임별로 채널에 따른 스케줄링과 링크 어댑테이션(link adaptation) 기능을 수행한다. 상향링크는 수신 측에서의 효율적인 주파수 영역 등화(frequency-domain equalization)와 사용자간 직교성(inter-user orthogonality)을 유지하기 위하여 FDD와 TDD 모두 SC-FDMA 기반의 전송 기법을 기본으로 사용하며, 하향링크와 동일하게 10ms의 라디오 프레임을 구성하는 20개 부프레임 레벨에서 스케줄링 한다.
RAN WG1은 하향링크 전송에 Broadcast Channel(BCH), Downlink Shared Channel(DL-SCH), Paging Channel(PCH), Notification Channel (NCH)을 구분하여 사용하기로 하였으며, Multicast Channel(MCH)의 사용에 대하여 토의중이다. 한편 상향 링크 전송에서는 Uplink Shared Channel (UL_SCH)와 Random Access Channel (RACH)을 구분하여 사용한다.

■ E-UTRAN의 Layer 2
RAN WG2 또한 E-UTRAN의 무선 인터페이스 프로토콜의 연구를 수행하고 있으며, 자세한 사항들은 물리계층의 영향을 받지만 작업 초기에 기본 사항을 도출했다.
MAC 부계층은 논리채널과 전송채널의 매핑, PDU의 다중화와 역다중화, 전송 트래픽 보고, HARQ, UE와 논리 채널의 우선순위 관리, 전송 포맷 선택, 액세스 클래스와 액세스 서비스 클래스의 매핑 등을 수행한다. 한편, MAC 부계층에서 padding과 흐름 제어 등의 수행은 아직 합의를 도출하지 못하였다. 그림 3은 현재까지 정리된 논리 채널과 전송 채널 사이의 매핑 관계를 보인다.
RLC 부계층은 AM, UM 또는 TM 모드에서 PDU 전송, ARQ, segmentation, concatenation, 전송 순서 보장, 중복 데이터 탐지, 프로토콜 오류탐지 및 복구 등을 수행한다. 한편 SDU 폐기, 초기화 등의 수행과정은 아직 합의를 도출하지 못하였다. PDCP 부계층은 ROHC에 의한 헤더 압축과 복구, 사용자 데이터 전송 등의 기능을 수행하는 것으로 합의되었으나 사용자 데이터의 ciphering과 같은 보안 관련 이슈에 대해서는 계속 논의를 진행중이다.

■ E-UTRAN의 Layer 3
RAN WG3는 무선 액세스 아키텍처와 인터페이스 관점에서 연구를 수행하여 연구과제 보고서 TR R3.018을 작성하고 있다. TR R3.018은 이전과 비교하여 LTE 액세스 네트워크에서 새롭게 만들어지는 기능과 기존 기능들의 진화 등 E-UTRAN 개발을 위해 요구되는 기능을 도출하여 기술하고 있다.
3GPP LTE에서 핸드오버의 수행은 LTE RRC_CONNECTED 상태에서 다양한 DRX/DTX 사이클이 지원되며 UE가 보조하고 네트워크가 제어 방법을 기본적으로 사용한다.
E-UTRAN 내에서의 핸드오버를 위해서 RRC_CONNECTED 상태일 때는 핸드오버 준비를 위한 시그널링을 사용하면서 UE가 보조하고 네트워크가 제어하는 핸드오버를 수행하는 것으로 하고, RRC_IDLE 상태에 있는 경우 셀 재 선택이 수행되며 SRX가 지원된다. 유사하게 EUTRAN과 UTRAN 사이의 모빌리티, 즉 EUTRAN RRC-CONNECTED 상태와 UTRAN CELL_DCH 상태 사이의 핸드오버는 UE가 보조하고 네트워크가 제어하는 핸드오버 방법을 사용한다.
① LTE_IDLE 모드에서의 모빌리티 관리
상향/하향링크 상에 데이터를 전송하지 않는 상태인 LTE_IDLE 모드는 UE에 파워 소모를 줄일 수 있으나 네트워크에서 단말의 위치를 지속적으로 관리하여야 한다. LTE_IDLE 모드에서의 UE 모빌리티 관리는 다음과 같은 두 가지 방안이 고려되고 있다. 첫번째, TA 내에서의 등록, 컨텍스트와 사용자 평면 터널 관리, TA 내의 페이징, 라디오 관련 컨텍스트, 서브 스크립션 정보 운용 등을 eNB에서 담당하고 이를 바탕으로 eNB에서 UE의 모빌리티를 관리한다.
두번째, UE/사용자의 접속 상태, 모빌리티, 시큐리티, 그리고 IP 베어러 상태 등을 관리하는MME와 하향링크에서 사용자 평면의 종단점 역할을 수행하며 페이징을 트리거하는 UPE를 eNB 상위에 두고, MME에서 UE 컨텍스트, 서브스크립션 정보 등을 저장하여 UE의 모빌리티를 관리한다.
MME 간의 모빌리티 경우는 현재까지 컨텍스트 전송 또는 연결 재설정을 기반으로 하는 기법을 고려하고 있으나 아직 합의되지 않았다. 또한 MME가 LTE_IDLE 모드의 UE 모빌리티를 담당하는 경우, 진화된 시스템 아키텍처에서 MME의 위치(라디오 액세스 네트워크 또는 코어 네트워크)와 MME와 관련한 UPE의 위치는 많은 논의를 통해 결정될 예정이다.
② LTE_ACTIVE 모드에서의 모빌리티 관리
RAN WG3, WG3, 그리고 SA WG2는 2006년 2월 합동회의에서 LTE_ ACTIVE 모드의 UE를 위한 LTE 액세스 네트워크 내에서의 모빌리티에 있어 제어 평면의 정보 흐름을 포함하는 기본 절차를 합의하였다. LTE_ACTIVE 모드의 모빌리티는 그림 4와 같이 UE부터 보고받은 측정 정보를 기반으로 소스 eNB에 위치한 RRC가 핸드오버 결정, 타깃 eNB에서의 무선자원 준비, UE로의 핸드오버 명령, 소스 네트워크의 무선자원 해제 등의 절차를 통하여 제공된다.
한편 LTE_ACTIVE 모드의 UE를 위한 LTE 액세스 네트워크 내에서의 모빌리티에 있어 사용자 평면의 운용 방법은 2006년 4월 개최된 RAN WG3의 51-bis 회의에서 결정되었다. RAN WG3는 사용자의 데이터 손실을 고려한 무결절/무손실 서비스를 위해 지금까지 논의 되어온 aGW에서의 바이케스팅기법, 소스 eNB에서 타깃 eNB로 데이터 포워딩 기법, 그리고 aGW에서 패스 스위치 기법 중에서 실시간 서비스뿐만 아니라 비실시간 서비스를 위해서 데이터 포워딩을 사용하는 것에 합의하였다.
데이터 포워딩은 핸드오버 준비 단계에서 소스 eNB에서 타깃 eNB 사이에 설정되는 사용자 평면 터널을 통하여 수행된다. 또한 데이터 전송 순서의 보장을 위해 aGW에 위치한 PDCP가 데이터의 전송 순서를 재배열하는 기능을 갖는 것으로 결정하고 이에 관련한 협조 문서를 RAN WG2에 송부하였다. 한편 데이터 포워딩 단위는 outer ARQ SDU 또는 SDU/PUE를 고려하고 있는데 이는 RAN WG2에서 결정하게 될 것이다.

System Architecture Evolution
SAE 표준화 연구는 LTE에서 정의하는 목표 실현을 위해 네트워크 구조를 결정하고 이종 네트워크간 핸드오버를 지원하기 위한 기술을 SA WG2에서 연구중이며, 2004년 11월 캐나다 토론토에서 개최된 RAN Evolution Workshop에서는 UTRA 라디오 인터페이스와 더불어 3GPP 전체 시스템 아키텍처의 기술적 진화를 토의하였다.
이후 2004년 12월 TSG SA 26차 회의에서는 성능과 비용 면에서 3G모바일 네트워크의 장기적인 경쟁력을 유지하기 위하여 3GPP 액세스 기술의 장기적 진화, 패킷 스위칭 기술 수용, 시스템의 최적화와 지속적인 진화 등을 고려한 SAE SI가 승인되었다.
당초 SAE SI는 2006년 6월까지 3GPP 시스템 진화의 타당성을 조사하는 것으로 예정되었으나 TSG SA 31차 회의에서 연구 진행 상황을 고려하여 2006년 9월에 완료하는 것으로 계획이 변경되었다. 이후 SAE는 SI 단계를 마치고 3GPP 워크플랜에 진화된 시스템 아키텍처를 포함시키기 위하여 SAE WI를 생성하고 2007년 6월까지 기본 규격을 작성하는 것으로 계획하고 있다.
SA WG2는 높은 데이터 전송률과 작은 전송 지연을 보장하면서 다양한 라디오 액세스 기술을 지원하는 패킷 최적화된 시스템으로의 진화를 위한 프레임워크 개발과 이에 대한 적합성 검토를 목적으로 표준규격을 작성하고 있으며, 연구과제 보고서 TR23.882를 작성하고 있다.
SAE 연구는 음성 서비스를 패킷 스위칭 도메인에서 지원하는 것을 기본으로 가정하고 표준화 되어야 하는 기능 엔티티와 이들 사이의 인터페이스를 포함하는 구조적인 다이어그램, 이들 특성의 상위 수준 기술, 타이밍과 지연을 포함한 시그널링 플로 다이어그램, 그리고 중요 이슈들에 대한 해법 제시 등에 포커스를 맞추어 진행되고 있다.

■ 요구사항
SAE는 연구 진행 초기 회의들을 통해서 아키텍처 진화에 대한 주요 요구사항들을 도출하고 상위수준의 시스템 구조 진화의 개념들을 선정하였다.

■ 표준화작업
TR 23.882 표준규격 작성은 SA WG2를 중심으로 작성하고 있으며 이슈에 따라 RAN WG들과 SAWG1/3/4 등의 의결 사항을 반영하는 형태로 진행되고 있다.
가. 상위수준의 논리적 아키텍처
(그림 5)는 2005년 12월 일본에서 개최된 SAWG2 49차 회의에서 상위수준으로 작성된 SAE의 논리적 아키텍처를 보인다. 상위수준의 논리적 아키텍처는 SA WG2가 시스템 진화의 중요 이슈들을 토론하는 데 기본 바탕으로 사용하려는 목적으로 작성되어 시스템에 필요한 모든 기능과 인터페이스를 포함하지는 않는다. 따라서 진행되고 있는 중요 이슈의 토의 결과에 따라 기능과 인터페이스의 추가 및 변경이 요구된다.
SA WG2는 상위 수준의 논리 아키텍처에서 서로 다른 액세스 시스템 간의 모빌리티를 담당하는 사용자 평면의 앵커인 ‘Inter AS Anchor’의 기능 및 구조 등에 대해서 논의를 진행하고 있다. 또한 진행중인 RAN과 CN의 기능 분리 표에 따른 MME/UPE의 위치와 이들의 물리적 분리 등에 대한 논의가 진행중이다.
나. RAN WGs 연구내용 반영
SA WG2는 SAE와 관련한 RAN WG들의 연구 결과 즉, 상향링크에서 MDC를 고려하지 않는 것과 2006년 3월 TSG RAN 31차 회의에서 결정된 전체 RAN 아키텍처에 대한 개념을 SAE SI에 반영하고 있다. 또한 RAN WG들은 2006년 5월까지 LTE_IDLE과 LTE_ACTIVE 모드 이외의 추가적인 상태의 필요성 검토 결과를 포함하여 E-UTRA에서의 LTE_IDLE과 LTE_ACTVE 모빌리티 관련된 합의 결과, LTE 내 모빌리티와 UMTS와 LTE 간 모빌리티의 일관성을 검토하여 SAE에 반영할 예정이다.
다. SA WG1/3/4 연구내용 반영
SA WG1은 SAE의 기본 고려사항인 AIPN의 요구사항에 대한 적합성 검사 연구를 수행하고 있으며, SA WG2의 협조 요청에 따라서 연구에 반영하였다.
SA WG2는 SA WG3가 2006년 1월 완료한 제어평면과 사용자평면에서의 시큐리티 기능의 위치에 대한 검토 결과를 바탕으로 인증과 인증관련 시그널링 플로를 작성할 예정이다. 또한 SA WG3는 SAE에서 적법한 도청에 관련한 요구사항을 정리하였으며 USIM의 사용 방안을 확인할 예정이다.
한편 SA WG4는 E-UTRA와 GSM CS 사이의 핸드오버 등을 위한 음성 호 단절시간에 대한 요구 사항으로 음성에 대한 20ms의 손실이 단음절과 중요한 콘텐트 인지에 영향을 준다는 내용 등을 정리한 협조 문서를 작성하여 SAE에 반영하였다.

1.CDMA 란 무엇인가?  

1.1 이동통신의 개요 및 발전

1.1.1 CDMA(Code Division Multiple Access)란?

CDMA란 대역확산(Spread Spectrum)기술을 활용하여 전체 대역 내에서 각각의 정보를 측정부호 및 시간차이로 분할하여 보내고 수신쪽에서도 전체대역 내의 많은 정보 중 송신시 사용된 것과 동일한 부호와 시간 차이를 갖는 정보만을 골라내어 원래 신호를 재생해 내는 방식을 말합니다.

CDMA는 동일한 주파수를 많은 셀에서 사용할 수 있으며, 타방식보다 간섭이 적고, 통화자가 침묵하고 있는 시간 동안 전송을 중지 함으로써 아날로그 방식보다 수용 용량을 많이 늘릴 수가 있습니다. 아래의 하태숙 박사의 설명 예를 보면 이해가 잘 될 것입니다.

1.1.2  CDMA의 시작과 이동통신 개요

1.1.2-1 CDMA의 시작

이동통신 사용자가 급증하게 따라 서비스 제공 업체들은 주파수 자원 문제에 직면하게 되었는데, 미국의 벤처 기업인 퀄컴사는 세계통신업계에 89년 초 새로운 제안을 했습니다. 1950년대부터 군용 및 위성통신에 쓰이던 대역확산(Spread Spectrum) 통신방식을 디지털 셀룰라 서비스에 응용할 수 있다는 연구결과를 발표한 것이었습니다.

90년 초반 우리나라뿐 아니라 미국, 유럽, 일본 등 세계 각국에서는 디지털 방식의 이동전화 개발이 본격적으로 진행되기 시작했는데 미국, 일본과 유럽 등 대부분은 이미 TDMA(Time Division Mutiple Access)방식으로 개발을 한창 진행 하고 있었고 뒤늦게 디지털 이동통신 사업을 시작한 우리나라는 미국의 일부 통신업체와 함께 CDMA(Code Division Mutiple Access) 방식을 채택하게 된 것이지요.

퀄컴이 CDMA방식의 디지털 이론을 발표했을 당시에는 일부에서 정교한 송신출력제어의 어려움과 통화절차의 복잡성 등을 이유로 상용 가능성을 부정했지만 CDMA이론이 제시하는 아날로그 대비 10배 가량의 용량증대 (TDMA의 경우 3~4배 정도라고 합니다.) 와 고품질의 음 질, 보안성 보장 등의 매력은 이후 AT&T, Motorora, NYNEX, Northerntelecom등 세계의 통신업체들의 주목을 끌게 되었습니다.

1.1.2-1.1 한국의 경우 CDMA

우리나라의 경우는 통신 방식을 정할 당시, CDMA가 아직 어느나라 에서도 상용화 된 적이 없었던 기술이었기 때문에 이것을 상용화하는데 성공할 경우 기술자립을 성취할 수 있다는 점이 그 무엇보다 중요한 요소로 작용했다는 말도 있습니다. 물론 21세기 정보통신 서비스에 가장 적합하다는 근거도 있었습니다만...

1993년 ETRI 주도로 CDMA시스템 개발에 착수하게 되었고 1996년 1월 1일 SK Telecom이 세계 최초로 상용화에 성공했다고 합니다. (LG정보통신도 "세계 최초로 CDMA 상용화에 성공"이라는 말을 자주 쓰는데...서비스는 SK-텔레콤이 먼저 시작했는데...누가 먼저인지 정확히 모르겠군요.)

우리 나라가 CDMA를 세계 최초로 상용화한 경위가 웹페이지에 있어서 아래에 옮겨두었습니다.

"1991년 4월에 ETRI와 퀄컴간 CDMA 공동 개발을 추진하기로 합의하였다. 1991년 8월에 ETRI와 퀄컴사간 제1단계 공동 개발에 착수하고, 1992년 7월에 제2단계 공동 개발을 추진하였다. ( 소문에 의하면? 이 당시 우리나라가 돈이 좀 있었더라면 퀄컴이라는 회사를 살 수 있었을 지도 모른다고 하더군요. 당시 퀄컴은 별로 알려지지도 않은 벤쳐회사였고, ETRI는 여기다 투자를 했었는데...)

그 해 12월에 ETRI가 삼성·LG·현대·맥슨 등의 4개사를 상용 시스템 공동개발업체로 선정하고 기술 개발을 추진하였다. 1993년 6월에는 이동전화 신규사업자(신세기통신)의 통신방식이 CDMA로 결정되었다. 그 해 8월에 퀄컴과 국내 업체간 기술실시계약을 체결하였으며, 11월에 CDMA 방식의 기술기준을 제정하였다. 1995년 2월에 삼성전자가 1차 상용시험(108항목)을 완료하였다. 그 해 11월 정보통신부는 공청회를  거쳐 한정된 연구개발 능력을 고려할 때 복수표준보다 단일표준이 바람직하다는 결과를 토대로 PCS 기술표준을 CDMA로 결정하였다. 1996년 1월 마침내 SK 텔레콤이 인천,부천지역에서 CDMA 상용 서비스를 시작하였다. "

98년 12월말 현재 한국의 CDMA 셀룰러/PCS 가입자수는 1천 350만명을 초과하여 불과 2년 남짓한 기간동안 전세계적으로 가장 큰 CDMA망을 이루고 있다. 올 해 (1999) 4월까지의 가입자수가 1천 800만에 육박하고 있다고 한다.  1999년 9월 가입자 수가 2000만을 넘어섰다.

한국은 세계 최초로 CDMA 방식을 상용화시킨 기술력과 세계 최대의 CDMA 가입자들에게 다양한 서비스를 제공하는 세계 최고의 운용능력을 확보하고 있다. 이와 같은 한국의 기술력과 운용능력은 CDMA분야에서 세계 최고수준의 전문적인 인력이 그만큼 풍부하다는 것을 의미한다.

1.1.2-1.2 한국의 CDMA 기술력과 외국 기업들의 투자 (출처가 생각이 안 나는군요.)

한국은 세계 최초로 CDMA 방식을 상용화시킨 기술력과 세계 최다의 CDMA 가입자들에게 다양한 서비스를 제공하는 운용 능력을 확보하고 있다. 한국은 기지국과 단말기간 접속기술만 퀄컴사가 보유한 특허기술을 사용하였을 뿐 대부분의 기술은 자체 확보한 것으로, CDMA 교환기는 한국의 TDX 교환기를 활용하였다. 기지국의 경우 퀄컴의 무선접속기술을 제외한 시스템설계기술,제어기술, RF기술, 주파수간 핸드오프기술 등 대부분의 기술은 자체 개발하였다. 또한 단말기도 퀄컴사의 무선접속기술을 제외한 저전력화, 소형·경량화 기술을 자체 개발하였다. 한국은 세계 최대 규모의 CDMA 가입자를 수용하여 안정되고 신뢰성 있는 시스템을 운영하면서 데이타 서비스, 음성사서함 서비스 등 다양한 응용 서비스 및 운용기술을 개발한 노하우를 보유하고 있고,망운용기술과 과금기술 등은 이미 노텔이 자신의 GSM망에 이식하려 할 정도로 고도화되어 있다. 한국이 보유한 CDMA 장비 및 운용기술로 인해 한국의 경제 위기에도 불구하고 선진 외국 통신업체들의 투자 움직임은 오히려 가속화되고 있다. 세계 유수의 이동통신 장비업체인 모토롤라가 CDMA 단말기 전문제조업체인 어필, 팬택, 텔슨 등 3개 업체에 6,100만불을 주식 취득 및 지급보증의 형태로 국내에 투자하였다. 한편, 캐나다의 BCI와 미국의 AIG는 한솔PCS에 2억 6천만불을 투자하기로 1998년 9월에 합의하였으며, 영국 BT도 LG텔레콤에 4억불을 투자하기로 동년 10월에 합의하였다. 한국의 CDMA 관련 업체에 투자하는 외국 기업들은 CDMA 방식의 급속한 성장 전망에 입각하여 CDMA 단말기 제조기술과 서비스 운용 능력을 확보하려는 것으로 보인다.

 

1.1.2-2 개요

(다음은 한양대학교 하태숙 박사의 CDMA에 관한 설명에 덧붙인 것이다.)

코드분할 다중접속방식(CDMA : Code Division Multiple Access)을 FDMA나 TDMA와 비교하기 위해서 다음과 같은 경우를 예로 들었다.

어떤 모임 장소에서 여러 사람이 보여서 이야기를 하고 있다. FDMA 방식은 모든 사람이 같은 언어를 사용하고, 모임 장소를 이야기를 할 수 있도록 작은 구역으로 나누어논 각각의 대화실에 차례를 기다렸다가 들어가서 이야기를 하는 것이다. TDMA 방식은 역시 같은 언어를 사용하지만, FDMA 방식과는 다르게 모든 사람이 같은 장소에 모여서 이야기를 한다. 그러나 모든 사람이 동시 에 이야기를 하는 것이 아니라 각각 이야기 하는 시간을 정해서 자기에게 할당된 시간 동안에만 이야기를 한다고 생각하면 된다. 물론 이야기를 하는 시간이 단절 되어 대화에 지장이 있을 것 같지만, 실제로는 전혀 대화하는데 지장이 없다. 여기에 비해서 CDMA 방식은 다른 두 방식과 비교해 보면, 여러 사람이 같은 장소 에 모여서 동시에 이야기를 하는 것과 같다. 다만 서로 다른 언어를 사용하기 때 문에, 또는 정해진 지역 안에서만 들리게 작게 이야기 하기 때문에 그 집단 안에서만 그 내용을 알아 들을 뿐이고, 다른 사람이 이야기 하는 것은 단지 잡음으로만 느끼는 것과 같다.  아래 그림 1.1의 예를 보면, 쉽게 이해가 될 것이다.

<그림 1.1 CDMA 방식의 통신>

CDMA 기술은 기본적으로 오래전부터 사용해왔던 대역확산 통신기술을 이용한 것으로, 대역확산 기술이 가지고 있는 모든 장점에 주파수 이용효율을 크게 증가시킨 것이다. 위의 예를 기술적으로 표현해 보면, 모든 서비스 영역에서 같은 주파수 대역을 사용할 수 있기 때문에 셀룰라 개념에서 보면 주파수 재사용 계수가 1이 되어, 주파수 이용 효율이 다른 방식에 비해서 월등히 높다는 것과, 모든 서비 비스 영역에서 같은 주파수 대역을 사용할 수 있기 때문에 소프트 핸드오버가 가 능하다는 점, 또한 서로 다른 코드를 사용하여 통신을 하기 때문에 무선 구간의 통신 비밀 보호 특성이 매우 우수하다는 장점이 있다.

1.1.3 이동 통신의 특징

▷ 통신 매체로써 전파( Radio )를 사용한다.

▷ 사용가능한 무선주파수가 한정되어 있다.

▷ 단말기의 이동성으로 인한 전파전파( Radio Propagation ) 특성을 고려하는 것이 필요하다.

▷ 우선적으로 사용할 주파수를 선정하는 것이 필요하다.

1.1.3.1 셀룰라 망의 셀 크기 구분

각 셀은 셀의 크기에 따라서 다음과 같이 일반적으로 구분한다.

보통 지금의 이동전화에서는 셀반경이 5 km - 30 km로 이를 매크로셀(Macro Cell)이라 하고,개인 통신 개념이 나타나면서 가입자 수용용량을 증가 시키기 위해서 셀반경을 줄여, 셀 반경이 500 m - 1 km 내외의 셀을 마이크로셀(Micro Cell)이라는 것이 생겨났다. 이들 마이크로셀과 매크로셀 사이의 크기를 가지는 셀을 미니셀(Mini Cell)이라 하기도 한다. 이보다 셀 반경이 더 작아져서 200m 이내가 되면 이를 피코셀(Pico Cell)이라고 한다. 또 저궤도 인공위성을 이용한 이동전화 서비스에서는 셀반경이 100km 이상되는 셀이 사용되는데 이를 메가셀(Mega Cell)이라고 한다.

이러한 셀 분류는 정해진 기준이 있는 것은 아니며, 대개 이러한 분류 기준으로 사용하고 있다.

1.1.3.2 셀룰라 망의 셀(안테나) 구분

전방향셀이란 기지국이 셀의 가운데 위치하여 수평방향으로 360도 전방향으로 전자파를 송신하는 안테나를 사용하여 서비스 하는셀을 말하며, 섹터셀이란 기지국이 어떤 특정 방향으로 전자파를 송신하는 안테나를 사용하여 셀을 여러 개의 섹터로 분할하여 각각의 섹터마다 서로 다른 안테나와 RF 장비를 사용하는 기지국으로, 전방향셀에 비하여 간섭을 제어하기가 쉽고, 안테나 이득이 커서 하나의 기지국으로 서비스 할 수 있는 면적이 전방향셀에 비해서 넓어 여러 가지 이점이 있는 셀을 말한다. 요즈음 시내에서 흔히 볼 수 있는 이동통신망 기지국은 대부분이 섹터셀을 위한 것이며, 대부분이 3-섹터 셀을 위한 것이다.

1.1.4 이동통신망의 진화

현재 세계 각 나라에서 활발히 운용되고 있는 이동통신 서비스로는 무선호출, 셀룰러전화, 코드리스 전화, 그리고 위성 이동통신을 들 수가 있다. 이들과 관련하여 이동통신의 진화 과정은 다음과 같이 정리될 수가 있다.

▶ 1 세대 : 아날로그 셀룰러전화, 아날로그 코드리스 전화( CT1 ), PSTN(공중전화망)

▶ 2 세대 : 디지털 셀룰러 전화, 디지털 코드리스 전화(CT2), ISDN

▶ 2.5 세대 : 2세대 시스템들을 개선, 통합하여 보다 개인화, 광대역화되고 어느 정도 시스템간의 호환성을 갖춘 서비스 제공이 목표. 현재 우리가 쓰고 있는 이동전화

▶ 3 세대 : 기존의 유, 무선 시스템을 통합하여 완전한 이동성과 멀티미디어서비스의 제공이 목표. IMT-2000( International Mobile Telecommunications ), UPT( Universal Personal Telecommunications ), UMTS( Universal Mobile Communications Systems )

▶ 4세대 : MBS(Mobile Broadband System) 60GHz 대역의 전파사용, 155Mbps까지 전송할 수 있는 시스템

80대말까지는 아날로그 셀룰라 시스템인 AMPS (Advanced Mobile Phone System) 가 주로 쓰였지만 90 년대에 들어서 언제 어디서나 누구나 어떤 형태의 서비스도 받을 수 있게 한다는 취지 아래 PCS 의 개념이 나오게 되었다. 그런데 새로운 이 PCS개념의 통신 서비스를 위해서 새로운 기술이 나온 것은 아니다. 기존의 디지털 셀룰라 이동 전화 시스템을 발전시켜 PCS로 나아가려는 것이다. 주파수 대역만 PCS를 위해서 옮긴 것이다. (예를 들면 TV에서 주파수가 다른 VHF(30MHz∼300MHz)와 UHF(300MHz∼2GHz)를 사용하는 것과 마찬가지) 따라서 지금 분명히 디지털 셀룰라와 PCS는 여러면에서 다르기는 하지만, 또는 모호한 면을 보이기도 한다. 하지만 그 원천 기술 자체는 그 뿌리가 같다고 하는 것이 맞을 것 같다.

지금 우리는 2.5세대의 이동통신 시스템을 주로 이용하고 있지만 곧 제3세대의 이동통신 기술을 이용하게 된다. 4세대는 아직 구체적인 것은 없지만 미래의 시스템으로 연구되고 있는 중이다.

우리는 이동통신망의 발전을 low-tier system 과  high-tier system 으로 나누어 생각해 볼 수도 있다.  예를 들어 기존의 PCS는 high-tier system에 해당하는 것이고, 우리나라의 CT-2 서비스 같은 것은 low-tier system(기존의 가정에서 쓰던 무선 전화의 확장)에 해당한다.  low-tier system은 기존 공중망에 유선 인터페이스를 추가한 것이라고 생각할 수도 있다. 그림 1.2 참조

	Low-Tier system	High-Tier system
구현 방안	PSTN의 지능망 활용 PSTN가입자선로의 무선화	Cellular망에 신호망, 지능망 구축 Microcell의 도입으로 용량확대
서비스 속성	저속의 가입자 서비스 고밀도의 좁은 지역 커버 유선전화 정도의 높은 통화품질	고속의 가입자 서비스 저밀도의 넓은 지역 커버 셀룰러보다 높은 음질 수준
표준안	DECT, PHS, DCTU, PACS 등	Upband IS-95 및 IS-54, PCS-1900, DCS-1800, PCS-2000, W-CDMA

 <그림 1.2  이동통신망의 발전. low-tier and high-tier system>

1.1.5  이동 통신 서비스의 종류

▶ Cordless Telephone ( CT ) : CT-1 => CT-2 (발신전용) => CT-3 (착발신 모두 가능)

▶ Cellular Telephone (아날로그, 디지털)

▶ 주파수 공용 통신 ( Trunked Radio System, TRS )

▶ 무선 호출 ( Radio Paging ) : 단방향 호출, pager-2의 경우는 착발신이 가능하다.

▶ 무선 데이터 통신 ( Radio Data Communications )

▶ 위성 이동 통신 ( Satellite Mobile Communications )

1.1.6 이동통신망의 구조

이동통신망은 그림 1.1.6-1에서 보듯이 왼쪽의 이동망과 오른쪽의 고정망의 결합으로 이루어진다.  ( 아래 그림 1.1.6-3에서 논리적인 면에서의 셀 모양, 이상적인 셀모양, 실제 셀모양을 확인하자.)

 

<그림 1.1.6-1 이동통신망의 일반적인 구조><Figure by Wansik Kim>

MS(Mobile Station) : 이동단말 AC(Authentication Center) : 인증센터 VLR(Visitor Location Register) : 방문자 위치 등록기 BTS(Base Station Transciever Subsystem) : 기지국(BS) HLR(Home Location Register) : 홈 위치 등록기 BSC(Base Station Controller) : 기지국 제어장치 MSC(Mobile Switching Center) : 교환기 BSM(Base Station Manager) : 기지국 관리 장치

그림 1.1.6-2는 셀룰라망 중에서 간단히 CDMA와 AMPS를 구분지어 보기 위하나 것이다. 이동통신 시스템의 전체적인 구조는 어떤 셀룰라 방식이나 비슷하고, 이동국과 기지국을 연결시켜주는 인터페이스 CAI(Common air interface)부분이 크게 다르다고 생각하면 될 것이다. 물론 세부적으로 다른 점(예를 들어 source coding)이 많겠지만 말이다. 이 인터페이스부분에서 AMPS는 주파수를 분할하여 채널을 구분하고 CDMA는 IS-95 표준에 따라서 부호를 분할하여 통화채널을 구분해 준다.

<그림 1.1.6-2><Figure by sktelecom>

<그림 1.1.6-3>

1.1.7 디지털 셀룰러와 PCS의 주파수 특성 비교

현재 Speed 011이나 신세기 017은 800MHz 대역을, PCS 사업자들은 1.8GHz 대역을 사용하고 있는데 두 주파수대역의 특성을 비교해 보면 다음과 같습니다. 서비스의 비교를 하는 것은 아닙니다. 기본적으로 주파수 대역의 차이가 이들 서비스 사업자들이 내세우는 장단점이 될 수도 있겠군요. PCS는 후발 업체들에 의한 서비스이므로, 당연히 앞선 사업자들 보다 좋은 주파수대를 얻을 수는 없었겠지요. 차후에 서비스에 대한 비교가 가능해진다면 하도록 하지요.

▶ 전파 도달거리 : 전파 도달거리가 길어야 안정된 통화가 가능하다는 전제를 한다면,. 전파의 특성상 800MHz는 전파의 도달거리가 길어 넓은 지역을 안정적으로 커버할수 있지만 1.7GHz는 주파수가 상대적으로 높아 감쇄가 심하고 전파 도달거리가 짧아 넓은지역을 서비스하기는 힘든 면이 있습니다. 원래 PCS라는 것이 도시에서 사용하는 것을 기본 목적으로 한 것이기도 하고, 두 주파수대가 차이가 있기는 하지만 그리 큰 문제는 없다고 생각이 됩니다. 시스템을 어떻게 잘 설치하느냐에 따라 이런 기본적인 문제는 해결이 가능할 것이기 때문입니다.

▶ 전파의 회절성 : 전파가 어떤 장애물의 끝을 통과할 때 그 후방까지 얼마나 커버할 수 있는지를 생각해 보면, 정도 800MHz는 상대적으로 회절성이 높아 전파가 골고루 도달하지만 1.8GHz대는? 회절성이 낮아 통화 불능 지역이 조금은 더 발생할 수 있겠습니다.

▶ 전파의 투과성

상대적으로 800MHz 대역이 투과성이 더 높습니다. 따라서 건물 내에서, 같은 설비의 이동 통신망 환경이라면 통화률에 차이를 보일 것입니다.

1.1.8 CDMA 방식의 장점

CDMA 방식의 장점은 다음과 같이 간단히 들 수 있다.

▶ 통화 용량의 증가

  - TDMA가 아날로그 대비 가입자 수용용량을 3-4배 제시하는데 비해 10배 이상의 용량을 제시

▶고품질의 통화 서비스 제공

▶ 이동전화의 소비전력이적고, 소형 경량화 가능

   - 셀 반경이 같을 경우 CDMA방식의 단말기가 소모전력이 월등히 적다.

▶ 뛰어난 보안성

▶ TDMA보다 넓은 셀 운영이 가능

   - 설치하거나 운용할 때 드는 비용이 상대적으로 저렴

가. 기술적 장점

첫째, CDMA는 경쟁방식인 GSM과 비교할 때, 음성품질, 배터리 사용시간, 통신 보안성, 주파수 이용효율 등 여러가지 측면에서 우수한 것으로 나타나고 있다. 음성품질은 유선전화 수준으로 선명하며, 통화절단현상이 없고 대도시 등 열악한 전파환경에서도 잘 작동한다.

둘째, 전력소비를 최소화함으로써 통화시간과 대기시간의 연장이 가능하다. 이론적으로 CDMA방식은 GSM과 비교할 때 동일전지를 사용할 경우 배터리 사용시간이 20∼30% 정도 길다.

세째, 통신 보안성 측면에서는 GSM과 비교할 수 없을 만큼 우수한 기능을 발휘한다.

넷째, 주파수 이용효율이 높아 이론적으로는 기존 아날로그 방식보다 9∼10배, GSM보다 3∼5배의가입자를 더 수용할 수 있다.

나. 서비스 측면에서의 장점

CDMA 기술은 다양한 서비스에 채택되어 그 기술적 장점을 입증하고 있으며, 서비스 시장에서도 점차 우위를 확보하고, 빠르게 확산되는 추세를 보이고 있다. 서비스 측면에서 CDMA의 장점은 다음과 같다.

첫째, 셀룰러/PCS 서비스 시장이 확대되고 경쟁이 가열화 함에 따라 서비스 사업자는 가입자 수의 확대와 통화요금의 인하를 원하고 있다. CDMA 기술은 향후 이동통신 사업의 주요 경쟁요소인 통화시간의 판매에 있어서 단연 유리하다. 그 이유는 개략적으로 동일한 비용조건하에서 보다 많은 가입자 수용용량으로 보다 낮은 이용료 책정이 가능하기 때문이다.

둘째, CDMA 기술의 음질향상과 다양한 부가기능의 발달로 1개망에서 이동전화와 WLL 서비스를 복합해서 제공할 수 있다. 즉, 가입자를 이동전화가입자와 고정서비스 가입자로 분리, 가입시키고 요금체계를 상이하게 운영하는 것이 가능하다. 또한 기본적으로 이동전화서비스를 제공하면서 특정기지국 반경내에서의 통화는 저렴한 요금을 부과하고 타기지국 지역으로 이동하는 경우에는 이동전화요금을 부과하는 형태의 서비스도 제공할 수 있다.

셋째, CDMA 기술은 통화가능지역의 조절기능이 있어, GSM에 비하여 적은 기지국 수로 설계 및 운영이 가능하다. 위와 같은 CDMA의 장점으로 이미 GSM이 설치된 국가에서도 CDMA가 진입할 수 있도록 하는 추세이다.

다. 경제적 측면에서의 장점

어떤 기술이라도 시장에서 생존하기 위해서는 시스템 및 단말기 가격이 적절해야 한다. 아무리 우수한 기술이라 할지라도 시스템이나 단말기가격이 지나치게 비싸면 이용자들이 외면해 결국 시장에서 성공할 수 없다. 현재 CDMA 단말기 가격은 아직까지는 핵심칩을 퀄컴이 독점공급하고 있고 주변회로의 집적화가 미비해 GSM에 비해 다소 높은 가격을 형성하고 있다. 그러나 최근 퀄컴외에 Cadence, DSPC, Motorola 등으로 핵심칩 공급선이 다변화되고 시장규모가 충분히 확보되고 있기 때문에 곧 GSM과 동등한 가격수준을 형성할 전망이다. 가입자당 기지국 설치비용은 기지국 수를 GSM의 70%만 설치해도 되고, 주파수 활용도가 높아 가입자당 실제 네트워크 건설비용을 40% 감소시킬 수 있어 최고의 수익성과 경제효율을 보장한다. 이는 한국과 중국에서 이미 증명되었다. 한편, 기술료의 경우 S/W도입비는 CDMA가 다소 높지만, 선급기술료나 경상기술료 등은 GSM이 높다. 그래서 총비용을 고려하면, 기술료도 CDMA가 GSM보다 유리한 것으로 나타나고 있다.

참고

아래 그림은 기존의 AMPS, US-TDMA, GSM에서 쓰고 있는 방식과 CDMA의 차이를 간단히 나타낸 것이다.

 

 

우선 OFDM을 말하기 전에 우리는 Multiple access 기술과 Mutiplex기술을 구분을 하여야한다.

Multiple access 기술에는 FDMA,TDMA,CDMA가 있고, Mutiplex에는 FDM, TDM, CDM이 있다.

이 두가지의 차이는 전자의 경우에는 여러가지의 콘들이 하나의 통신 중계기에 엑세스 하는것을 말하고, 후자의 경우에는 하나의 중계기가 여러계의 콘들에게 정보를 보내는것을 말한다.

FDMA 는 동일시간/ 주파수 대역을 분할 사용해서 다원 접속 하는것이며,

TDMA 는 동일 주파수에서 시간적으로 분할 사용해서 다원접속 하는것이다.

CDMA는 동일시간/동일 주파수에 Code 분할을 사용해서 다원접속 하는것을 의미한다.

이들 기술은 다중가입자 구분 (식별) 함수 기술이라 한다. 이는 Multiplex 의 기능인 확산을 잘 할수 있다는 것을 의미한다.

OFDM은 Orthogonal FDM 이다. 이는 캐리어가 각각 상호 직교한다는 의미를 가지며,

이로 인해 OFDM은 협대역을 씀으로 해서 주파수 이용 효율이 높고, 전송 용량을 늘릴수 있다.

하지만, 서로 옆 캐리어에 간섭을 주기가 쉽다는 것이 단점이다.

구체적으로 OFDM의 장점은

1. 높은 주파수 효율과 전송용량

2. CDMA 시스템과 비교하여 간섭 요인 억제

3. QAM 방식의 변조 방식을 사용해도 성능 저하가 없음

4. 심벌간 보호구간으로 다중경로 페이딩에 강함

5. 채널 등화를 주파수 영역에서 1-tap으로 간단히 구현 가능

6. 주파수 선택적 페이딩 환경으로 서브 채널 별로 적응 변조 방식을 사용하는데 유리

7. 기존의 방송, WLAN, BWA 등에서 이미 사용하므로 4세대 이동통신 시스템과 융합에서

   단말기 개발에 유리

단점으로는

1. 비선형 특징이 생기기 쉽다.

2. 반송파가 같은 주파수 간격으로 정렬된 멀티 캐리어 방식이므로 전송로에 비선형 특성이 존재하고, 상호 변조가 생기기 쉽다.

3. 반송파의 주파수 offset과 위상 잡음에 민감하다.

4. 상대적으로 큰 최대 저력 대 평균 전력비 (PAR)를 가지며 이는 RF 증폭기의 전력 효율을

   감소 시킨다.

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  1. Drivers

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Watchdog Task

- DMSS software 중에서 가장 priority가 높은 task.

- Task간의 동작들이 원활히 동작되는지 mornitering하고, hardware watchdog을 report 한다.

- dog_report() 함수로 다른 task에서 업데이트되는 bit mask를 체크한다.

Sound Task

- DTMF tone, alert 등과 같이 phone에 필요한 모든 소리를 제어하는 task.

- MSM 3100 이후, Sound Server Task로 교체되어 더 유동적인 sound 명령을 수행한다.

Transmit Task

- CDMA와 FM으로 신호를 전송하는 task.

- Voice frame을 CDMA로 보코더화.