싸미~*

아이폰 테더링을 보면서..폰쟁이 옛날 시절 회상

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원글 참고 : "이제 SKT 아이폰으로도 테더링 된다."

테더링, 테더링 하니깐 옛날 생각나서 ^^

예전 폰쟁이 했을 때, 담당했던 업무가 Data Service였다.

그 당시 제조사들은 요즘은 피쳐폰이라고 부르는 조그만 핸드폰안에,
칩세 제조사들이 주는 번들SW을 갖고 UI 바꾸고, 국가나 사업자마다 고유 설정 넣는 등
조그만 일(그렇다고 해도 반년이상이 걸리는)을 했었다.

내 기억에는 (벤처였음) 대당 100-150달러선에서 딜러에게 팔았었는데,
딜러(통신사업자일 수 있고, 그냥 영업회사일 수 있고)는 이 가격에 + 알파 해서 사용자들에게 팔았을 것이다.

100-150달러의 저가폰이지만, 고가폰이라고 해도 300달러 안넘었을 것이고 (중소기업 기준),
더욱이 대기업 회사들은 중소기업과 달리 부품원가가 무지 싸기 때문에
중소기업의 중저가폰 = 대기업의 고가폰은 비슷했을 것 같다. (인건비 비싸다고 해도, 원가에 비하면^^)
(중소기업에서는 30만대면 대박이였는데, 그 당시 S사에서 단일 모델로 1,000만대을 팔았으니..)

아무튼, 내가 맡은 일은 핸드폰에서 음성통신을 제외한 통신서비스 (데이터통신 서비스)에 관한
"S/W 수정 (일명 포팅)"에 관한 일이였다.

데이터통신서비스란 것이, 핸드폰에서 Browser을 사용한다거나, MMS을 사용한다거나,
또는 모뎀처럼 노트북에 연결해서 인터넷을 한다거나 등에 관한 것이다.

휴대폰 SW에는 이와 관련한 프로토콜이며, 설정 , UI 등이 모두 올라가 있는 상태였다.
다만, SKT향은 "1500 전화번호"로 전화를 걸어, 연결을 맺어준다거나
Browser 접속시 홈페이지를 'wap.sktelecom.com'으로 설정한다거나 등의 일이였다.

모뎀으로 사용했을때는, 휴대폰과 모뎀의 Baudrate 설정 (이건 USB나오면서 불필요한 일이 되었음)부터,
각 통신사마다 별도의 "모뎀 연결 SW"을 배포해야만 했다.

Windows OS에, PPP연결 세션 맺으면 되지만 사용자들이 불편해서 안하기 때문..

요즘에 쓰는 표현으로 이를 "테더링"이라 한다.

그리고, WiFi을 통한 테더링, USB을 통한 테더링, BT을 통한 테더링....
기존에 USB을 통해서 제공되었던 것이, 무선 어댑터나 BT을 통해서 제공하고,
그 사용법 또한 초보자다 금방 따라할정도로 쉽게 되어있다.

예전에는 "휴대폰을 무선 단말기로 쓸 수 있습니다" 라고 그렇게 광고를 했지만,
그 누구도 잘 사용하지 않았다.

- 돈이 비싸기도 했고 (요즘처럼 정액제, 또는 무료가 없었고)
- 사용법 또한 복잡했으며 (PPP 연결이네, Baudrate 맞춰야 하네 등..)
- 느리기도 했다. (WCDMA 지금 속도는, 10년전 CDMA IS95B등에 비하면 ㄷㄷ)

정말...기술이나 기능은 사용하기 편하지 않으면 사장되는 것이 맞는 것 같다.

휴대용 기기를 통하여 인터넷 서비스를 이용하고, (과거~현재)
이런한 기기들을 매개체로 다른 인터넷 단말기 또한 인터넷 서비스를 이용하고, (현재)
기기마다 요금이 부과되는 것이 아니고, 회선에 대하여 부과되며 (현재 데이터쉐어링)
앞으로는, 하나의 단말기에서만 소비하던 서비스가,
다른 단말기에서도 동일한 UX로 소비할 수가 있고, (원소스 멀티유즈)
더욱 앞으로는, 내가 어디에 있던, 어떻게 움직이던 나를 중심으로 컨텐츠나 서비스가
사용되지 않을까 생각한다. (Seamless)




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NFC - iPhone 관련 특허

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애플 특허를 전문적으로 소개하는 사이트에서

지난달 애플에서 NFC 관련 특허를 출원하였다고 해서 관심 있게 살펴보았다.

 

(출처 : 원문)

 

* Patent 배경/ 소개

Merchant (가맹점) POS (Point-of-Sales) / POP (Point-of-Purchase) 등을 사용하여,

결제를 진행하는데, 일반적으로 POP 라 하면 여러 독립된 디바이스들 (스캐너 같은)을 사용하는데,

각각 다른 기능을 담고 있다.

스캐너 통해서 상품에 대한 금액을 넣고, 금전기를 통해서 납입할 금액,

카드리더 통해서 카드사에 결제 요청 하는 등…

 

결국, 여러 관련 디바이스들을 사용하는 것이, 디바이스 크기나, 통신 수단에 대한

제약사항들로 인하여 Immobile(비이동성) POP System을 구성할 수 밖에 없다.

즉, POP System의 위치(이동)에 대한 제약은, 결국 운영의 유영성이나

시간이 소요될 수 밖에 없는 Sales을 야기시킬 수 있다는 것이다.

 

여기서 iPhone을 통한 ‘Sales Transcation (판매거래)’을 수행 할 수 있는

기술들을 소개한다.

 

1) iPhone을 통해서, Sales Transcation의 전체를 다룰 수 있다.

   - Ringing up articles of merchandise

   - Receiving payment information

   - ..

   여기서 NFC (near-fied communication, 근거리통신) 인터페이스, 카메라,

   스캐너와 같은 Input 장치들을 포함한 iPhone을 통하여,

   상품정보 및 결제 정보를 처리를 할 수 있다는 것이다.

 

2) iPhone과 Merchant 서버 연결

   iPhone에서, 무선 네트워크, Personal-area 네트워크, NFC 채널을 통해서

   Merchant 서버와 통신을 할 수 있는 하나이상의 인터페이스를 포함한다.

   게다가, 데이터 처리 속도, 보안 기능, 다른 설정값에 따라서,

   최적의 연결 인터페이스를 설정할 수도 있다.

 

   또한, 어플리케이션을 통하여, 다양한 영업 – 즉, Reward programg,

    고객 financing 등의 부가 기능까지 지원한다.

 

## iPhone 의 POP (Point-of-Purchase 시스템)

  위 그림은 iPhone의 POP를 보여주고 있다.

  #32 는 POP 아이콘

  #44 는 NFC Device을 포함하고 있다는 Exterior Symbol

      ISO 18092/ ISO 21481와 같은 표준과 호환 (low data rate : 424 kb/s)

      TransferJet Protocol 과 호환 (high data rate : 460 Mbps)

 

  #45 는 Biometric Sensor (생체 인식 센서)

       사용자 인증 및 확인 기능

       또는 이 기능을 포함하고 있는 스마트 카드와 지원

       또는 사용자를 인증하여, 결제 정보를 얻음

 

  #47는 Scanner

       Scanner 을 통하여 상품정보 및 결제 정보를 얻을 수 있음

  #46 는 Camera,

       Camera 통해서도 상품 정보 및 결제 정보를 얻을 수 있음    

 

 

 

  #198 는 결제 형태 선택 화면

  #200 에서 결제 방법(생체 인식) 을 선택하면, #338의 생체 인식 입력 화면으로 넘어옴

  #340 에서처럼 안내가 나오고, 지문인식과 같은 Scanner를 보여줌

 

  물론, Apple에서는 얼굴인식, 손모양, 음성인식과 같은 여러 형태의 Sensor를 둘 수 있다고 함

 

 

  iPhone에서 지문인식된 정보를 갖고, Payment 정보와 연계된 DB을 액세스함

  이 DB는 merchant 또는 3rd party에서 갖고 있을 수 있는데,

  이는 iPhone 디바이스 안에 있을 수도 있고, External Server에 있을 수도 있음 (#96)

 

  (중략)

  Fig4 를 보면, ‘Sales Transaction’을 처리하는 시스템을 보여준다.

  이 시스템은 집에서 피자를 주문하거나, 비행기내 있거나 등의 여러 곳에서 결제를 도와준다.

 

  또한, iPhone에서 Identification 정보들, 즉 SKU 넘버, UPC 코드, 모델 넘버, 시리얼 넘버 등 과

  같은 정보를 받을 수 있다.

 

 

  Fig 7에서는, 스캐닝을 통한, NFC을 설명하고 있다.

  Merchant(#178) 는, POP (#10)을 들고, 상품을 들고 있는 고객(#180)에게 다가가고 있다.

  Fig, 8,9,10 은 iPhone POP 애플리케이션을 통하여, 결제를 진행하는 것을 보여준다.

  (Merchant 의 POP인 것임)

 

 

< In-Store Basket System >

 

  Fig 43에서는 판매원 도움 없이, 상품을 스캔하고, 결제할 수 있는 것을 보여준다.

  예를들어, 상품들은 각각 보안태그를 부착하고 있어서, 결제를 진행하면

  알람기능이 자동으로 꺼지고, 결제를 하지 않은 상품의 경우 (매장을 나가는 등의)

  알람을 통하여 경고를 알리는 것을 보여준다.

 

  (특허에서는 어떻게 처리가 되고, 어떤 내용들을 담고 있는지 상세하게 보고하고 있다고 함)

 

 

< System Component Overview >

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모바일에서의 멀티태스킹, 멀티프로세싱

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다른 자료와 마찬가지로, 여기저기 짜집기 한 내용입니다.

 

[궁금한 사항]

요즘 스마트폰들은 멀티프로세서를 탑재하고 있을까?

멀티프로세서를 탑재하면 어떤 좋은 점이 있을까?

멀티프로세싱이 가능하려면, 그 조건은?

[내려가는 썰]

 

참고 : ‘세상, 그 중심의 나’, ‘스마트폰의 멀티태스킹 모델

무선 멀티미디어의 멀티 프로세싱 지원 (TI사)’ , ‘ARM Cortex-A9 MPCore RISC Multiprocessor Spec’

아이폰과 옴니아 2 스펙비교 (app.co.kr)’, ‘옴니아2의 아쉬운 점(틱플)’

애플리케이션 오견에 따른 멀티프로세싱 디자인 티업

휴대폰용 멀티 프로세서 출시 붐’, ‘쓰레드와 프로세스의 차이점…

 

 

1. 멀티프로세싱, 멀티태스킹, 멀티스레딩

>> 멀티태스킹

Task라는 것은 운영체제(OS)가 제어하는 프로그램의 기본 단위를 말한다. (출처 : 텀즈)

하나의 프로그램이 여러 유틸리티 프로그램들에게 요구를 할 수 있기 때문에,

유틸리티 프로그램들을 태스크라고 간주 할 수 있다.

멀티태스킹이란, 정해진 시간동안 이런 Task를 교대로 수행하는 것이라 할 수 있다.

(인터넷을 하면서, 음악을 듣거나 하는 등의 작업)

 

퀄컴에서 제공하는 S/W를 보면,

UI Task,DS Task , FS Task 등의 용어를 사용하는데,

여기서 UI Task라 하면, UI와 관련된 기능들을 수행하는 기본 단위라고 볼 수 있다.

 

>> 멀티스레딩

멀티스레딩이란, 하나의 프로세스(작업)가 병렬처리를 위하여, 작은 프로세스들을 돌리는 것을 의미함

멀티태스킹과 차이점

이 둘의 차이점은, 멀티태스킹은 동시에 여러 개의 프로그램을 실행 (사실상 시간적으로 분할 – 스케쥴링)

멀티스레딩은 하나의 프로그램을 여러 개의 기능으로 나누어 이를 동시에 실행

더욱 간단한 차이는, 멀티태스킹은 OS가 알아서 관리를 함.

멀티스레딩은 프로그램설계시 개발자가 이를 직접 구현해줘야 함.

 

또 다른 차이로,

멀티태스킹의 경우, 각 Task간의 자원이 공유되지 않는다. (멀티태스킹에서는 보통 Context-Switching을 하죠)

멀티쓰레딩의 경우, 각 쓰레드간의 자원이 공유되면, 이는 프로그래밍을 통해 구현이 가능하다.

 

>> 멀티프로세싱

조금 더 HW레벨의 이야기가 되겠는데요.

멀티프로세싱이란, 하나의 프로세서가 아닌 여러 개의 프로세서가 서로 협력하여 일을 처리하는 것을 의미합니다.

하나의 컴퓨터에 여러 개의 프로세서가 있을 수 있고,아니면 여러 컴퓨터에 각각의 프로세서가 있을 수 도 있습니다.

 

 

즉, 한 프로그램이 여러 컴퓨터에 걸쳐서

Feature Phoone의 경우,

Floating Point 연산 프로세서나 다량의 신호처리에 필요한 DSP 등의 프로세서를 추가장착함

 

 

2. 모바일 폰에서 멀티프로세서가 장착이 되나?

   또한, 멀티태스킹이 되나?

(이는 내일 다시 써야겠다)

아이폰의 경우, 멀티태스킹이 안됨

옴니아의 경우, 멀티태스킹이 됨

==> 이는 운영체제 차이라고 할 수 있는데, 뭐가 더 좋다라고는 말 못함^^

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링크] 제4세대 이동통신 시스템을 위한 OFDM 기술

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논문 : 연세대 전기공학부 '홍대식' 교수와 박병준
         "제 4세대 이동통신을 위한 OFDM에 관한기술"

링크 : 여기 참조
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[Course] 통신 분야

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대학교 과정에서 배우는 통신과 관련된 과목을 소개하고자 한다.
일단 모대학의 "Course Sequence"을 보자.
(참고 : http://www.ee.kaist.ac.kr/education/course.asp)

 

1. 통신 & 네트워크 분야

image

 

2. 무선 및 광 분야

image

 

1은 "SW & 디지탈" 라 보면, 2는 "HW & 아날로그" 라 보는게 편할 것이다.

 

과정 중 몇개만 추려보면 다음과 같다.

  • 기초과정
    • 신호 및 시스템 (Signals and Systems)

      시연속 그리고 이산 신호 및 시스템을 소개한다.
      푸리에 급수, 푸리에 변환, 라플라스 변환, z 변환 및 그들의 응용에 대하여 알아보고
      시불면 선형 시스템이 강조되면서 다양한 시스템에 대해서 알아본다.

      Text Book : 'Fundamentals of Signals and Systems' Edward W. Kamen Bonnie S. Heck,

      [참고] 이를 이해하기 위해서는, 공대수학(응용수학, 1학년과정)이 기초가 되어야함

  • 통신
    • 통신 공학 (Communication Engineering)
      //Analog
      Probability theory/ Random process
      AWGN channel, Power spectral density
      AM/FM/QAM/SSB/VSB modulation
      PLL
      Coherent demodulation/Envelop detection
      Noisy Analysis

      //Digital
      Sampling, quantization, pulse-code modulation
      BPSK/FSK/QAM modulation
      (non)Coherent detection of BPSK/FSK/QAM signal
      Multiple access techniques (CDMA,FDMA,TDMA,..)
    • 통신 시스템 (Communiation Systems)

      디지털통신 시스템의 실제 구현에 관한 문제에 중점을 둔다.
      최근에 상용으로 운용되는 통신 시스템 한가지를 선택하여
      물리계층 전체 소프트웨어 구현 프로젝트를 수행한다.
      다루는 주제는 fading 채널에서의 디지털 변복조, channel coding,
      등화기 및 동기 기법을 포함한다.

      Digital modulation/demodulation
      Channel coding techniques
      Equalization techniques
      Synchronization techniques

      Text Book : Digital Communications by Proakis
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[와이브로 大해부] ④ 휴대인터넷 핫이슈「보안」

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언제 어디서나 인터넷에 접속해서 필요한 정보를 얻을 수 있는 고속 이동 인터넷 환경을 제공하기 위한 서비스가 바로 2.3GHz 휴대인터넷 서비스이다. 최근 사업자 선정과 더불어 관련 서비스에 대한 관심이 고조되고 있으나, 2006년부터 실시되는 상용 서비스를 안전하게 제공하기 위해 정보보호 기술이 필수적으로 요구된다. 따라서 이번 시간에는 휴대인터넷의 보안 기술에 대해 소개하고자 한다.

휴대인터넷이란 사용자가 보행 또는 차량 주행 등의 이동환경에서 고속으로 인터넷에 접속해 필요한 정보나 엔터테인먼트를 즐길 수 있도록 하는 통신 서비스를 의미한다. 2.3GHz 주파수 대역의 무선을 이용한 데이터 서비스로서 국내 통신 산업에 커다란 영향을 미치게 될 것이며, 특히 이동 멀티미디어 서비스의 활성화를 가져올 전망이다.

먼저 휴대인터넷의 시스템은 <표 1>과 같이 단말인 PSS(Portable Subscriber Station), 기지국인 RAS(Radio Access Station), 제어국인 ACR(Access Control Router), 홈 에이전트인 HA(Home Agent), 인증 서버인 AAA(Authentication, Authorization, Accounting)로 구성된다. 이를 네트워크로 형상화하면, <그림 1>과 같다.

<표 1> 휴대인터넷 망 구성 요소

<그림 1> 휴대인터넷 망 구조

휴대인터넷의 보안 요구사항
휴대인터넷은 최근 들어 가장 주목받고 있는 무선 데이터 통신 서비스 형태이며, 정부에서도 휴대인터넷을 차세대 통신 서비스의 핵심 사업으로 육성하고 있다. 이러한 휴대인터넷은 2.3GHz 주파수로서 적당한 서비스 반경을 갖고 있으며, 고속 이동 중에도 인터넷에 접속할 수 있는 점에서 기존 핫스팟 공중망 무선랜과 차별화되고 있으며, 고속으로 데이터 통신이 가능하고 저렴한 서비스를 제공한다는 점에서 기존 이동통신의 데이터 서비스와 차별화되는 강점을 가진다.

그러나 이러한 휴대인터넷의 상용 서비스를 안전하게 제공하기 위해 여러 가지 기술적 문제점이 해결되어야 한다. 그중 가장 중요한 기술 요소가 바로 보안이며, 안전한 서비스를 제공하기 위해 서비스 및 시스템 관점에서 바라보는 휴대인터넷 보안 요구사항을 살펴보자.

인증 및 보안 서비스 요구사항
휴대인터넷은 적법한 사용자/장치 이외 제3자의 불법적인 사용과 불법적인 액세스 네트워크의 서비스 제공을 금지하기 위한 인증 서비스와 사용자의 송수신 정보가 통신 당사자 이외의 제3자에게 노출되는 것을 예방할 수 있는 보안 서비스를 제공해야 한다.

네트워크 보안 요구사항
◆ 접속제어기능 : 휴대인터넷은 접속 제어 기능으로 인증 기능을 제공해야 한다.

◆ 키교환 방식 : 휴대인터넷은 EAP 기반의 인증/보안 프로토콜이 지원 가능하며, 필요시 PKI 기반으로 확장 가능해야 한다.

◆ 인증 프로토콜 : 휴대인터넷 서비스를 위한 네트워크 접속시 인증을 위한 RADIUS 또는 Diameter 기반 프로토콜이 지원 가능해야 한다.

◆ 인증기능 : 다양한 가입자 및 단말기에 대한 인증 기능이 제공되어야 한다.
◆ 인증기능 : 타 망과의 연동에 따른 타망 서비스 인증을 지원할 수 있어야 한다.
◆ 인증기능 : 모바일 IP 등을 이용해 IP 이동성을 보장해야 한다.

단말 보안 요구사항
◆ 인증 및 보안 키 교환 방식 : 휴대인터넷은 EAP 기반의 인증/보안 프로토콜이 지원 가능하며, 필요시 PKI 기반으로 확장 가능해야 한다.

◆ 인증 기능 : 휴대인터넷은 다양한 가입자 및 단말기 인증 기능이 제공되어야 한다.

◆ 보안 기능 : 휴대인터넷은 다양한 암호화 기능이 제공되어야 한다.

기타
◆ 타망 연동 : 휴대인터넷은 타 망과의 연동시 접속을 제어하는 적절한 수단을 제공할 수 있어야 한다.

◆ 모바일 IP 서비스 : 서비스를 제공받고 있는 단말은 다른 기지국으로 이동시에도 IP기반 서비스가 지속적으로 유지되어야 한다.

◆ 무선 그룹 멀티캐스팅 : 휴대인터넷 단말기는 망으로부터 전송되는 멀티캐스트/브로드캐스트 정보를 수신할 수 있어야 한다.

휴대인터넷의 MAC 계층 보안 기술
휴대인터넷의 MAC 보안 구조는 IEEE 802.16 Privacy Layer를 기반으로 정의되었으며, 이는 IEEE 802.16의 MAC 보안 구조와 동일하게 <그림 2>와 같다. 즉, 인증 및 키 관리를 위한 PKM(Privacy Key Management) 프로토콜과 패킷 데이터에 대한 암호화를 위한 Encryption 프로토콜로 구성된다.

여기에서 Encryption 프로토콜은 TEK(Traffic Encryption Key) 암호화 및 트래픽 데이터 암호화에 적용되며, TEK 암호화 알고리즘으로서 3DES를 사용하고, 트래픽 데이터 암호화는 CBC 모드의 DES 알고리즘을 사용한다.

<그림 2> 휴대인터넷의 MAC 계층 보안 구조

프라이버시 부계층은 PKM 메시지 기반으로 인가 제어, PKI 인증, 키 관리, EAP 캡슐화로 이루어지며, 기존의 PKM 방식인 단말(PSS)을 기지국(RAS/ACR)이 인증하는 단방향 인증 구조에서 현재 PKMv2를 기반으로 양방향 인증 방식으로 변경되었고, 다음과 같은 두 단계로 이루어져 있다.

[1] PSS Authorization and AK Exchange 단계
[2] TEK Exchange 단계


PSS와 BS(RAS/ACR)간의 PKM 전달 메커니즘을 살펴보면, <그림 3>과 같이 EAP Transfer Request 메시지를 통해 사용자 인증 요청 정보를 전송한다. 이 메시지는 단말에서 기지국으로 전송되며, <표 2>와 같이 EAP Payload외에도 SAID 및 능력 협상 정보도 포함된다.

<그림 3> 휴대인터넷의 인증 메커니즘

<표 2> EAP-Transfer Request 메시지 정보

EAP-Transfer Request/Reply 메시지는 인증 알고리즘에 따라 여러 단계에 걸쳐 이루어진다. 인증이 완료되면 EAP-Transfer Reply 메시지에 <표 3>과 같이 EAP 인증 결과, 인증 동작 코드, 인증 키의 일련번호 및 인증 유효 기간 등을 같이 전송한다.

<표 3> 인증 완료 후 EAP-Transfer Reply 메시지 정보

휴대인터넷의 인증을 수행하기 위해 통신 채널이 설정되는 시작 단계에서부터 EAP-Transfer 메시지 전달로 인해 발생되는 과정을 <표 4>와 같이 일련의 단계들로 구성된 상태 기계로 표현할 수 있다. 여기에서 재인증은 인증 결과로서 전달되는 인증 유효기간 및 유예기간(Auth Grace Period)이 경과하면 다시 인증을 수행하는 상태로 천이됨을 의미한다.

이러한 상태 기계표를 이용해 인증 및 재인증이 수행되어 천이되는 과정을 쉽게 이해할 수 있으며, 이를 실제 시스템 개발에 활용할 수 있다.

<표 4> 인증 상태 기계(Authorization State Machine)

인증 단계에 이어서 기지국(RAS/ACR)과 클라이언트인 단말(PSS)간의 보안 연계(security association)를 설정하기 위해 TEK 교환 단계가 이어지며, 키 요청(key request) 메시지와 키 응답(key reply) 메시지를 사용한다. 마찬가지로 TEK, TEK 일련번호, 유효기간 등이 SAID를 기반으로 구분되어 전달되며, 상태 기계로 천이되는 과정은 <표 5>와 같다.

<표 5> TEK 상태 기계(TEK State Machine)

휴대인터넷의 액세스 보안 기술
휴대인터넷의 인증은 단말 장치 인증과 사용자 인증으로 구분될 수 있으며, 장치 인증은 기지국의 MAC 계층에서 이루어지고 해당 장치의 권한을 부여받은 사용자에 한해서 인증이 수행된다. 사용자 인증은 사용자 정보에 대해 기지국(RAS/ACR)을 통해 인증 서버로 인증을 요청함으로써 이루어진다. 이를 앞에서 설명한 단말과 기지국(RAS/ACR)의 인증 절차와 결합하면, <그림 4>의 흐름도와 같다.

즉, 기지국은 수신된 EAP Payload가 포함된 메시지를 Diameter 프로토콜인 DER(Diameter EAP Request) 메시지에 다시 추가해 AAA 인증 서버로 전달한다. 이를 전달받은 AAA 서버는 EAP 인증 알고리즘에 따라 인증을 수행하고 그 결과를 기지국에 전달한다.

<그림 4> 휴대인터넷의 인증 절차

휴대인터넷의 인증, 권한검증 및 과금 처리를 위한 AAA 프로토콜로서 RADIUS 또는 Diameter 프로토콜이 적용될 수 있다. Diameter 프로토콜은 기존의 RADIUS 프로토콜의 문제점을 해결하고 로밍 환경에 적합한 요구사항을 반영해 신규로 제정된 프로토콜이며, Diameter 및 RADIUS 프로토콜 구조는 <그림 5>와 같다.

Diameter의 기본 구조는 SCTP를 포함하는 전송 프로토콜과, 과금 기능을 포함한 기반 프로토콜(Base Protocol), 그리고 상위의 다양한 응용 프로토콜로 나눌 수 있다. Diameter의 기반 프로토콜은 응용에서 필요로 하는 세션 또는 과금에 대한 관리 등의 기본적인 서비스를 제공하고, AVP(Attribute-Value Pair)의 전달, 노드의 능력(capabilities)에 대한 협상 및 에러 통보, 전송 프로토콜 제어 및 감시견(watch dog) 기능을 부가적으로 수행한다.

<그림 5>에서 보는 바와 같이 Diameter 프로토콜은 전통적인 PAP/CHAP 등의 유선기반 네트워크 액세스 인증 및 범용적인 접근제어를 위한 NASREQ 응용과 무선랜 환경 등에서 보안 기능을 강화하고, EAP WG에서 제공하는 다양한 인증 방식을 수용해 인증하기 위한 EAP 응용, 이동 로밍 환경을 지원하기 위한 모바일 IPv4 응용이 있다.

또한 선불 및 후불 카드 서비스를 위한 크레딧 컨트롤(credit control) 응용, SIP 프로토콜에 기반한 VoIP 서비스 사용자 인증을 위한 SIP 응용이 있으며, 모바일 IPv6 표준이 마무리됨에 따라 모바일 IPv6를 위한 부트스트랩핑(bootstrapping)과 관련된 AAA 응용에 대한 표준화가 진행 중이다.

<그림 5> Diameter 프로토콜 및 RADIUS 프로토콜 구조

AAA 서버를 통한 인증 방식은 기존의 PAP, CHAP 방식에서 EAP 인증 방식과 같이 다양한 인증 프로토콜을 수용할 수 있는 확장 프레임워크 기반의 인증 구조로 바뀌어지고 있다. 즉, <그림 6>에서 보는 바와 같이 인증 프로토콜 ID에 의해 PAP 인증과 EAP 인증이 구분되고 Type 필드에 의해 실제 적용될 인증 알고리즘이 정해지므로 기지국(RAS/ACR)에서는 인증 알고리즘에 따라 구분 처리가 필요없게 되어, EAP Payload를 전달하는 역할만을 수행함에 따라 보안성과 확장성이 강화되었다고 불 수 있다.

<그림 6> AAA 인증 방식

기존의 EAP-MD5, EAP-SRP, EAP-TLS, EAP-TTLS, PEAP 외에 최근 3G, WLAN 및 휴대인터넷에 상호 로밍 연동기능을 적용하기 위해 USIM 카드 기반의 EAP-AKA 인증 방식이 개발되고 있다. 이는 사용자의 identity를 EAP-Request/AKA-Identity 메시지를 통해 요구하고, 단말기와 USIM 카드는 자신의 identity를 EAP-Response/AKA-Identity메시지에 실어 전달한다.

이는 AAA를 거쳐 인증 벡터를 추출할 수 있는 기본 벡터로 활용되며, 해당 인증 벡터는 다시 EAP-Request/AKA-Challenge 메시지를 통해 AAA 서버로부터 USIM 카드에 전달되고, 카드는 메시지에 포함된 MAC(Message Authentication Code) 값을 검증해 검증 결과가 성공적일 경우 결과 값(RES)을 확인하고, AAA 서버는 수신된 RES 값을 자신이 가지고 있는 값과 비교해 사용자 인증을 수행한다.

휴대인터넷 네트워크 액세스 서비스를 위한 인증시 Diameter EAP 응용 프로토콜이 적용되며, <그림 7>과 같이 Diameter의 DER 메시지를 이용해 EAP Payload를 전달한다. EAP 기반의 인증 방식은 초기에 Identity를 위한 전달과정과 실제 인증과정 수행함으로써 프로토콜의 오버헤드가 증가되는 단점이 있으나, 보안 관점에서 보면 공격자로부터 공격당한 노드에 의해 공격이나 위장 공격에 대해 안전한 EAP 기반의 상호 인증을 적용함으로써 보안성을 한층 강화할 수 있는 장점이 있다.

<그림 7> Diameter 기반의 휴대인터넷 액세스 인증

휴대인터넷의 로밍 보안 기술
휴대인터넷에서 네트워크 연동 기술이 부각되는 이유는 휴대인터넷이 가지는 막대한 투자비용이라는 문제를 극복하기 위해 이종 네트워크와의 연동을 통해 상호보완적으로 가능하게 되기 때문이다. 아울러 사용자의 요구 환경 특성에 따라 효율적으로 대역폭을 관리할 수 있는 등 무선 네트워크 인프라의 활용을 극대화할 수 있다.

또한 다양한 무선 네트워크 서비스를 이용하기 위해서 각각의 서비스를 개별적으로 이용하는 것이 아니라 네트워크 간의 연동만으로 이종 네트워크의 서비스를 이용할 수 있을 것이라는 기대 때문이다. 그러나 이러한 망간 이동 로밍 서비스를 안전하게 실현하기는 기술적으로 상당한 어려움을 가진다.

이동 인터넷(Mobile IP) 기술을 예로 들면, 이는 휴대인터넷의 기본적인 서비스 기술에 해당되며, 휴대인터넷 단말과 네트워크가 로밍 기능을 지원함으로써, IP 기반의 홈서비스 환경을 이동 중에도 끊임없이 사용할 수 있는 기술이다. 즉, 이동환경에서 사용자의 개입 없이 IP 기반의 자동적인 네트워크 구성 및 서비스가 가능도록 하는 기술이다. 이러한 이동 인터넷 서비스가 제공되기 위해, Mobile IPv4/Mobile IPv6 서비스가 지원되어야 한다.

이러한 이동 인터넷 기술을 안전하게 서비스하기 위해 MOBIKE 및 IPsec 보안 프로토콜, 단말의 동적 부트스트랩핑을 위한 AAA 프로토콜이 제공되어야 한다. 이는 단말의 초기화 부트스트랩핑 인증 단계에서 이동 단말과 HA(Home Agent) 사이의 IPsec 보안연계(SA)를 동적으로 설정하고, 홈주소 및 HA를 동적으로 할당할 수 있어 실제 서비스 환경 구축의 용이성을 높여줄 수 있기 때문이다.

즉, 모바일 IPv6 서비스를 위한 Bootstrapping시, 인증, 권한검증 및 과금 처리가 수반되며, 또한 인증 후 AAA 서버로부터 전달되는 키 값에 의해 MOBIKE, IPsec 설정, 모바일 IPv6 등록절차가 수행된 후 정상적인 서비스가 제공될 수 있을 것이다.

이러한 이동인터넷 서비스 환경에서 타망 또는 다른 관리 도메인을 이동하는 경우 물리 계층의 핸드오프, MAC 및 링크 계층에서의 연결, 새로운 망에서의 가입자 인증, 서비스 진행 중인 트래픽의 끊임없는 데이터 처리, 보안 연계(SA) 관리, 서비스 품질보장, 과금을 동시에 처리해야 하므로 이동인터넷 서비스는 더욱 복잡한 환경이 될 것으로 보인다.

개방형 망 구조는 결국 보안 문제
이러한 휴대인터넷이 본격적으로 제공되면 국내 통신 산업에 커다란 영향을 미치게 될 것으로 전망된다. 무엇보다 휴대인터넷은 이동 환경에서 데이터 통신의 활성화를 가져올 전망이다. 즉, 휴대인터넷의 고속 접속 서비스를 통해 다양한 서비스가 창출될 것이며, DMB 등 대용량 멀티미디어 컨텐츠에 대한 수요도 활기를 띨 것이기 때문이다.

또한 휴대인너텟은 통신 관련 기기 산업의 활성화에도 기여할 것으로 보인다. 휴대인터넷의 상용화로 인프라 구축에 필요한 시스템 장비와 더불어 PDA, 노트북, 스마트폰 등 단말기에 대한 수요가 증가되기 때문이다.

이처럼 휴대인터넷이 최근 성장에 한계를 보이는 통신 산업에 커다란 활력소 역할을 할 것이라는 기대가 있는 반면, 서비스 활성화를 위한 우려의 목소리도 적지 않다. 즉, 휴대인터넷 망에 적절한 서비스를 창출해야 할 것이며, 기존의 이동통신 서비스 및 WLAN 서비스와 연동 없이 독자적인 망 구축 및 서비스는 막대한 투자비용으로 이어져, 경제성 문제가 발생될 것이다. 또한 가입자 입장에서도 이동통신 단말기와 별도의 단말기와 한정된 서비스 환경으로 제한된다면, 이는 가입자 감소로 이어질 것이다.

따라서 기존의 이동통신 서비스, WLAN 서비스 등 서비스 망간 연동을 고려, 여러 가지 발생될 수 있는 기술적인 문제점을 해결해 상호 보완적인 서비스로 발전해야 한다.

이러한 망간 연동시 보안 문제가 특히 중요성을 가지는 이유는 사업자 내부의 페쇄적인 서비스 환경에서 탈피해 개방형 망 구조로 발전함으로 인해 보안 위협성이 커지기 때문이다. 이러한 로밍 환경에서 안정적인 서비스를 제공하기 위해 이동 환경 특성에 최적화된 보안 구조를 설계하고, 이를 서비스 환경에 적용해 통합 상용 서비스 형태로 이루어 나가야 할 것이다.@
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원본 :
http://www.zdnet.co.kr/builder/system/etc/0,39031682,39136770,00.htm
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[와이브로 大해부] ③ 매력적인 애플리케이션, 무엇이 있나

.Tech/Mobile
와이브로가 초고속 데이터 통신에 이동성을 제공하는 최첨단의 기술이라는 것은 사실이지만, 사용자에게 매력적인 애플리케이션 서비스를 제공하지 않는다면 성장할 수 없다.

사용자에게 감동을 줄 수 있는 와이브로 애플리케이션은 와이브로의 성장에 밑거름이 되고 와이브로를 성공시키는 데에 큰 역할을 할 것이 분명하다. 본 기사에서는 와이브로 서비스의 형태를 예상해보고, 나아가 와이브로의 특징을 십분 발휘할 수 있는 애플리케이션들을 소개한다.

휴대인터넷 서비스는 ‘휴대인터넷 단말을 이용하여, 정지 및 이동중 언제 어디서나 고속으로 무선 인터넷 접속이 가능한 서비스’라 정의할 수 있다. 국내의 휴대인터넷인 와이브로는 60km 이하의 이동성을 가지며, 실내외에서 끊김 없이 초고속 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있도록 설계되어 있다.

와이브로 애플리케이션을 예상하기 위해선 와이브로가 탑재될 단말기에 대한 예상을 먼저 해야 하고, 와이브로 단말기를 예상하기 위해선 사업자들이 와이브로를 통해 어떤 서비스 제공할 것인지 우선적으로 파악해야 한다. 본 기사의 앞부분에서 사업자들의 서비스 계획부터 와이브로 단말기의 예상 모습까지를 간단히 살펴본 후 곧 등장할 와이브로 애플리케이션의 다양한 모습들을 살펴보도록 한다.

국내외의 많은 연구단체와 산업체들은 IMT-2000과 WLAN 두 기술의 단점을 보완하는 위치에 와이브로가 있다고 하며, 지난 1월에는 국내 와이브로 사업자 선정과 주파수 할당이 끝났다고 한다. 그러나 연구단체와 산업체들이 어떤 행동을 하던 사용자가 느끼는 것은 주파수도 아니고, 그들이 주장하는 기술의 진보성도 아니다. 엔지니어가 아닌 사용자들이 관심 있어 하는 것은 도대체 내가 어떤 서비스를 받을 수 있느냐는 것이다.

와이브로가 추구하는 서비스 모델은 유선 인터넷에서와 마찬가지로 정액제 과금 기반에서 항상 연결되어 있는 서비스이다. 사업자마다 다소 차이가 있기는 하지만 궁극적으로 사용자가 와이브로라는 새로운 기술을 통해 대용량 데이터 서비스를 제공받을 것이라고 업계와 유관 연구기관은 예측한다.

2004년 12월 휴대인터넷 시장 전망 워크숍에서 국내의 세 사업자의 휴대인터넷 계획에는 하나같이 대용량 멀티미디어 서비스가 포함되어 있었다. 세 사업자인 KT. SKT, 하나로통신이 킬러 애플리케이션이라며 계획한 서비스는 프리미엄 이메일 서비스, 대용량 MMS, 모바일TV/IPTV 등이다. ADSL 등의 기존 유선 인터넷 서비스와 비교해 와이브로 사업자들의 서비스 계획을 이야기하자면 ‘이동성’이 추가된 것이고, 이동전화의 무선 인터넷과 비교하자면 ‘대용량’이 추가된 것이다.

와이브로 단말기는 어떤 모습?
국내의 세 사업자가 와이브로 애플리케이션에 있어서 ‘이동성’과 ‘대용량’을 강조하는 만큼 와이브로 단말기의 출시 형태는 그에 따르게 될 것이다. 국내의 메이저 제조업체들의 견해도 이와 일치한다. 제조업체 관계자의 말에 의하면 노트북에 장착할 수 있는 카드형, PDA형, 휴대폰형으로 출시할 계획을 가지고 있다.

노트북에 장착할 형태는 무선랜처럼 인터넷 연결 장치의 의미를 가질 것이고 데이터 송수신 기능만 있기 때문에 저렴한 가격대가 형성될 전망이다. PDA형은 이동 중 인터넷 접속이나 네트워크 게임을 할 수 있는데 적합할 것이고, 휴대폰 일체형은 기존 이동전화의 무선 인터넷을 대체할 수준으로 예상된다.

네트워크의 진화와 브리징 통신 서비스  

네 트워크는 끊임없이 진화하고 있으며 현재는 1세대와 2세대를 거쳐 3세대에 위치하고 있다. 브리징(bridging) 통신 서비스는 N세대와 N+1세대를 연결하는 가교 역할을 하는 중간 단계의 불완전한 형태의 부가통신 서비스를 말한다(<화면 1>).

브리징 서비스의 수명 주기는 상대적으로 짧으며 N세대 또는 N+1세대에 비해 가입자 수도 적고, 사업자 입장에서는 투자비 회수가 어려운 것이 특징이다. N세대의 말기와 N+1세대의 초기가 교차하는 순간 N+1세대의 서비스가 성숙되기 전 N+1세대 서비스를 조기에 사용하고자 하는 사용자들을 겨냥한 일종의 틈새시장이라 할 수 있다. 브리징 통신 서비스는 N세대 서비스 사용자들이 가진 불만과 욕구를 부분적으로 해소하는 기능을 하게 된다.

와이브로를 성숙한 N세대의 서비스가 아닌 브리징 서비스로 판단하는 입장에서는 와이브로가 무선랜의 공간적 제약사항을 극복하게 해주며, 이동전화 무선 인터넷의 가격과 전송 속도를 극복하게 한다는 점을 그 근거로 들고 있다. 또, 이동전화 무선 인터넷이 기술력을 높이고 가격 경쟁력을 갖게 된다면 와이브로는 순간적으로 지나가는 징검다리가 될 것이라 주장한다.

그러나 휴대인터넷의 개발이 빠르게 진행되고 있고, 3G 서비스 이상의 고속 이동성은 물론 넓은 광대역 커버리지를 제공할 수 있는 잠재력을 본다면 와이브로를 브리징 통신 서비스로 판단하는 것은 성급한 판단이라고 생각된다.

<그림 1> 브리징 통신 서비스와 네트워크 진화



 
와이브로 네트워크의 특징
국내에서 준비 중인 와이브로 서비스는 대용량 데이터 서비스이다. 국내의 한 이동전화 망사업자는 와이브로를 이동전화가 제공하는 고품질 음성 서비스의 데이터통신 영역을 보완하는 고속의 대용량 데이터 서비스라 정의한다. 또, 국내의 권위있는 한 연구기관에서는 와이브로를 처음 접하는 사람에게 ‘이동형 ADSL’이라고 와이브로를 설명한다.

와이브로의 목표와 유관기관의 견해를 종합해 볼 때, 와이브로 서비스의 특징은 다음과 같이 말할 수 있다. ① 정지 및 이동중 사용 ② 실내외 끊김 없는 사용 ③ 고속이다. 와이브로는 정지 상태, 보행 중, 60km 이하로 이동 중에 무선 인터넷 서비스를 제공한다. 또, 실내는 물론 실외에서 인터넷 사용중 셀의 이동이 있어도 서비스를 끊김 없이 사용할 수 있도록 도와준다. 와이브로는 다양한 초고속 무선 멀티미디어 서비스를 원활히 제공할 수 있도록 1Mbps 이상의 전송 속도를 제공한다. 기술상으로는 VoIP 기술을 단말기에 탑재하여 이동전화를 대체하기 위해서도 노력할 수 있다.

와이브로란 이것이다
앞서 길게 언급한 것들을 두 문장으로 요약하면, “와이브로는 대용량의 이동성 서비스이다. 와이브로 단말기는 카드형, PDA형, 이동전화형으로 출시될 예정이다”이다. 이 두 문장을 장황하게 노력을 들여 쓴 까닭은 다음부터 소개할 와이브로 애플리케이션을 위해서다.

모바일 브로드캐스트(mobile broadcast)부터 컨텐츠 어댑테이션(contents adaptation)까지의 다양한 와이브로 애플리케이션들이 소개되는 동안 이 두 문장을 항상 염두에 두었으면 하는 바람이다. 다음에서 소개하는 와이브로 애플리케이션들 중에는 한국전자통신연구원(ETRI)에서 수행하고 있는 과제의 결과물도 포함되어 있다.

와이브로를 사용하는 애플리케이션은 와이브로 네트워크 하나만을 사용하는 애플리케이션과 와이브로 네트워크와 이종망을 함께 사용하는 애플리케이션으로 나눌 수 있다. 전자는 다시 두 망을 시간적으로 동시에(simultaneously) 사용하는 애플리케이션과 두 망을 연동하는(vertical handover) 애플리케이션으로 나눌 수 있다. 여기서 와이브로와 연동하는 이종망은 CDMA, WLAN 등의 네트워크가 가능한데, 본 기사에서는 CDMA 네트워크를 기준으로 소개한다.

K군의 이야기
본격적으로 와이브로 애플리케이션에 대해 알아보기 전에 잠시 상상의 세계에 들어가 보자. 대학교 졸업반인 K군은 마지막 학기의 개강을 앞두고 교내 인터넷방송 동아리 친구들과 동해로 졸업 여행을 가기로 했다. 졸업 여행을 떠나기 위한 모임 장소에 가기 위해 지하철을 타는 순간 K군은 ‘아차’하고 소리쳤다. 졸업을 하기 위해 반드시 들어야 하는 컴파일러 과목을 수강신청하지 못했기 때문이다. 졸업 여행에 들뜬 나머지 수강신청에 부주의 했던 것이다.

지하철 좌석에 앉자마자 K군은 노트북을 열었다. 와이브로를 통해 인터넷에 접속해 수강신청을 하려는 것이다. 컴파일러 과목을 체크하고 ‘확인’ 버튼을 누르려는 순간, 지하철이 서울시를 벗어나 와이브로 서비스 불가 지역으로 진입했다. K군의 노트북에선 “CDMA로 접속을 변경하시겠습니까?”라는 대화 상자가 깜박였다.

다행이라고 생각했다. K군은 마침 CDMA와 와이브로가 끊김 없이 연계되는 서비스에 가입한 상태였다. 이 연계 서비스에 가입했기 때문에 K군은 학교 수강신청 서버에 다시 접속할 필요 없이 네트워크 접속을 유지한 채 수강신청을 마칠 수 있었다. 이제는 친구들과 즐겁게 여행을 떠나는 일만 남았다.

약속 장소에 도착해 친구들을 만났는데, 한 친구가 오지 않았다. 더 큰 문제는 그 친구가 모든 사람의 버스표를 가지고 있다는 것이다. K군은 혹시 친구가 아직 일어나지 않았을까 걱정하며 재빨리 와이브로 화상 전화기를 꺼내 친구에게 전화를 걸었다.

화상 전화기에 보이는 친구의 모습을 보니 집은 아닌 것 같다. 친구는 약속 장소의 약도를 프린트해 놓은 종이를 놓고 와 길을 헤매고 있다고 한다. K군은 걱정하지 말라며, 와이브로를 이용한 모바일 콜레버레이션(Mobile Collaboration) 서비스의 기능을 켰다. 모바일 콜레보레이션 서비스의 그림 공유 기능으로 친구와 약도를 공유하고, 화면에 그림을 그리면서 친구를 약속 장소까지 안내했다.

드디어 동해 바다에 도착했다. 수영과 일광욕을 즐기며 신나게 노는 도중 인터넷 생방송 시간이 됐다. 졸업반이지만 인터넷 생방송을 게을리 할 수는 없는 법. K군과 친구들은 자리를 잡고 동해바다를 배경으로 오늘의 방송을 시작했다. 와이브로를 통한 이른바 모바일 브로드캐스트가 시작됐다.

“이동하는 방송국입니다. 오늘은 피서철을 맞아…” 방송은 성공적이었다. 와이브로를 통한 인터넷 생방송은 교내에 성공적으로 전달됐고, 피서를 가지 못한 많은 교우들이 시원한 동해바다를 배경으로 한 방송을 시청했다.

친구들과 함께 즐거운 시간을 보내고, 집으로 돌아가기 전 K군은 자신의 블로그에 여행 소감과 졸업 후의 다짐을 남기고 싶어졌다. 다시 모바일 브로드캐스트를 시작했다. 이번에는 실시간은 아니지만, 여행의 느낀 점과 졸업 후 자신의 진로에 대한 진실한 심정을 현장에서 블로그에 옮길 수 있었다. 집에 돌아오는 버스 안에서는 동해바다를 배경으로 친구들과 함께 찍은 사진을 정리해 블로그에 올렸다.

이 이야기는 2006년 또는 2007년이면 현실로 다가올 이야기이다. 우리는 곧 이동하며 인터넷을 즐길 수 있고, 그로 인해 많은 부가 서비스를 받을 수 있을 것이다. 이 이야기에서 K군은 젊은 대학생답게 와이브로를 통해 많은 작업을 했다. 학교 서버에 접속해 수강신청을 하고, 화상전화로 통화하며 모바일 콜레보레이션 서비스를 이용해 약도를 공유했다.

모바일 브로드캐스트를 통해 실시간으로 인터넷 방송을 송출하고, 개인 블로그엔 현장에서 컨텐츠를 업로드했다. 수강신청을 할 때 와이브로 서비스 지역을 벗어났지만, CDMA로의 네트워크를 끊김 없는 서비스를 이용해 인터넷 접속을 유지할 수 있었다.

이 끊김 없는 서비스를 이용해 K군은 하고 있던 작업들을 모두 유지하면서 상위 애플리케이션들이 알아채지 못하도록 하부 네트워크만 바꿨다. 화상전화와 모바일 콜레보레이션 서비스를 사용할 땐 CDMA는 음성전화에만 이용하고, 와이브로는 화면 송수신을 위한 데이터 서비스에만 이용한다.

네트워크를 연구하고 개발하는 엔지니어의 입장에서 볼 땐 와이브로는 또 하나의 인터넷 연결 장치로 보일 수 있다. 하지만 네트워크를 바탕으로 서비스를 개발하는 애플리케이션 엔지니어의 입장에서 볼 땐 와이브로는 인터넷 연결 장치 이상의 것이 된다.

빠른 속도와 저렴한 요금으로 이동하면서도 인터넷에 접속할 수 있다는 사실이 서비스 개발자들의 상상력을 자극해 더욱 다양한 서비스를 낳게 될 것이다. 더욱이 하드웨어의 비약적인 발전으로 휴대가 용이한 소형 단말기가 출시된다는 훨씬 다양한 애플리케이션 개발이 가능하도록 도와줄 것이 확실하다.

와이브로를 사용하는 애플리케이션
모바일 브로드캐스트
모바일 브로드캐스트(mobile broadcast)는 우리말로 하면 ‘이동 방송국’으로 와이브로 네트워크 하나만을 사용하는 애플리케이션이다. 몇 해 전 네티즌 사이에서 유행했던, 개인이 윈앰프를 통해 소수의 집단을 대상으로 음악 방송을 하는 형태의 개인형 소형 방송국을 타겟으로 하고 있다.

DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스에서는 사용자가 휴대 단말을 사용해 이동 중에 방송을 시청하지만, 모바일 브로드캐스트에서는 사용자의 단말이 방송국의 역할을 하고 단말을 가진 사용자가 이동 중에 실시간 방송을 한다. <그림 1>과 같이 와이브로 단말기를 가진 사용자는 영상, 음성 등의 정보를 이동 중에 실시간으로 방송하고, 시청자는 PC를 통해 또는 PDA 등의 휴대 단말을 통해 시청하게 된다.

모바일 브로드캐스트를 사용하면 재미있는 서비스를 구성할 수 있다. 현재 많은 네티즌들이 미니홈피와 블로그를 사용해 자신의 일상과 자신의 생각을 대중에 공개하며 자신을 표현하고 있다. 많은 연예인들과 정치인들은 미니홈피와 블로그를 통해 최근의 활동 모습을 사진에 담아 업로드하고, 정치적 견해에 대해 피력한다.

모바일 브로드캐스트를 여기에 적용하면 재미있는 모습이 연출될 것이다. 영화 촬영장에서 촬영을 준비하고 있거나, 콘서트 준비 중인 연예인은 무대 뒤에서 촬영과 공연을 준비하고 있는 생생한 모습과 심정 등을 사진, 음성, 동영상에 담아 실시간으로 미니홈피에 올릴 수도 있다. 일반 개인은 여행 중에 느낀 점이나 인상 깊은 곳을 와이브로를 사용한 모바일 브로드캐스트를 사용해 실시간으로 자신의 블로그에 전송해 친구들에게 공개할 수 있다.

<그림 1> 모바일 브로드캐스트 시스템

모바일 이야기꾼 - 동시 사용
모바일 이야기꾼은 2004년 12월에 코엑스에서 개최된 SOFTEXPO2004 & DCF2004에 전시되어 와이브로 관계자뿐 아니라 일반인들에게도 많은 관심을 끈 흥미로운 애플리케이션이다. 모바일 이야기꾼은 CDMA와 와이브로 망을 동시에 사용하는 애플리케이션으로, CDMA 망은 음성통화에 활용하고 와이브로 망은 데이터통신에 활용한다. 이와 같은 사용 방식은 각 망의 특징을 잘 활용한 예를 보여준다.

모바일 이야기꾼의 목적은 입으로 말하지 않고 전화한다는 것이다. 모바일 이야기꾼에서는 입을 통해 말하는 대신 키보드를 통해 말한다. 모바일 이야기꾼 사용자는 와이브로와 CDMA를 모두 지원하는 단말을 사용한다. 이 사용자는 일반 이동전화를 가지고 있는 상대방에게 CDMA 망을 통해 음성전화를 건다.

전화가 연결된 후 발신자는 단말에 연결된 이어폰 또는 스피커를 통해 수신자의 이야기를 들을 수 있고, 말을 하고 싶을 때는 키보드를 사용한다. 키보드를 통해 입력된 텍스트는 와이브로 망을 통해 TTS(Text To Speech) 서버에 전송되고 wav나 mp3 형태의 음성데이터로 변환된 후 발신자에게 재전송된다. 이 음성데이터가 발신자의 단말기에서 플레이되어 CDMA 망을 타고 상대방에게 음성으로 전달된다(<그림 2>).

<그림 2> 모바일 이야기꾼 구조도

모바일 이야기꾼을 활용할 수 있는 분야는 매우 다양하다. 기본적으로는 소리 내어 통화할 수 없는 모든 상황에 활용이 가능하다. 예를 들어 도서관에서 급하게 통화해야 하거나, 회의 중에 통화해야 하는 상황에서는 주위 사람들에게 피해를 주지 않고 통화할 수 있는 기능을 제공하고, 공사 현장이나 공항처럼 주변이 시끄러운 곳에서는 상대방에게 주변의 시끄러운 소리를 들려주지 않는 기능을 제공한다.

뿐만 아니라 언어장애가 있는 장애우에게는 아주 좋은 통신 수단이 될 수 있다. 들을 수는 있는데 말을 할 수는 없는 사람은 모바일 이야기꾼을 사용함으로써 일반인들과 차이 없이 통화가 가능하다. 또한 모바일 이야기꾼은 파일 읽기나 장문읽기 기능을 제공하여 아름다운 배경음악에 시를 낭독해 상대방을 감동시킬 수 있고, 신문 기사를 읽어줄 수도 있다.

음성통화에 적합한 CDMA 네트워크는 음성통화에 사용하고, 데이터통신에 적합한 와이브로 네트워크는 데이터통신에 사용해 각 네트워크의 특성을 살렸다는데 이 애플리케이션의 특징이 있다. 화상통화와 모바일 콜레보레이션에서도 이 특징을 활용한다.

화상통화 - 동시 사용
화상통화 애플리케이션 역시 음성통화에는 CDMA 네트워크를 사용하고 데이터 통신에는 와이브로 네트워크를 사용하여, 각 네트워크의 특성을 잘 활용한 예라 할 수 있다. 몇 해 전 국내의 IMT-2000 제조사 중 한 곳이 휴대폰을 사용해 화상통화를 하는 장면을 TV 광고로 내보낸 것을 기억할 것이다. 그런데 아직 주변에서 휴대폰으로 화상통화를 하는 사람을 찾을 수는 없다. CDMA 네트워크만으로 대용량 데이터인 음성과 화상을 동시에 송수신하기가 쉽지 않기 때문이다.

이 화상통화 애플리케이션은 TV 광고의 내용을 현실로 이루어낸 것이라 할 수 있다. <화면 1>는 화상통화 지원을 위한 테스트 보드이다. 참조 단말에는 임베디드 리눅스가 탑재되어 있고, GTK+2를 사용해 화상통화 응용 프로그램의 UI를 구성했다.

<화면 1> 화상통화 지원 와이브로 단말

<화면 2>는 화상통화 장면을 캡처한 화면이다. 캡처된 화면은 영상만을 사용해 통화하고 있는 화면으로 와이브로를 통해 서로 연결되어 있기 때문에 부가적으로 채팅도 가능하다. CDMA 네트워크를 통해 음성전화를 걸면 화상과 음성이 모두 통화가 가능한 상태로 전환된다. 화상통화의 시나리오는 익숙해 별도로 언급할 필요는 없겠지만 간단히 소개하면, 음성통화로 서로 이야기를 하다가 주변 환경이나 자신의 모습을 보여주고 싶을 때 화상통화 기능을 활성화시키는 정도가 될 것이다.

<화면 2> 화상통화 응용 프로그램

모바일 콜레보레이션 - 동시 사용
모바일 콜레보레이션은 여러 사람이 동시에 작업하는 것을 도와주는 애플리케이션이다(<화면 3>). 이 애플리케이션에서도 CDMA 네트워크와 와이브로 네트워크는 각각 음성통화와 데이터 통신을 위해 사용된다. 일반 메신저와 비슷한 외형을 갖춘 모바일 콜레보레이션 애플리케이션은 서버 연결, 메신저 기능, 파일전송, 화이트보드 공유 등의 데이터 통신은 모두 와이브로를 통해 진행하고, CDMA 망은 음성통화에 사용한다. 모바일 콜레보레이션은 내부적으로 SIP 프로토콜을 사용해 사용자간 세션을 관리하여, 향후의 확장성을 고려하였다.

<화면 3> 모바일 콜레보레이션 시스템

메신저, 파일 전송은 익숙한 기능이기 때문에 언급하지 않고, 화이트보드 공유에 대해서만 언급한다. 화이트보드는 기본적으로는 일정 영역의 화면을 공유하는 것이고, 나아가 한 사용자가 그 공유된 영역에서 취한 액션을 상대방의 화면에도 적용하는 기능을 제공한다. 예를 들어 지도를 화이트보드에서 공유하고, 한 사용자가 지도에 목적지를 빨간색으로 표시하면 상대방의 화면 지도의 같은 위치가 빨간색으로 표시되는 것이다.

모바일 콜레보레이션은 와이브로 망에 접근이 가능한 모든 장치에서 활용이 가능하다. 모바일 콜레보레이션의 핵심 기능이라 할 수 있는 화이트보드를 활용해 원격 교육에 적용하면 강사와 수강생이 쉽게 협업하며 강의를 진행해 나갈 수 있다. 증권 회사의 투자 상담원이 원격의 고객에게 주식을 추천하는 데에도 애플리케이션을 사용할 수 있다. 유망한 주에 투자를 권유하기 위해 주식 그래프를 보며, 주식과 관련된 유용한 신문기사를 보여줄 수도 있다.

Session Initiation Protocol(SIP)  

SIP 는 인터넷상에서 통신을 지원하기 위해 세션을 생성, 수정, 종료하는 시그널 프로토콜이다. 인터넷에 연결된 장치들이 메시지 교환을 원할 때, 장치들 간의 메시지 세션을 제어하는 역할을 하는 프로토콜인 SIP는 인터넷 텔레포니, 원격 화상회의, 음성 메일 등에 사용된다. SIP는 애플리케이션 계층의 프로토콜로 request and response의 구조를 가지고 있으며, 프로토콜이 텍스트로 이루어져 이해가 쉽다는 장점이 있다.



컨텐츠 어댑테이션 - 망 연동
컨텐츠 어댑테이션(contents adaptation)은 독립된 애플리케이션이라기보다는 다양한 애플리케이션을 뒷받침하기 위한 지원 애플리케이션이다. 컨텐츠 어댑테이션은 멀티미디어 컨텐츠를 변환하는 것을 말하는데, 여기서의 변환은 멀티미디어 컨텐츠의 비트 전송률(bit rate)을 낮추거나, 화면의 해상도를 낮추는 변환을 말한다. 컨텐츠 어댑테이션은 앞의 세 애플리케이션과 달리 와이브로와 CDMA의 망 연동(vertical handover) 환경을 예상한 애플리케이션이다.

와이브로 네트워크가 현재의 CDMA 네트워크처럼 전국 구석진 모든 곳까지 설치되기에는 상당한 시간이 걸릴 것이다. 망 확충에 앞장설 것으로 예상되는 KT가 5년간 84개의 시에 와이브로 네트워크를 구축할 계획을 가지고 있는 것만 봐도 CDMA와 같은 수준으로 망을 확충하기 위해선 꽤 오랜 시간이 걸릴 것으로 예상할 수 있다. 이러한 상황이라면 CDMA 네트워크와 와이브로 네트워크가 중복되는 영역이 있겠지만 CDMA 네트워크만 존재하는 영역도 상당히 존재하게 된다.

여기서 말하는 망 연동은 와이브로 네트워크를 통해 인터넷을 사용하던 중 CDMA만 지원되는 영역으로 진입할 경우, 와이브로 네트워크에서 사용하던 컨텍스트를 그대로 유지하고 네트워크만 CDMA로 전환되는 끊김 없는(seamless) 연동을 말한다. 망 연동이 되지 않는다면 이와 같은 상황이 발생할 때 와이브로 망을 통했던 모든 연결이 끊어지게 된다.

사용자는 메일을 확인하기 위해 CDMA를 통해 PPP 연결을 하고 웹 사이트에 접속해 아이디와 패스워드를 입력하는 등의 기나긴 작업들을 처음부터 다시 해야 된다. 그러나 망 연동이 되면 와이브로를 사용하던 사용자가 CDMA 네트워크만 지원되는 영역에 진입할지라도 모든 세션을 그대로 유지하고, 상위 애플리케이션 몰래 하부 네트워크만 끊김 없이 바꿀 수 있다.

<그림 3>은 망 연동의 개념을 보여주는 간단한 그림이다. 단말기가 와이브로 네트워크 지역을 벗어나 CDMA 네트워크만 연결이 가능한 지역에 진입하면, CDMA 네트워크에 접속하게 된다. 네트워크의 전환이 이루어지면 와이브로 네트워크에 전송하던 데이터들이 CDMA 네트워크로 경로가 바뀌어 전송된다. 그림에서는 퍼블릭 인터넷(public Internet)에서 단말기로 전송되는 데이터의 경로를 바꿔 주었다. 실제 적용에선 퍼블릭 인터넷에서 데이터의 경로를 바꾸지 않고 와이브로 네트워크에서 CDMA 네트워크로 파이프를 생성해 데이터의 경로를 바꿔주는 등의 변형이 가능하다.

<그림 3> 망 연동 개념도

망 연동과 와이브로  

이 종망 연동은 이종망을 끊김 없이(seamless) 사용하기 위한 기술이다. 망을 바꾼다는 것, 예를 들어 WLAN으로 사용하다가 CDMA 네트워크로 망을 바꾼다는 것은 네트워크 계층에서 이야기하면 단말에 할당되는 IP 주소가 바뀐다는 것을 말한다. 네트워크 계층에서 하는 가장 중요한 일은 패킷 라우팅인데 이 패킷 라우팅은 IP 주소에 근거해 이루어진다. 따라서 자신이 사용하고 있던 단말기의 IP 주소가 바뀌면 자신에게 오는 패킷들을 전혀 받을 수 없게 된다.

더욱이 TCP는 IP 주소와 포트를 묶어서 커넥션을 유지하는 자료로 사용하는데, IP 주소가 바뀐다는 것은 TCP 커넥션이 끊기는 것을 의미한다. IP 주소가 바뀌는 경우에도 모든 세션을 유지하기 위해 모바일 IP에 대한 연구가 끊임없이 진행되고 있다.

하지만 망 연동(vertical handover)의 경우에는 상황이 더 좋지 않다. 단순히 IP만 바뀌는 것이 아니라 하부 네트워크 전체가 바뀐다. 다시 말해 네트워크 계층의 문제와 데이터링크 계층의 문제가 함께 일어나는 것이다. WLAN의 AP가 바뀌는 정도가 아니고, WLAN에서 CDMA로 네트워크 전체가 바뀌는 것이다.

동종망 간의 핸드오버가 아니라 이종망 간의 핸드오버를 가리켜 망 연동이라고도 하는데, 이에 대한 연구가 몇 군데에서 진행 중에 있다. 에릭슨, TeliaSonera, 라디오넷과 핀란드의 헬싱키 대학이 진행한 VHO 프로젝트에서는 LAN, WLAN, 그리고 상용 GPRS 망에 대한 연구가 진행되었다.

AT&T는 인터넷 로밍 프로젝트를 진행했는데, 이 프로젝트에서는 WLAN과 셀룰러 망과의 연동을 위해 기술을 개발하고 있다. 2005년 2월 14일부터 프랑스 칸에서 개최된 3GSM World Congress에서는 MobileIgnite 협회에서 와이파이(WiFi)와 3GSM 간의 끊김 없는 로밍인 MobileVoIP 라이브 기술을 시연했다.

한편 휴대인터넷과 3G망과의 연동은 국내에서만 유일하게 진행되고 있다. 현재 삼성전자를 비롯한 전자 제조업체가 공동 연구기관으로 참여해 한국전자통신연구원에서 와이브로 상용화가 자리 잡을 2007년을 목표로 프로젝트를 진행하고 있다.

이 프로젝트에서는 전국 모든 곳에 CDMA 네트워크가 구축되어 있다는 사실에 입각해 와이브로 네트워크와 CDMA 네트워크 간의 망 연동을 진행하고 있다(<그림 3>). 이 프로젝트에서는 망 상태에 따른 자동 핸드오버를 진행하고 있다. 이를 위해 하부 망을 추상화하는 기능을 제공하고 상위 계층에서 데이터링크 계층 이하를 투명하게 보이게 하는 기능을 제공하는 SCM(Seamless Connection Module)을 적용하고, 빠른 핸드오버를 지원하는 모바일 IP 기술을 사용한다.

<그림 1> 와이브로/CDMA 망 연동 개념도

KT와 KTF는 2005년 1월 상용화 서비스를 위해 휴대인터넷 협력위원회를 결성했다. 상기 협력위원회는 많은 계획을 가지고 있는데, 그 중 하나가 ‘와이브로-CDMA 망 연동 등 네트워크 구축’이다. 국내의 대형 사업자가 와이브로와 CDMA의 망 연동을 예상하고 있다는 것은 망 연동이 현실화될 가능성이 매우 높은 것이라 할 수 있어, 향후 망 연동을 지원하기 위한 다양한 솔루션들이 개발되리라 생각한다.



컨텐츠 어댑테이션은 이렇게 CDMA 네트워크와 와이브로 네트워크간의 망 연동이 이루어질 때 두 네트워크의 대역폭 차이를 극복해 줄 수 있는 지원 애플리케이션이다. WWW의 트래픽 특성은 파열한다(burst)는 데에 있기 때문에 대역폭이 바뀔 때 민감하지 않을 수 있다. 그러나 인터넷으로 방송을 시청하고 있거나, 음악 사이트에 접속해 음악을 듣고 있는 경우처럼 트래픽이 연속적으로(continuously) 발생할 때는 대역폭이 줄어들면 그 차이를 현격하게 느낄 수 있다.

방송이나 음악이 끊어지는 것을 피하기 위해 화질이나 음질을 조금 낮추어 계속해서 서비스를 받을 수 있도록 도와주는 역할을 컨텐츠 어댑테이션이 수행한다. 컨텐츠 어댑테이션은 대역폭이 좁은 망으로의 전환을 컨텐츠 전송 서버가 알아채고 적절히 멀티미디어 컨텐츠의 화질/음질을 변화하거나 화면의 크기, 프레임 비율을 변화시키기 위해 멀티미디어 컨텐츠의 비트 전송률을 단말기로부터 피드백을 받거나 미리 정의된 방법을 사용해 조절하는 서비스이다.

<그림 4> 네트워크 특성에 의한 컨텐츠 어댑테이션

컨텐츠 어댑테이션에 대한 개념을 <그림 4>에서 도식화했다. 컨텐츠 서버는 높은 해상도와 높은 품질의 컨텐츠를 저장하고 서비스할 준비를 한다. 고용량 데이터 송수신에 적합한 와이브로 네트워크에 접속한 단말기는 컨텐츠 서버에 접속해 고품질의 고용량 컨텐츠를 서비스받을 수 있다(<그림 4>의 (a)).

그러나 망 연동에 의해 단말기가 CDMA 네트워크에 연결되면 고용량 컨텐츠 서비스를 계속 받기에 시간과 경제적 손실이 크고, 스트리밍 서비스의 경우엔 더 이상 서비스를 감상하기 힘들게 된다. 망 연동에 의해 단말기가 CDMA 네트워크에 접속한 것을 감지한 컨텐츠 어댑테이션 서버는 고용량의 고품질 컨텐츠를 저용량의 저품질 컨텐츠로 변환해 단말기에 전송한다(<그림 4>의 (b)).

이러한 메커니즘으로 단말기는 컨텐츠 어댑테이션 서버의 도움으로 CDMA 네트워크를 통해서도 적정 수준의 컨텐츠를 서비스받을 수 있게 된다. 컨텐츠 어댑테이션 서버는 일종의 프록시 역할을 하며 컨텐츠 서버로부터 전송받은 고품질 컨텐츠를 낮은 품질의 컨텐츠로 변형하고 필요하다면 이를 저장하게 된다.

이렇게 변환되는 컨텐츠를 사용하면, 웹 페이지 하나에 존재하는 수 개에서 수십 개의 이미지가 상대적으로 느린 CDMA 네트워크를 통해서도 상당히 짧은 시간 내에 렌더링될 수 있다는 것을 예상할 수 있다.

현재 컨텐츠 어댑테이션에 대한 바람직한 예라 할 수 있는 솔루션은 개발되지 않았다. 학계에서는 지속적인 연구 아이템으로 연구가 진행되고 있으며, 부분적인 솔루션은 일부 개발되었다. 와이브로가 현실화되고, 망 연동이 실제로 눈앞에서 이루어지면 컨텐츠 어댑테이션에 대한 요구가 더욱 강력해지고 솔루션의 개발이 가속화 될 것으로 예상된다.

앞의 졸업을 앞둔 대학생 K군 이야기에서 그는 와이브로를 다양한 용도로 활용했다. 기본적으로는 이동하며 인터넷에 접속하는 수단으로 와이브로를 사용했다. 하지만 그는 이동하며 인터넷이 접속하는 기본적인 수단으로 사용했을 뿐 아니라 와이브로가 아직 전국 구석구석에 망이 구축되지 않았다는 단점을 보완하기 위해 전국 구석구석 망이 구축된 CDMA와 연계하여 와이브로를 더욱 효과적으로 활용하였다. 이렇게 CDMA와 와이브로를 연계함으로써 와이브로의 커버리지를 보완할 수 있었다.

또 고속의 데이터 통신에는 와이브로망을 사용하고 음성통신에는 CDMA 망을 사용함으로써 각 망의 특성을 살린 부가 서비스를 이용할 수 있었다. 이동이 가능하고 기존의 네트워크와 연계하는 경우 네트워크를 선택할 수 있다는 점을 이용하면 지금까지 우리가 익숙하던 서비스와는 무엇인가 다른 서비스가 가능할 것이다.

이렇게 볼 때 와이브로를 이동형 ADSL이라고 말하는 것은 너무 와이브로 그 자체에만 비중을 둔 이야기가 아닐까 생각이 된다. 와이브로를 통해 이동하며 인터넷이 가능하도록 하는 것은 문자 그대로 ‘휴대 인터넷’만을 의미하는 것이 아니다. 이젠 그것을 가지고 훨씬 더 유익한 애플리케이션을 개발할 수 있다는 일종의 발상의 전환이 필요하다.

이러한 발상의 전환으로 사용자에게는 유익하고 사업자에게는 수익을 낼 수 있는 애플리케이션 개발이 필요하다. 반짝반짝 빛이 나는 탐스러운 구슬들이 주어졌다. 이제 남은 과제는 이 구슬들을 어떻게 엮을까 하는 것이다.

와이브로라는 최첨단 기술을 통해 전국민이 다양한 양질의 서비스를 받을 수 있도록 하기 위해, 한국의 네트워크 엔지니어들은 사랑스러운 자녀를 보지도 못하고 몇 년을 밤샘하며 와이브로를 내놓았다. 이젠 애플리케이션 개발자들이 네트워크 엔지니어에게 감사하며 와이브로 수요자를 위해 서비스를 개발하는 일이 남았다.

다양한 애플리케이션을 위한 선결과제
누가 뭐라 해도 국내의 휴대인터넷인 와이브로는 대용량 데이터 중심의 통신 서비스라는 것은 사실이다. 데이터 중심의 이동통신 서비스가 국내에서 성공할 것이냐의 물음에 일부는 긍정적인 견해를, 다른 일부는 부정적인 견해를 나타내고 있어 국내 휴대인터넷의 미래가 아직 뚜렷해 보이지는 않는다.

기존 휴대전화가 구축한 음성통화 시장을 보호해야 하기 때문에 휴대인터넷을 통한 VoIP를 제한하고 있다는 점이 큰 약점으로 작용하고 있다. 이 문제는 기술적으로는 해결할 수 없는 부분이며, 당연히 업계와 정부의 지속적인 협의 속에 정책적으로 해결해야 할 문제라 생각한다.

한국의 초고속 인터넷 서비스의 성장배경을 놓고 다양한 분석 결과가 나왔다. 높은 인구밀도와 아파트촌 중심의 주거 형태 등의 인구학적 특징에서 그 배경을 찾기도 하고, 사업자간 인프라 경쟁에서 성장배경을 찾기도 했다. 일부에선 PC방의 보급과 대중이 가지는 미디어 인식의 전환에서 원인을 찾았다. 어찌 됐든 국내의 초고속 인터넷은 대단한 성공을 했고, 인터넷 중독자를 낳을 정도로 국민들의 인터넷 열기는 대단하다.

여기서 말하고자 하는 것은 다양한 와이브로 애플리케이션이 제공되기 위해서는 유선 초고속 인터넷과 같이 와이브로 서비스가 성장해야 한다는 것이다. 이를 위해서는 무엇보다도 와이브로를 계획할 당시의 목표를 달성해 안정적이고 고품질의 데이터 통신 서비스를 제공하는 것이 필요하다.

또 정확한 수요예측으로 수요자의 가려운 부분을 긁어주고 기존 이동전화의 무선 인터넷과 유선 초고속 인터넷의 부족한 부분을 채워줄 수 있는 방향으로 서비스를 이끌고 나가야 한다. 물론 정부는 기업과 유관기관이 보유한 기술적 능력을 최대로 끌어올릴 수 있도록 정책적 지원을 해야 할 것이다.

와이브로 자체로는 아무것도 할 수 없다. 일부 사용자에게 와이브로는 단순히 인터넷을 위한 커넥션일 수도 있다. 한국은 CDMA 기술 상용화와 초고속 인터넷의 대성장에 의한 용기와 자부심으로 와이브로 서비스를 추진하고 있다.

국내 기술로 만들어낸 휴대인터넷은 단순히 통신기술의 진화 과정의 중간단계에 그치지 않고, 미래 통신시장을 주도하고 나아가 전반적인 산업구조를 재구성할 잠재력을 충분히 가지고 있다. 이 잠재력을 깨워 국가의 위상을 높이고 경제적 발전을 꾀하기 위해 다양한 애플리케이션으로 지속적인 수요를 창출하고, 풍부한 컨텐츠와 서비스 모델로 와이브로의 다양한 활용 방안을 모색해야 할 것이다.@
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원본 : http://www.zdnet.co.kr/builder/system/etc/0,39031682,39136757,00.htm
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[와이브로 大해부] ② 「다중접속 방식」면밀히 살펴보기

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특집 2부에서는 국내 2.3 GHz 대역 휴대인터넷 서비스를 위한 기술 표준인 와이브로의 다중접속 방식에 대해 살펴본다.

먼저 와이브로 다중접속의 기본 전송 방식인 OFDM 전송 기술과 다중 안테나 기술에 대해 설명한 후 와이브로 관련 표준화 동향과 TTA에서 제정이 완료된 와이브로 1단계 표준안의 주요 내용에 대해 알아 볼 것이다. 또한 와이브로 다중접속 표준안의 요소 기술에 대해서도 살펴본다.

현재 휴대폰을 이용한 무선인터넷 사용자도 대략 3000만명에 이르는 것으로 추산되고 있다. 이는 전체 국민 대비 인터넷 사용자의 수적인 측면에서 보면 가히 세계적이라 할 수 있다.

그러나 현재 제공되고 있는 무선인터넷 서비스는 데이터 전송 속도에 제한이 있어 ADSL, VDSL 또는 케이블 모뎀 등의 유선망을 이용한 초고속 인터넷 서비스에 비해 멀티미디어 서비스를 포함한 실시간 인터넷 서비스가 불가능한 실정이다.

최근에는 도심지역 활동인구와 차량 내에서 활동하는 시간이 많아짐에 따라 유선망이 갖는 이러한 한계를 극복하고 정지 및 이동 중에 언제, 어디서나 저렴한 가격으로 초고속 인터넷 서비스를 제공할 수 있도록 하는 서비스 모델을 사용자 및 서비스 사업자들이 강력하게 요구하고 있다.

이에 따라 국내에서는 기존에 무선 가입자망(Wireless Local Loop: WLL)에 할당되었던 2.3GHz 주파수 대역을 활용하여 기존 시스템의 한계를 극복하고 ADSL 수준의 품질과 비용으로 정지 또는 중속 이동(최고 시속 60km) 중에도 노트북 PC, PDA, 스마트폰 및 전용 단말기를 사용하여 고속인터넷 접속이 가능한 무선인터넷 서비스로서 휴대인터넷을 2002년부터 개발하게 되었으며, 현재 사업자 선정 및 표준화 제정을 마무리한 상태이며, 관련 장비 및 부품의 개발에 박차를 가하고 있다.

휴대인터넷 서비스는 정액제의 ‘Always Connected’ 형태로 유선 ADSL과 유사한 수준의 전송률과 품질을 보장함으로써 기존의 이동통신 및 3세대 이동통신 서비스와 차별화를 추구하고 있다.

현재 국내의 휴대인터넷 표준인 와이브로는 사용자가 이동하고 있는 상태에서도 고속 데이터 서비스가 가능하도록 하기 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이라는 신호 전송 방식을 사용하고 있다. 또한, 여러 명의 사용자가 동시에 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 OFDM에 근간을 둔 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)라는 다중접속 방식을 사용하고 있으며, 사용자에게 인터넷 서비스를 안정적으로 제공하기 위해 기지국과 단말기에 여러 개의 안테나를 장착하는 MIMO(multiple Input Multiple Output) 기술을 옵션으로 사용할 수 있도록 규정하고 있다.

이 기사에서는 조만간 실생활에서 자유롭게 사용하게 될 휴대인터넷 서비스에 대한 기본적인 원리의 이해를 돕고자 와이브로 표준의 다중접속 방식에 대한 내용을 다루고자 한다. 이와 관련하여 먼저 와이브로 표준의 기본 기술이 되는 OFDM 방식에 대한 원리와 통신 성능을 향상시킬 수 있는 MIMO 기술에 대하여 설명할 것이다.

다음으로는 와이브로의 표준화 진행 과정과 실제 와이브로 표준에 제시된 기본 규격에 대해 알아보고, 마지막으로 와이브로 표준의 기술적 내용에 관심 있는 독자들을 위해 실제 와이브로 표준을 구현하는 경우에 고려해야 하는 관련 기술들을 요약하여 설명할 것이다. 기술적인 설명이 딱딱하고 어렵게 느껴질 수 있겠지만 와이브로의 핵심 기술에 대해 꼼꼼히 파악하는 시간이라 생각하고 천천히 음미해 주길 바란다.

광대역 전송 기술
OFDM 전송 기술
다중경로 페이딩
무선 채널로 신호를 전송하는 경우 송신기와 수신기 사이에는 다양한 장애물들에 의해 전파가 반사되는 다중경로 채널 환경이 형성된다(<그림 1>). 다중경로가 존재하는 무선 채널은 마지막 반사 신호가 수신되는 시간인 ‘최대 지연 확산(maximum delay spread)’과 ‘전송 신호의 주기’로 그 특성을 정리할 수 있다.

시간축의 관점에서 최대 지연 확산보다 신호의 전송주기가 긴 경우에는 <그림 2(a)>와 같이 연속적으로 수신되는 신호 사이에 간섭이 발생하지 않는다. 이러한 채널을 주파수 비선택적 페이딩(frequency-nonselective fading) 채널이라고 한다. 이 채널을 통과하는 신호의 주파수 성분은 모두 유사한 주파수 특성으로 수신된다.

그러나 광대역을 사용하는 고속 전송의 경우에는 <그림 2(b)>와 같이 신호의 전송주기가 최대 지연 확산보다 짧아 연속된 수신 신호 사이에 간섭이 발생하여 수신된 신호는 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference, 이하 ISI)을 받게 된다. 이 채널의 주파수 특성은 주파수 선택적 페이딩(frequency-selective fading)으로 주어지며, 이 채널을 통과한 신호의 서로 다른 주파수 성분은 서로 다른 형태로 변형되어 수신된다. 하나의 RF 주파수를 사용하여 신호를 변조하는 단일 반송파 전송 방식에서는 ISI를 제거하기 위해 수신단에서 등화기의 사용이 요구된다.

데이터 전송 속도가 높아져 전송신호 사이의 간격이 작아지는 경우에 ISI가 증가하게 되는데 이에 따라 등화기의 복잡도도 함께 증가하게 된다. 또한 DS-CDMA 방식을 사용하여 10Mbps 시스템을 구축하기 위해 처리이득을 10~100으로 할 경우 100Mcps~1Gcps의 칩 전송률(chip rate)이 필요하므로 모뎀의 복잡도가 크게 증가하게 된다.

이와 같이 DS-CDMA의 하드웨어 복잡도 또는 단일 반송파 전송 방식에서의 등화 문제를 해결하기 위한 대안으로 OFDM 방식이 개발되었다. 최근 유럽에서는 디지털 오디오 방송(DAB)과 디지털 지상 텔레비전 방송(DTTB)의 전송 방식으로 OFDM 방식을 채택했다. 또한 무선랜의 국제 표준인 IEEE 802.11a/g와 와이맥스로 불리는 IEEE 802.16a의 표준 전송 방식으로 채택됐으며, 국내 2.3GHz 대역 휴대인터넷 서비스 표준인 와이브로의 물리 계층 전송 방식으로 채택되었다.

<그림 1> 다중경로 전파 환경

<그림 2> 전송 속도에 따른 수신신호 특성

직교 주파수 분할 다중화
OFDM 방식은 사용하고자 하는 주파수 대역을 여러 개의 작은 주파수 대역(부채널)으로 분할하여 데이터를 전송하는 주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing) 방식의 일종으로 볼 수 있다. 즉, <그림 3>과 같이 전송하고자 하는 일련의 데이터 시퀀스를 부채널의 수만큼 병렬화하고 각각의 병렬 데이터로 각 부채널에 해당하는 부반송파를 변조시킴으로써, 전체 데이터 전송 속도는 원래의 전송 속도를 유지하면서 각 부채널에서의 심볼 주기는 부채널의 수만큼 길어지게 하여 <그림 2(a)>와 같은 효과를 얻게 되는 것이다.

<그림 3> 다수 반송파를 사용하는 주파수 분할 다중화

그런데 <그림 3>을 살펴보면 각 부채널로 전송되는 신호는 대역 제한이 되지 않고 곧바로 부반송파에 의해 해당 통과대역(passband)으로 천이되는 것을 알 수 있다. 따라서 각 부채널의 전송 스펙트럼 모양은 <그림 4>와 같은 형태를 가지게 되며 이 때문에 인접한 부채널 사이에 간섭이 발생할 수 있는 가능성이 발생한다.

<그림 4> 특정 부반송파의 전송 스펙트럼

그러나 <그림 4>의 스펙트럼 특성을 살펴보면 1의 값을 갖는 중심 주파수 양쪽으로 주기적으로 0의 값을 갖는 것을 볼 수 있는데, 이 때 0이 되는 주기는 각 부채널의 전송주기의 역수가 된다. 따라서 각 부채널의 부반송파 위치를 0이 되는 위치에 배치하게 되면 부채널 사이에 간섭이 발생하지 않게 되어 결국 각 부반송파는 직교(orthogonal) 성질을 갖게 되는 것이다.

기저대역 고속 변복조
<그림 4>를 보면 N개의 부반송파를 사용하여 통과대역이 변조되는 것을 알 수 있는데 이를 위해서는 N개의 오실레이터가 사용되어야 한다. 오실레이터를 통과한 아날로그 신호는 모두 더해져서 무선 채널로 전송된다. 이 아날로그 신호의 중심 주파수를 DC로 변환하여 기저대역(baseband) 신호를 생성한 후 샘플링을 통해 이산시간 신호로 변환시킨다.

그 결과는 통과대역이 변조되기 이전 데이터 심볼들을 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)하는 결과와 동일하게 된다. 따라서 실제로는 다수의 통과대역 부반송파를 사용하는 것이 아니라 기저대역에서 N개의 데이터를 IDFT한다. 이후 그 결과 신호를 단일 오실레이터를 사용하여 원하는 주파수 대역으로 천이시킴으로써 통과대역 OFDM 변조를 이룰 수 있다.

수신단에서는 단일 오실레이터를 사용하여 통과대역 수신 신호를 기저대역으로 변환한 후 IDFT의 대응 연산인 DFT를 수행하여 이룰 수 있다. 또한 IDFT와 DFT는 전체 부반송파의 수가 2의 거듭제곱인 경우 이들의 고속연산인 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 FFT를 통해 구현하게 된다.

<그림 5>는 기저대역에서 부반송파를 할당하는 예를 나타낸 것이다. 이 그림에서 전체 전송 주파수 대역은 512개의 부채널로 분할됐으며, 512개의 부반송파 중 400개의 부반송파에 데이터를 전송하고 DC를 포함한 나머지 112개의 부반송파에는 데이터를 전송하지 않는다. 좌우 양쪽 끝의 부반송파를 비워두는 이유는 대역 밖으로 누설되는 잡음을 줄이기 위한 것으로 이를 가상 반송파(Virtual Carrier)라고 한다.

<그림 5> 전체 부반송파의 수가 512인 경우의 부반송파 할당 예

Cyclic Prefixv 주기적 전치 부호
OFDM 심볼의 전송은 블럭 단위로 처리가 이뤄지나 OFDM 심볼이 다중경로 채널을 통해 전송되는 동안 이전에 전송된 심볼에 의해 영향을 받게 된다. 이러한 OFDM 심볼간 간섭을 방지하기 위해 연속된 OFDM 블럭 사이에 보호 구간(GI : Guard Interval)을 삽입한다. 이 때 보호 구간의 길이는 무선 채널의 최대 지연 확산보다 길어야 한다.

수신단에서는 보호구간을 제거한 후 나머지 수신 신호를 취하여 데이터 복조를 수행한다. 보호 구간에 삽입되는 신호를 ‘0’으로 할당하면 이전 심볼의 지연 성분을 모두 흡수할 수 있어 심볼간 간섭이 발생하지 않지만 채널간 간섭은 존재하게 된다.

만약 채널을 통과한 후 수신된 신호의 모든 부반송파가 지연 없이 수신되었다면 FFT 구간에서 직교성이 유지된다. 하지만 N개의 부반송파 중 어떤 부반송파가 시간 지연을 갖고 수신되었다면 그 부반송파는 FFT 구간 내에서 기본 주파수의 정수배 주기가 되지 않아 직교성이 파괴된다. 따라서 다른 부반송파에 왜곡을 주는 채널간 간섭이 발생하게 되는 것이다. 이러한 문제는 보호 구간 위치에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입함으로써 해결할 수 있다.

<그림 6>과 같이 CP를 삽입하게 되면 임의의 부반송파에 지연이 발생할 경우에도 FFT 구간 내에서 부반송파가 정수배 주기가 유지되어 직교성이 보장된다. 복조된 신호에는 단지 지연에 의한 위상의 회전만이 발생하게 되므로 채널간 간섭이 발생하지 않는다. 이러한 보호 구간의 삽입으로 대역폭 효율이 감소하게 된다. 보호 구간의 길이는 채널의 최대 지연 확산을 고려해서 결정하지만 통상 전체 심볼 주기의 1/4 이하가 되도록 해야 한다.

<그림 7>은 지금까지 설명한 OFDM 구조를 송신기와 수신기로 구분하여 블럭도로 나타낸 것이다. 이 구조에서 FEC(Forward Error Correction)는 데이터 전송 오류를 정정하기 위한 채널 부호화로 길쌈 부호, Reed-Solomon 부호, Low Density Parity Check(LDPC) 부호, 터보 부호 등이 사용될 수 있다.

<그림 6> 심볼간 간섭과 채널간 간섭을 방지하기 위한 CP의 삽입 방법

<그림 7> OFDM 방식의 송신기와 수신기 블럭도

다중 액세스 방식
방송용이 아닌 셀룰러 이동통신, 무선 ATM, 무선랜 등에 OFDM 전송 방식을 사용하는 경우에는 단일 반송파 전송 방식과 마찬가지로 다수의 사용자를 위한 다중 액세스 방식이 사용되어야 한다. 대표적 방식으로는 TDMA(Time-Division Multiple Access), FDMA(Frequency-Division Multiple Access), CDMA(Code-Division Multiple Access)가 있으며 OFDM과 이들 액세스 방식을 결합한 구조는 <그림 8>에서 비교해 보았다.

<그림 8> 다중 액세스 방식의 비교

TDMA의 경우에는 전체 전송 대역이 N개의 부반송파로 구성되어 있고 각 사용자는 할당된 시간동안 모든 부반송파를 이용한다. FDMA는 전체 부반송파 중에서 일부 부반송파를 이용하여 시간에 제한받지 않고 데이터를 전송하는데 부반송파의 할당은 사용자의 상태에 따라 동적으로 변할 수 있다. CDMA는 각 사용자가 고유의 확산 부호를 사용하여 모든 시간과 부반송파를 이용하는데 확산 방식에 따라 MC-CDMA, multicarrier DS-CDMA, MT-CDMA로 구분할 수 있다.

패킷 전송을 하는 셀룰러 이동통신, 무선ATM, 무선랜에서는 상향과 하향의 듀플렉싱 방식으로 TDD(Time Division Duplexing)가 유리하며, 상향 전송시에는 동기식인 경우 사용자가 서비스 시간 동안 최대의 전송률을 가지도록 OFDM-TDMA가 적합하고, 하향전송에는 세 가지 방식이 모두 사용될 수 있다.

OFDM의 고려 사항
OFDM 방식에서는 다수의 데이터들을 IFFT함으로써 기저대역 변조를 이룬다. 이는 불규칙 위상을 갖는 다수의 데이터가 더해지는 것으로 볼 수 있으며, 그 결과 신호의 크기 변화가 크게 나타난다. 신호 크기의 변화 정도를 측정하는 방법으로 신호의 최대전력 대 평균전력의 비(PAR : Peak-to-Average Power Ratio)를 사용하는데 OFDM 방식은 단일 반송파 방식에 비해 큰 PAR를 갖는 것이 일반적이다.

이와 같이 큰 PAR는 D/A 및 A/D 변환기, 고출력 증폭기를 사용하는 경우에 커다란 단점으로 나타나게 된다. PAR를 감소시키기 위한 가장 간단한 방법으로 신호의 크기를 일정 레벨로 제한시키는 클리핑(clipping) 기법을 사용할 수 있다.

OFDM 방식에서는 각 부반송파에서의 페이딩을 보상하기 위해 단일탭 등화기를 사용하며 이를 위해 먼저 각 부반송파의 페이딩 정보를 추정하는 채널 추정을 수행해야 한다. 채널 추정을 위해서는 특정 부반송파에 파일럿 신호를 할당하는 기법과 훈련 심볼을 데이터 심볼 이전에 먼저 전송하는 기법이 사용될 수 있다.

하나의 OFDM 심볼이 전송되는 동안 수신기가 고속으로 이동하는 경우에는 무선 채널의 특성이 변하게 되며 이로 인해 부반송파 사이의 직교성이 파괴되어 수신 성능이 나빠진다. 따라서 고속 이동 환경에서 OFDM을 사용하는 경우에는 이에 대처할 수 있는 채널 추정이나 등화 기법을 사용해야 한다.

OFDM 방식의 수신단에서는 심볼 동기와 반송파 주파수 동기를 정확히 이뤄야 전송 데이터를 정확하게 복원할 수 있다. 심볼 동기는 변복조가 각각 IFFT와 FFT에 의해 이뤄지기 때문에 필요한 것으로 수신단에서 OFDM 심볼의 시작 위치를 찾아내어 FFT 수행한다.

또한, 송신기와 수신기에서 사용하는 오실레이터는 서로 다른 주파수를 가질 수 있어 복조 신호에는 반송파 주파수 오차가 발생할 수 있다. OFDM 심볼은 다수의 부반송파가 서로 인접하여 구성되므로 약간의 주파수 오차에도 민감한 특성을 갖는다. 따라서 수신단에서는 주파수 동기를 이루기 위한 기술을 사용해야 한다.

다중 안테나 OFDM 전송기술
다중 안테나 전송 기술은 송신기와 수신기에 다수의 안테나를 장착하여 신호를 송수신하는 기술을 말한다. 다중 안테나 기술을 사용하는 목적은 송신단과 수신단에 각각 하나의 안테나를 사용하여 통신을 하는 경우와 비교할 때 사용 목적 또는 구현 형태에 따라 수신 신호의 전력을 안정적인 수준에서 유지할 수 있고, 많은 양의 데이터를 동일 시간에 전송할 수도 있으며, 다중 사용자 환경에서 특정 사용자에게 안정적인 신호 전송이 가능하다는 장점을 갖는다. 여기에서는 다중 안테나 기술을 MIMO-OFDM 전송기술과 스마트 안테나 OFDM 기술로 나누어 설명한다.

MIMO-OFDM 기술
MIMO-OFDM 기술은 주파수 선택적 페이딩 채널 환경 하에서 OFDM과 MIMO 기법의 장점을 동시에 취할 수 있는 기술이다. 특히 MIMO-OFDM 기술은 시간과 공간만이 아니라 주파수 영역을 활용할 수 있기 때문에 기존의 시공간 MIMO 시스템을 유연하게 확장하여 OFDM에 적용시킬 수 있다.

이러한 MIMO-OFDM 기법은 다이버시티 이득과 부호화 이득을 목적으로 하는 다이버시티(diversity) 기법, 채널 용량을 증대시켜 전송률의 증가시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 기법, 다이버시티와 공간 멀티플렉싱 기법을 결합한 기법 등으로 분류할 수 있다. 이 중 다이버시티 기법으로는 STC-OFDM 기법이 대표적이며 이에는 STTC(Space-Time Trellis Code)-OFDM, STBC(Space-Time Block Code)-OFDM, SFBC(Space-Frequency Block Code)-OFDM 등이 있다. <그림 9>는 MIMO-OFDM의 블럭도를 보여주고 있다.

<그림 9> MIMO-OFDM 블럭도

STTC는 다중 송신 안테나를 사용하여 공간 다이버시티 효과를 얻을 수 있는 기법으로 대역폭 손실 없이 부호화 이득도 함께 얻을 수 있다. 입력 비트열은 STTC 부호화기에 의해 심볼로 변환되는데 이 때 미리 정해진 상태도에 따라 다이버시티 이득과 부호화 이득이 최대가 되도록 각 송신 안테나에 심볼이 맵핑된다.

할당된 심볼은 각각의 안테나를 통해 동시에 전송되며, 수신단에서는 비터비 복호기를 사용하여 전송 비트를 검출하게 된다. 이 방식은 설계 기준에 따라서 성상도의 크기와 다이버시티 이득, 트렐리스의 복잡도 및 전송률 사이의 트레이드 오프(trade-off)를 가진다.

STTC는 우수한 대역폭 사용 효율과 다이버시티 및 부호화 이득에도 불구하고 높은 복잡도로 인해 실제 적용하는데 있어 커다란 문제를 갖게 된다.

STBC는 이와 달리 송신단에서의 간단한 부호화와 수신단에서의 단순한 선형 결합을 사용하면서도 큰 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. STBC는 주파수 비선택적 페이딩 채널 환경을 기반으로 설계되었으며, OFDM 방식에서 각 부반송파는 근사적으로 주파수 비선택적 페이딩을 겪게 되므로 STBC-OFDM을 쉽게 구현할 수 있다.

STBC-OFDM에서 부호화는 전송 데이터의 간단한 변환에 의해 이뤄지며 송신 안테나의 수가 2인 경우 STTC와 마찬가지로 대역폭 손실 없이 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이 때 두 개의 채널이 독립적인 페이딩을 겪을 경우 큰 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

그러나 안테나의 수가 2 이상인 경우에는 최적의 복소수 부호를 얻기 위해 대역폭이 증가하게 되는 단점이 있다. 또한, 하나의 부호가 다수의 OFDM 심볼 주기 동안 전송되므로 도플러 주파수에 의한 채널 변화가 크게 발생할 경우 채널 오차에 의한 왜곡을 받게 된다.

시간적으로 연속된 두 OFDM 심볼간에 채널의 변화가 없을 경우 STBC-OFDM을 적용할 수 있으며 이 방식은 부반송파간 간격이 작고 유효 심볼의 길이가 짧은 무선랜과 같은 응용에서 유리하다. 반면, 채널의 시변 정도가 커서 연속된 OFDM 심볼 사이에 채널이 변화할 경우에는 STBC-OFDM은 적용이 어려워진다. 그러나 채널의 주파수 선택적 특성이 크지 않고, FFT 크기가 매우 커서 인접 부채널간의 채널 주파수 응답이 유사한 경우에는 주파수 영역에서 부호화를 적용하는 SFBC-OFDM을 적용할 수 있다.

BLAST-OFDM 방식은 리치 스캐터링(rich scattering) 환경에서 송수신단에 다중 안테나를 사용하여 각 송신 안테나마다에 신호를 전송함으로써 전송률을 향상시킬 수 있으며, 송신 신호가 채널의 동기 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 주파수 비선택적 페이딩을 가정하기 때문에 BLAST-OFDM 방식이 다중경로 환경에 쉽게 적용될 수 있다.

이러한 BLAST-OFDM 방식에서는 송신 다이버시티 기법과는 달리 수신 안테나의 수가 송신 안테나의 수보다 같거나 많아야 하고 독립적인 페이딩 채널이 형성되어야 하기 때문에 송수신단의 거리가 비교적 작고 노트북과 같이 다중 수신안테나를 사용할 수 있는 무선 랜 또는 무선 PAN(Personal Area Network)과 같은 환경에 적합하다.

스마트 안테나 OFDM 기술
스마트 안테나 기술은 phased array, SDMA(Space Division Multiple Access), 적응 배열 안테나 시스템, 빔 형성(beam forming), 공간처리 기술 등을 포함하며, 크게 switched 빔과 적응배열 안테나의 두 가지 범주로 나눌 수 있다.

Switched 빔 기법은 미리 정해진 빔 패턴(beam pattern) 중 수신 전력에 따라 최고의 성능을 줄 수 있는 빔 패턴을 선택하여 수신하는 방식이다. 이 방식은 무지향성 안테나(omni-antenna)에 비해 공간 선택으로 인한 수신 전력의 이득을 얻을 수 있으나 간섭 신호를 능동적으로 제거할 수 없어 성능 향상이 제한된다.

반면에 <그림 10>과 같은 적응 배열 안테나 시스템의 빔 형성 기법은 안테나 배열을 사용하여 각 엘리먼트별로 입사된 신호들을 특정 기준(예 : MMSE, ML, maximum SINR) 하에서 결합하여 다른 공간상의 위치한 co-channel 사용자로부터의 간섭 신호와 원하는 신호를 분리할 수 있는 기법으로 간섭 신호에 적응적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 스마트 안테나 기술을 셀룰러 통신 시스템에 적용할 경우에 서비스 범위, SNR, 셀 허용 용량 등이 증가하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 OFDM 기반의 셀룰러 시스템에선 소비 전력의 감소, 셀간 간섭의 회피, 다중경로 신호의 감소로 인한 OFDM의 신호 오버헤드(보호 구간) 감소 등의 효과가 있다.

<그림 10> 협대역 적응 빔 형성기

빔 형성을 수행하기 위한 기술로는 공간상의 정보를 기반으로 하는 SRB(Spatial Reference-Based)-BF(Beamformer), 훈련 신호를 이용하여 공간 특성을 추정하는 TRB(Training Reference Based)-BF와 특정한 정보 없이 수신된 신호의 특성을 기반으로 빔을 형성하는 Blind BF의 세 가지로 크게 분류할 수 있다.

스마트 안테나 시스템에서 입사되는 광대역 신호들은 배열 안테나의 각 엘리먼트별로 다중경로를 경험하며 수신된다. 이러한 광대역 TRB 빔 형성은 공간상에서의 간섭뿐만 아니라, 시간 영역상의 다중 경로에 의한 왜곡/간섭(ICI, ISI)의 영향을 고려해야 한다. 이 경우 빔 형성은 시간 영역에서 TDL 형태의 FIR 필터 또는 주파수 영역에서 다수 개의 협대역 BF로써 수행될 수 있다.

이와 같이 광대역 신호에 대한 스마트 안테나 OFDM 시스템에서 적응 빔 형성을 위한 방식으로는 FFT 전단인 시간 영역에서 각 안테나별로 적응 필터링(TDL)을 수행하는 Pre-FFT BF와 각 안테나별로 FFT 후 주파수 영역에서 각 부반송파별로 적응 필터링(1-tap)을 수행하는 Post-FFT BF 형태를 고려할 수 있다. 스마트 안테나 관점에서 OFDM 시스템은 여러 개의 협대역 채널로 구성되어 있어, 전체 대역폭은 주파수 선택적 페이딩이다. 하지만 각 부반송파는 주파수 비선택적 페이딩을 경험하므로 각 부반송파별로 협대역 빔 형성을 수행할 수 있어 Post-DFT BF로의 구현이 용이하다.

다중 사용자를 고려하여 SDMA 뿐만 아니라 OFDMA(OFDM/FDMA)를 수행할 수 있으며, 스마트 안테나 OFDMA에서는 각 사용자에게 부분 대역을 할당하고 사용자별로 할당된 대역에서 빔 형성을 수행할 수 있다. TDD 시스템에서 프레임 내의 채널 변화가 없는 경우에 상향 링크와 하향 링크의 채널이 동일한 장점이 있어 상향 링크에서 계산된 빔 형성 계수를 하향 링크에 적용할 수 있다.

하지만 사용자가 이동하는 경우에 채널 변화에 대한 고려가 필요하며 또한 상향 링크와 하향 링크의 채널은 동일하더라도 간섭은 동일하지 않기 때문에 이에 대한 고려가 필요하다. 반면, FDD 시스템에서는 사용대역에 따라 다른 채널 응답을 갖기 때문에 각각 최적의 계수 값을 구해야 하며, 하향 링크에서 계수 값을 추정하기 위해서는 하향 링크 채널 정보를 기지국에 제공할 피드백 채널이 필요하다.

와이브로 다중접속 표준
표준화 동향
초기 무선 접속 기술은 MMDS나 LMDS로 대표되는 LOS(Line-Of-Sight) 환경에서의 고정 무선 접속 방식이 주류를 이루었다. 이후 Non-LOS에서도 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 광대역 무선 접속 방식에 대한 연구가 진행되어 왔다.

이 방식은 단순한 음성이나 데이터 서비스를 넘어 멀티미디어 서비스를 제공해줄 수 있어 사용자들의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 광대역 무선 접속의 한계인 이동성 문제를 극복하기 위해 사용자의 이동성을 지원할 수 있는 휴대인터넷에 대한 연구도 활발히 진행 중이다. <그림 11>은 휴대인터넷과 관련하여 광대역 무선 접속 기술의 진화 단계를 도식화한 것이다.

<그림 11> 광대역 무선 접속 기술

국내의 경우 2003년 6월 20일 제33차 정보통신표준총회에서 TTA 휴대인터넷 그룹(PG05)이 신설되어 총 52개 기관, 약 235명이 참여하여 표준화 활동을 전개했으며, 2004년 3월 PG302로 명칭을 변경했다. PG302에는 무선 접속 실무반, 서비스 및 네트워크 실무반, IPR Ad Hoc 그룹, 국제협력 Ad-Hoc 그룹, IOT/CT Task Force가 활동하고 있으며, 조정위원회에서 이들간의 업무 조정을 수행하고 있다.

이 프로젝트 그룹은 2004년 6월 25일에 1단계 30Mbps급 TTA 표준(Phase I)을 완성했다. 이 표준은 물리 계층(TTAS.KO-06.0064)과 매체접근 제어 계층(TTAS.KO-06.0065)으로 구성되어 있다. 2004년 7월부터 2단계 50Mbps급 TTA 표준(Phase II)에 대한 논의가 진행되고 있으며, 고속 데이터 전송률을 보장하는 기술에 중점을 두고 있다. 2004년부터는 ‘와이브로’라는 공식 명칭을 사용하고 있다.

한편, 2004년 7월 정보통신부는 국내 휴대인터넷 표준 선정 기준으로 IEEE 802.16e 표준과 호환되면서 여기에 5가지 조건을 만족시키는 것으로 결정했다고 발표했다. 다섯 가지 조건으로는 시속 60km로 이동시 최소 하향 512kbps, 128kbps의 전송 속도 구현, 9MHz 이상의 채널대역폭, 사업자 장비간 로밍, TDD 방식, 주파수 재사용 계수 1 등이 있다. 이에 TTA에서는 와이브로와 IEEE 802.16e와의 호환성 문제에 대한 검토를 진행하고 두 방식 사이의 차이점에 대한 해결책을 모색하고 있다. 정보통신부는 2005년 2월에 3개의 휴대인터넷 사업자를 선정하였으며 2006년에 중반에 상용 서비스를 목표로 하고 있다.

한편 국내의 휴대인터넷 표준과 유사한 형태의 국제 표준화 활동은 미국의 IEEE 802.16과 IEEE 802.20을 중심으로 휴대인터넷과 관련된 표준화를 진행하고 있다. IEEE 802.16은 최근 P802.16-REVd의 표준화 작업이 완료되어 IEEE 802.16-2004로 배포되었다. 한편 인텔이 중심이 된 와이맥스(WiMax) 포럼이 결성되어 IEEE 802.16a의 성공적인 표준화와 시장 진입을 위해 활동하고 있으며 이미 인텔에서는 와이맥스 칩을 개발하여 추후 상업화 성공 여부가 주목된다.

와이브로와 가장 유사한 규격은 앞서 언급한 IEEE 802.16e이며, 이 둘의 주요한 특성은 <표 1>과 같다. IEEE 802.16e의 경우 2005년 상반기에 규격화가 완료될 것으로 보이며 다중화 방식으로 TDD, FDD 둘 모두를 지원하며 변조 방식으로 SC2, OFDM, OFDMA 등을 지원한다. 주파수 대역은 2~6GHz이고 채널 대역폭은 가변적으로 할당할 수 있다.

<표 1> IEEE 802.16e와 와이브로의 특성 비교

물리 계층 표준 내용
휴대인터넷 시스템은 하향 링크와 상향 링크를 시간으로 구분하는 TDD 방식이 사용되며, 다중접속 방식으로는 OFDMA가 사용된다. OFDMA 심볼은 총 1024개의 부반송파로 이루어져 있으며, 데이터가 전송되는 데이터 부반송파, 채널 및 동기 등을 추정시 사용되는 파일럿 부반송파, 그리고 보호 밴드와 DC 부반송파가 포함된 널 부반송파로 구성된다.

보호 밴드의 목적은 OFDMA 신호의 스펙트럼이 ‘brick wall’ 형태를 갖도록 하는 것인데, 좌우 다수개의 부반송파에 ‘0’을 전송함으로써 인접 주파수 대역에 간섭으로 작용하는 신호 성분이 작아지도록 하는 것이다. 각 부반송파들은 부반송파 하위 집합으로 나뉘고 각 하위 집합은 부채널로 명명된다. 하향링크에서 부채널은 여러 다른 수신기를 위한 것이며 상향링크에서 송신기는 하나 이상의 부채널에 할당되고 동시에 여러 송신기가 신호를 전송할 수 있다. <그림 12>에서 이에 대한 개념을 예를 들어 나타냈다.

<그림 12> OFDMA 부반송파의 부채널 할당 방법

기본 시스템 변수는 5msec의 고정 프레임 구조로 설계되어 있으며, <표 2>에 기본 시스템 변수를 나타냈다. TDD 시스템의 상향 링크와 하향 링크는 전송시간으로 구분된다. 하향 링크 전송은 <그림 13>에서처럼 한 개의 프리앰블 심볼, FCH 및 DL-MAP, 데이터 심볼 순서로 시작된다. 상향 링크는 제어심볼 전송부터 시작되며, 상하향 전송 시간을 구분하기 위한 보호시간인 TTG(121.2㎲) 및 RTG(40.4㎲)는 프레임 중간과 마지막에서 하향 링크 및 상향 링크 사이에 삽입된다.

<그림 12> OFDMA 부반송파의 부채널 할당 방법

<그림 13> 프레임 구조

하향 링크 프리앰블은 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용할 수 있다. 하향 링크의 데이터 전송 구간은 PUSC 부채널 구간과 다이버시티 부채널 구간 및 AMC 부채널 구간으로 나뉜다. PUSC 부채널은 두 개의 심볼에 걸쳐 분산된 부반송파로 구성되고, 다이버시티 부채널은 동일한 대역에 있는 여섯 개의 인접한 빈으로 구성된다. PUSC 심볼, 다이버시티 심볼 및 AMC 심볼의 구성은 단말들의 채널 분포에 따라 기지국이 결정한다. 하향 링크 후반부에 위치한 일부 심볼은 방송 서비스를 위해 사용할 수 있다.

상향 링크의 처음 세 심볼은 레인징 채널, ACK 채널 및 CQI 채널에 사용된다. 상향 링크에서 다이버시티 부채널을 구성하는 기본 단위는 타일이며 전체 주파수 대역에 분산된 세 개의 타일로 이루어진다. AMC 부채널을 구성하는 기본 단위는 빈이며, 하나의 AMC 부채널은 여섯 개의 빈으로 구성된다. 하향 링크에서처럼 AMC 및 다이버시티 부채널의 구성 비율은 프레임마다 변경 가능하다. <그림 14>는 타일과 빈의 구조를 나타낸다.

<그림 14> 타일 및 빈의 구조

하향 링크의 첫 번째 심볼은 프리앰블이며 특정 PN 코드가 BPSK 변조되어 전송된다. 프리앰블 부반송파 집합은 세 가지 타입으로 나뉜다. 매 4번째 하향 링크 프레임에서 마지막 OFDM 심볼은 공용 동기 심볼로 사용할 수 있다. 기지국에서는 안테나 0을 통해 공용 동기 심볼을 전송한다. 주파수 영역에서 정의되는 공용 동기 심볼의 구조를 <그림 15>에 나타냈고, 시간 영역에서 정의되는 공용 동기 심볼의 구조를 <그림 16>에 나타냈다.

<그림 15> 공용동기 심볼 구조(주파수 영역)

<그림 16> 공용동기 심볼 구조(시간 영역)

하향 링크 다이버시티 심볼과 상/하향 링크 AMC 심볼은 파일럿, 데이터 및 널 부반송파로 구성된다. 파일럿 부반송파의 할당은 연속되는 9개의 부반송파로 구성되는 빈 내에서 특정 부반송파 한 개를 할당함으로써 이루어진다. 빈 내에서 파일럿 부반송파의 위치는 심볼의 인덱스에 따라 달라진다. 빈 안의 9개의 부반송파의 인덱스를 0~8이라 하고 심볼의 인덱스를 m이라 할 때 파일럿 부반송파의 인덱스는 3l+1이 된다(l=m mod 3). <그림 17>은 하향 링크 다이버시티 심볼 및 상/하향 링크 AMC 심볼에서의 파일럿 부반송파의 할당을 나타낸다.

<그림 17> 하향 링크 다이버시티 심볼 및 상/하향 링크 AMC 심볼에서의 파일럿 부반송파 할당

AMC 부채널을 구성하기 위해 각 심볼에서 널 부반송파를 제외한 전체 부반송파는 9개의 인접한 부반송파로 이루어진 빈이라는 단위로 나눠지고 이렇게 만들어진 인접한 빈 M개를 묶어서 밴드를 구성한다. AMC 부채널은 각 밴드 내에서 인접한 6개의 빈들로 구성된다. 인접한 빈 6개를 구성하는 방법은 주파수-시간축 상에서 1빈x6심볼 블록, 2빈x3 심볼 블록, 3빈x2심볼 블록으로 구성할 수 있으며, 마지막으로 각 밴드 내에서 주파수 축 방향 그리고 시간축 방향으로 순서대로 인덱스를 지정한 후 앞에서부터 6개씩 나누어 부채널을 구성할 수 있다.

다이버시티 부채널을 할당하기 위해, 슬롯 안에 있는 전체 데이터 부반송파는 서로 인접해 있는 데이터 부반송파 군들로 분할된다. 각 부채널은 이 군들로부터 하나씩 선택된 부반송파의 개수와 같은 48이 된다. 하나의 군 안에 있는 부반송파의 개수는 부채널의 개수 16과 동일하며, 부채널을 구성하는 분할 방법은 하향 링크 순열 공식이라고 불리는 수식에 따른다.

상향 링크 부채널 할당은 기본적으로 하향 링크에서와 동일하다. 다이버시티 부채널 심볼 이후의 나머지 모든 데이터 심볼들은 AMC 부채널에 할당한다. 상향 링크 AMC 부채널에서 파일럿 부반송파의 위치는 하향 링크에서 파일럿 부반송파의 위치와 동일한 방법으로 세 심볼을 주기로 같은 위치를 점유하게 된다. 상향 링크 다이버시티 부채널을 할당하기 위해, 연속되는 3 심볼 안의 부반송파 9개의 톤이 들어 있는 3x3 주파수-타임 블럭인 타일들로 분할한다.

전체 주파수 대역은 인접해 있는 타일들로 이뤄진 군들로 분할된다. 각 부채널은 6개의 타일로 구성되는데, 각 타일은 서로 다른 군에서 선택된다. 각 부채널은 6개의 타일로 구성되므로 48개의 데이터 부반송파와 6개의 파일럿 부반송파로 이루어진다. 부채널을 구성하는 방법은 상향 링크 순열 공식이라고 불리는 수식에 따른다.

상향 링크에는 하향 링크와 다른 미니 부채널이 존재하는데, 기존의 다이버시티 부채널과 동일하게 6개의 3x3 타일로 구성된다. 미니 부채널은 다이버시티 부채널을 심볼 방향으로 M (M=2, 3, 6)개 연결한 후, 세 심볼 각 구간에서 6/M개의 타일을 할당함으로써 전체 6개의 타일로 구성된다.

OFDMA 물리 계층에서는 4가지 레인징 모드를 정의한다. 상기 레인징 모드들은 초기 레인징, 주기적 레인징, 핸드오프 레인징 및 대역폭 요구 레인징으로 구성된다. 이 모드 중에서 대역폭 요구 레인징은 단말이 기지국에 대역폭을 요구하는 목적으로 사용되며, 이 외의 모든 모드는 단말과 기지국간의 상향 링크 동기 획득과 전력 제어 목적으로 사용된다.

레인징 신호는 동일한 시간에 다수의 단말로부터의 레인징 신호 송출이 허용되는데, 각 단말은 앞서 설명된 용도에 따라 레인징 모드를 구분 사용하게 된다. 레인징 신호 변조를 위하여 단말은 사용 가능한 레인징 부호 중에서 하나를 임의로 선정하고 BPSK 변조하여 송출한다. 이 때 단말은 임의로 선택한 레인징 부호로 레인징을 시도하기 때문에 레인징 채널 상에서 충돌될 수 있다. 레인징 채널에 할당된 부반송파의 수는 144이며, 3×3 타일 형태의 상향링크 다이버시티 부채널 8개를 할당해서 0~143번의 부반송파를 사용한다.

레인징 부호는 BPSK 변조되기 때문에 레인징 부호 길이 또한 144이다. 이 때 단말이 임의 선택하여 전송 가능한 해당 레인징 모드별 레인징 부호수는 시스템 배치 때 결정되는 시스템 운용 파라미터이다. 단말에게 허용된 레인징 전송 구간은 레인징 모드에 따라 다르다. 초기 레인징과 핸드오프 레인징 전송 슬롯은 상향 링크 프레임 구간에서 첫 번째와 두 번째 OFDMA 심볼로 구성되며, 주기적 레인징과 대역폭 요구 레인징 전송 슬롯은 상향 링크 프레임 구간에서 세 번째 OFDMA 심볼로 구성된다.

초기 레인징과 핸드오프 레인징의 경우, 상향 링크 동기가 전혀 확보되지 않은 상태에서 시도되므로 두 개의 연속된 OFDMA 심볼 구간으로 구성된다. <그림 18>과 같이 첫 번째 심볼은 기존의 OFDMA 심볼과 같은 구조로 두 번째 심볼은 보호 구간을 신호 뒷부분에 추가하여 두 OFDMA 심볼 구간의 경계 지점에서 파형의 불연속이 발생하지 않도록 한다.

<그림 18> OFDMA에 대한 초기 및 핸드오프 레인징 신호

레인징 부호는 <그림 19>의 PRBS에서 생성된 PN 부호가 레인징 부호로서 사용된다. PN 부호를 생성하기 위해 사용되는 생성 다항식은 ‘1+X1+X4+X7+X15’와 같고, 셀 구분을 위한 PN 부호 생성기의 초기화 부호가 셀마다 다르게 적용된다.

<그림 19> 레인징 부호 생성을 위한 PRBS

PN 생성기 레지스터는 ‘00101011’과 7비트의 셀 인식 번호에 의해 초기화된다. 단말은 개방루프 전력 제어를 통해 송출 전력을 조정한 다음 레인징 신호를 전송한다. 이에 따라 각 단말로부터 전송된 레인징 신호는 거의 동일한 신호 세기로 기지국에 수신되기 때문에 레인징 성공 확률이 높아진다.

휴대인터넷 기지국에서는 다중 안테나를 사용한 시공간 처리(STP : Space Time Processing) 기술을 사용할 수 있다. 시공간 처리 기술은 다수 개의 안테나를 가진 기지국에서의 하향 링크에 적용되어 전송 다이버시티를 통해 신호의 신뢰도를 증진시키게 된다. 또한 송수신 양측에 다수 개의 안테나를 사용하는 공간 다중 기법을 통해 주파수 효율성도 증가시킨다. 휴대인터넷 규격에서는 2개의 혹은 4개의 송신 안테나 시스템이 고려된다.

물리 계층으로 입력되는 MAC PDU의 크기가 허용된 입력 비트의 수가 아닐 경우 ‘1’이 MAC PDU의 뒤에 패딩된다. 패딩된 패킷은 랜덤화 블럭으로 입력되며, 랜덤화 과정은 데이터 버스트 별로 수행된다. PRBS 생성 다항식은 1 + X14 + X15이다.

이때 PRBS를 생성하기 위하여 초기화 벡터가 사용되는데, 전송하려고 하는 버스트의 비트를 MSB부터 연속적으로 랜덤화기에 입력한다. 생성된 PRBS와 버스트 비트의 XOR 과정을 통해 랜덤화 과정이 수행된다. 랜덤화기는 각 버스트에 대하여 초기화 벡터에 의해 초기화된다. 초기화 벡터는 IDcell의 하위 5비트를 초기화 벡터의 하위 5비트로 사용하며, 나머지 부분은 ‘1’로 설정한다.

랜덤화기를 통해 생성된 버스트는 H-ARQ가 적용될 경우 CRC 부호화된다. CRC의 크기는 16이며 ITU-R 권고안 X.25에 정의된 CRC-16-CCITT가 사용되며, CRC 부호가 추가된 패킷은 그 크기가 n*4800일 경우, n개의 4800 비트 블럭으로 분할되어 처리되고, 변조기 입력단에서 이전에 분리된 순서로 재조립된다.

또한 H-ARQ가 적용되지 않은 버스트의 경우 부호화 과정의 기본 단위는 부채널이고 이를 연접하여 부호화한다. 즉, 일정 규칙에 따라 연접된 부채널에 맵핑될 수 있는 입력 단위에 대하여 독립적으로 부호화를 적용한다. 따라서 하나의 버스트에 할당된 전체 부채널은 일정 단위로 연접된 부채널로 분할되고, 랜덤화기의 출력은 연접된 부채널에 맵핑될 수 있는 단위로 분할되어 부호화된다. 부호화된 신호열은 분할된 순서로 다시 조립된다. 휴대인터넷에서 사용되는 채널 부호는 컨볼루션 터보 부호이다.

컨볼루션 터보 부호기는 이중 이진 CRSC 부호를 사용하며, 부호화될 데이터의 비트는 교대로 A와 B로 입력된다. 또한 A와 B로 입력된 데이터는 CTC 인터리버를 통과한 후 부호화되어 출력 비트는 ABY1Y2W1W2가 된다. CTC 부호화기를 통과한 패킷은 인터리빙(inter-leaving)되며, 인터리빙은 서브블럭 분할, 인터리빙, 그룹화로 구성된다.

인터리빙된 부호 패킷들은 서브 패킷의 형태로 전송된다. 서브패킷은 인터리빙된 CTC 부호기 출력 비트열의 일부를 선택하여 생성한다. 각 기지국은 파일럿 패턴 및 데이터의 구분을 위해 파일럿과 데이터 부반송파에 기지국마다 할당된 고유의 스크램블링 수열이 곱해진다.

스크램블링된 트래픽 버스트의 비트들은 MSB부터 변조기에 입력되어 QPSK, 16QAM, 또는 64QAM 심볼에 그레이 방식으로 맵핑되며, 각 변조 방식별로 동일한 평균 파워를 얻기 위해 맵핑된 심볼에 c를 곱하여 정규화한다. 프리앰블의 경우 부반송파들은 BPSK 변조되며, 하향 링크와 상향 링크 파일럿 부반송파는 OFDMA 심볼 내의 부반송파 위치에 따라 스크램블링 신호열이 BPSK 변조되어 전송된다. 하향 링크와 상향 링크 파일럿 부반송파는 모두 데이터 부반송파 대비 2.5dB 부스팅되어 전송된다. 또한 레인징 부반송파들 역시 BPSK 변조되며, 데이터 부반송파와 동일한 적력으로 변조된다.

단말은 측정된 채널 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값을 주기적으로 기지국에 보고해야 하며, CINR에 따라 4~6비트 정보로 부호화하여 CQI(channel quality indicator) 채널을 통해 전송한다. CQI 채널에는 다이버시티 사용자용 완전 CQI 피드백 모드와 AMC 사용자용 차등 CQI 모드의 두 가지 모드가 있다.

다이버시티 사용자용 완전 CQI 피드백 모드에서는 하향링크 프리앰블의 5비트(또는 4비트) 평균 CINR이 전송된다. AMC 사용자용 차등 CQI 모드에서는 선택된 대역용 5비트(또는 4비트) 차등 CINR 피드백이 단말을 통해 전송된다. 여기서 전송 비트 수는 5비트나 4비트 중 하나를 임의로 선택할 수 있다. 하나의 CQI 채널은 3×3 타일 형태의 상향링크 다이버시티 부채널 하나, 즉 18톤×3 심볼 형태로 구성된다. CQI 채널을 통해 보내는 정보비트 수는 6비트, 5비트, 4비트의 세 가지가 있다.

상향 링크 ACK는 하향 링크 H-ARQ에 대한 빠른 피드백을 제공한다. 단말은 하향 링크 패킷 데이터에 대한 ACK 또는 NAK 피드백을 전송한다. 3×3 타일 형태의 상향 링크 다이버시티 부채널 하나, 즉 18톤×3 심볼 형태에 두 개의 ACK 채널이 지원된다. 첫 번째 ACK 채널은 짝수 번째 타일들로 구성되고, 다른 ACK 채널은 홀수 번째 타일들로 구성된다.

와이브로 다중접속 요소 기술
다중접속은 시간, 주파수, 부호 등의 한정된 무선 자원을 여러 사용자나 시스템이 공유 및 분할하여 사용하는 것을 말한다. 다중접속을 위해 고려해야 할 사항으로 듀플렉스 방식과 MAC 및 PHY 계층이 있다. 듀플렉스 방식으로 크게 FDD 방식과 TDD 방식이 있다.

MAC 계층에서는 트래픽에 따라 효율적으로 자원을 할당하는 방식이 사용되며 IP 및 QoS를 지원해야 한다. 공정하고 효율적으로 스케쥴링을 수행할 수 있어야 하며 통신 환경을 모니터링하고 보고하는 기능을 수행해야 한다. PHY 계층은 주파수 재사용 효율을 증대시킬 수 있어야 하며 고속의 데이터를 전송할 수 있어야 한다.

채널 단위의 세분화 및 제어의 효율성이 뛰어나야 한다. 간섭에 강한 다중접속 기술을 제공해야 하며 이동성 및 핸드오프를 지원해야 한다.

와이브로는 듀플렉스 방식으로 TDD 방식을 채택하고 있으며 다중접속 기술로 OFDMA 방식을 사용하고 있다. TDD 방식은 비대칭적인 트래픽에 유연하게 적응할 수 있으며, 핫스팟 혹은 마이크로 셀에 사용하기에 적합하다. 상/하향 링크에서 발생하는 간섭을 제거하기 위해 보호 시간을 사용하며, 동일한 주파수 대역을 사용하므로 채널 추정과 링크 적응에 유리하다.

그러나 심볼 동기가 정확해야 하고 핸드오프 과정이 복잡하며 FDD에 비해 링크 버짓이 3dB 감소한다는 단점이 있다. OFDMA 방식은 시간과 부반송파를 적절히 분할하여 부채널을 형성하고 이를 사용자에게 할당해주는 방식으로 채널 제어의 유연성이 뛰어나 최대 동시 사용자 수를 증가시킬 수 있다.

또한, 시간과 부반송파의 채널 할당을 제어하거나 전송률을 조정하여 다양한 QoS를 지원할 수 있으며, 셀 내의 사용자들에 의해 발생하는 간섭이 거의 없다. 반면, 소프트 핸드오프가 복잡하고 고속 이동시 부반송파간 직교성이 파괴되어 간섭이 발생할 수 있으며 셀간 간섭의 영향을 받을 수 있다. 이 부분에서는 와이브로에서 다중접속을 위해 고려해야 할 주요 요소 기술에 대해 소개한다.

셀 탐색과 레인징
이동국은 하향 링크를 통해 여러 기지국에서 전송하는 프리앰블을 수신하고 이를 통해 초기 셀 탐색을 수행한다. 이 과정을 통해 이동국은 자신이 속한 기지국이나 섹터를 알 수 있으며 서비스를 위한 링크를 형성할 수 있다. 와이브로에서 각 기지국은 프리앰블을 생성할 때 고유의 IDCell 정보와 세그먼트 정보를 사용하며 이 두 가지 정보를 통해 이동국은 자신의 기지국을 구분할 수 있게 된다.

<그림 20> 프리앰블 생성 과정

<그림 20>은 하향 링크 프리앰블을 생성하는 과정을 보여준다. 이 프리앰블은 초기 동기와 셀 탐색뿐만 아니라 주파수 옵셋과 채널 추정에도 사용될 수 있다. 각 기지국은 IDCell 정보와 세그먼트(segment) 정보에 의해 표준에 주어진 PN 수열 중 하나를 선택할 수 있다. 이 PN 수열은 부스팅된 BPSK에 의해 변조된다. 변조된 PN 수열은 PreambleCarrierSetn 정보에 의해 적절한 위치의 부반송파에 할당된다. 셀 탐색을 위해 여러 가지 방법이 사용될 수 있으나 여기에서는 다음의 방법을 예시한다.

먼저, 초기 시간과 주파수 동기를 수행하고 CP를 제거한 후, FFT를 수행하여 시간 영역 신호를 주파수 영역으로 변환한다. 이렇게 수신된 주파수 영역 신호와 이미 알고 있는 각 세그먼트의 PN 수열 부호비트와의 합을 구한다. 이 합의 결과 중 제일 큰 값을 갖는 수열을 선택하면 그 수열에 해당하는 IDCell 정보와 세그먼트 정보를 얻을 수 있다.

레인징은 이동국과 기지국간의 상향링크 동기 획득과 전력 제어, 이동국의 대역폭 요구 등을 위해 사용된다. 와이브로는 초기 레인징, 주기적 레인징, 핸드오프 레인징, 대역폭 요구 레인징의 4가지 모드를 정의하고 있다. 초기 레인징은 처음으로 시스템 채널과 상향링크 동기화를 하고자 하는 이동국에 의해 이뤄진다. 핸드오프 레인징은 핸드오프 처리가 되는 동안 다른 기지국과 동기화를 하고자 하는 이동국에 의해 이루어진다.

초기 레인징과 핸드오프 레인징은 상향 링크 동기가 전혀 확보되지 않은 상태에서 시도되므로 2개의 연속된 OFDMA 심볼 구간을 통해 동일한 레인징 부호가 전송된다. 주기적인 레인징은 동기 추적을 위해 주기적으로 전송되며, 대역폭 요구 레인징은 이동국이 기지국에 대역폭을 요구할 경우 사용된다.

이 두 가지 레인징 신호들은 동기가 확보된 상태에서 사용되므로 하나의 OFDMA 심볼 구간에 전송된다. 레인징 신호는 동일한 시간에 다수의 이동국에 의해 전송되며, 각 이동국은 앞서 언급한 4가지 모드 중 용도에 따라 레이징 모드를 선택하고 사용 가능한 레인징 부호 중에서 하나를 임의로 선정하고 BPSK 변조하여 전송한다. 임의로 선택한 부호를 사용하여 레이징을 시도하기 때문에 레이징 채널상에서 충돌이 발생할 수 있다.

레인징 채널에 할당된 부반송파의 수는 144이며, 33 타일 형태의 상향 링크 다이버시티 부채널 8개를 할당하여 사용한다. 이동국은 개방 루프 전력 제어를 통해 송출전력을 조정한 다음 레인징 신호를 전송하기 때문에 각 이동국으로부터 전송된 레인징 신호는 거의 동일한 신호세기로 기지국에 수신된다.

동기 기술
동기 기술은 수신된 신호를 복조하는 과정에서 발생하는 주파수 옵셋, 심볼 동기 옵셋, 샘플 타이밍 옵셋 등을 추정하고 보상하는 작업을 말한다. 주파수 옵셋은 송/수신단 발진기의 영향이나 채널에 의한 Doppler 천이 등으로 발생한다. 주파수 옵셋으로 인해 부반송파의 심볼 위치가 순환 이동하거나 ICI(Inter-Carrier Interference)가 발생하여 시스템 성능이 심각하게 열화될 수 있다. 심볼 동기 옵셋은 다중경로 페이딩 채널을 통과한 신호를 복조할 때 발생한다.

동기가 CP 구간 내에서 이루어질 경우 위상 왜곡이 발생하고, CP 구간 밖에서 이루어질 경우 ISI와 이로 인한 ICI가 발생하여 성능이 열화된다. 샘플 타이밍 옵셋은 위상 왜곡을 유발시키며 타이밍 지터는 위상잡음으로 작용하여 시스템의 성능을 열화시킨다. OFDMA 시스템에서 동기기술은 복잡도, 비용, 성능 등에 따라 시간영역 혹은 주파수 영역에서 구현될 수 있다.

OFDMA 시스템은 프레임(혹은 패킷) 단위로 정보가 전송되므로 수신 여부를 확인하기 위해 프레임 동기를 수행해야 한다. 프레임 동기는 프레임의 시작 위치를 정확하게 찾기보다는 대략적인 위치를 찾는 것을 목적으로 하며 이후의 다른 동기 알고리즘이 안정적으로 사용될 수 있도록 해준다. 대표적인 방식으로 더블 슬라이딩 윈도우 방식이 있다.

수신된 OFDMA 심볼을 FFT를 통해 복조하기 위해서는 심볼의 시작 위치를 정확히 알아야 한다. 심볼의 시작 위치를 찾는 과정을 심볼 동기라고 하며, 크게 프리앰블의 자기 상관 및 상호 상관을 사용하는 방식과 CP를 사용하는 방식으로 나뉜다. 대표적인 심볼 동기 방식으로 Schmidl & Cox 알고리즘이 사용된다. 이 방식은 반송파 주파수 옵셋 및 페이딩에 강건한 특성을 갖는다.

주파수 옵셋은 정수배와 소수배 옵셋으로 나뉘며 성능의 극대화를 위해 따로 추정한다. 정수배 주파수 옵셋은 일반적으로 송수신기가 이미 알고 있는 훈련 심볼을 사용하여 추정한다. 훈련 심볼의 배치 및 구성에 따라 추정방식이 달라질 수 있으나, 수신된 주파수 영역 심볼과 특정 위치에 할당된 훈련 심볼을 매 시점마다 순차적으로 회전 천이시키면서 상관을 구하는 방식이 흔히 사용된다.

소수배 주파수 옵셋을 추정하는 방식으로는 크게 자기상관을 사용하는 방식과 CP를 사용하는 방식이 있다. 대표적인 자기상관 방식으로 Moose 알고리즘 있다. 이 방식은 동일한 두 개의 OFDM 심볼을 보호구간 없이 전송하여 주파수 옵셋을 추정한다.

와이브로 하향 링크의 경우 각 이동국은 기지국이 전송한 프리앰블을 통해 주파수 및 시간 동기를 맞추게 되는데, 이 프리앰블을 어떻게 사용하는 가에 따라 여러 가지 동기방식이 사용될 수 있다. 상향 링크는 레인징 과정을 통해 동기가 이루어진다. 기지국은 다수의 이동국에 의해 전송된 레인징 신호를 수신하게 되는데, 이 신호들이 동일한 시간에 동일한 전력으로 수신된다면 FFT 처리와 레인징 부호의 상관 특성을 통해 쉽게 동기를 이룰 수 있다.

그러나 이동국마다 채널 환경이 다르기 때문에 신호의 수신 시점이 달라질 수 있고 전력의 크기 또한 달라질 수 있다. 와이브로는 초기 및 핸드오프 레인징을 수행할 때 연속된 OFDMA 심볼 구간을 통해 동일한 레인징 부호를 전송하기 때문에 동기 범위가 넓고 성공 확률 또한 높다. 이와 더불어 주기적인 레인징을 수행하기 때문에 각 이동국의 동기를 추적하고 조정할 수도 있다.

채널 추정 기술
다중경로 페이딩에 의해 발생하는 신호의 왜곡을 추정하고 보상하는 과정을 채널 추정이라고 한다. 채널을 추정하기 위해 사용하는 데이터의 형태에 따라 크게 훈련 심볼을 사용하는 방식과 데이터를 사용하는 방식이 있다. 훈련 심볼을 사용하는 방식은 다시 프리앰블과 같이 모든 부반송파를 파일럿으로 사용하는 방식와 데이터 부반송파 사이에 파일럿을 삽입하는 방식으로 나뉜다.

데이터를 사용하는 방식은 훈련 심볼을 사용하지 않기 때문에 전송효율이 좋다는 장점이 있다. 이 방식은 수신된 데이터를 검파하고 재생성하여 채널을 추정하는 방식이다. 채널 추정을 위해 사용한 기준에 따라 채널 추정 방식을 분류하기도 한다. 대표적인 추정기로 LS(Least Square) 채널 추정기와 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 채널 추정기가 있다.

와이브로는 프리앰블과 파일럿을 사용하여 채널을 추정한다. 프리앰블을 사용할 경우 앞에서 언급한 방식 중 하나를 선택하여 사용할 수 있는데, 구현의 용이한 LS 방식이 적합할 것으로 보인다. 파일럿을 이용하여 채널을 추정할 경우 LS 방식과 보간 기술을 혼용하여 채널을 추정한다.

보간 기술로 선형 보간, 이차 보간, 큐빅 스플라인 보간, 저역통과 필터를 이용한 보간, DFT/IDFT를 이용한 보간 등이 있다. 일반적으로 채널 추정을 시간이나 주파수 영역 중 어느 한 곳에서만 수행하는 1차원 방식이 사용되지만, 성능을 높이기 위해 시간과 주파수 영역 모두에서 채널 추정을 수행하는 2차원 방식이 사용되기도 한다. 채널 추정 방식이나 형태는 시스템의 요구 조건과 파일럿의 배치 등에 따라 달라질 수 있다.

와이브로에서 하향 링크 다이버시티 심볼과 상/하향 링크 AMC 심볼은 파일럿, 데이터 및 널 부반송파로 구성된다. 파일럿과 널 부반송파들를 배치한 후 데이터 부반송파를 배치하도록 할당 순서가 정해져 있다. 파일럿 부반송파의 할당은 연속되는 9개의 부반송파로 구성되는 빈 내에서 특정 부반송파 한 개를 할당함으로써 이뤄진다. 빈 내에서 파일럿 부반송파의 위치는 심볼의 인덱스에 따라 달라진다.

정확한 파일럿 부반송파의 위치는 9k+3m+1에 의해 결정된다. 여기서, k는 0~95의 값을 가지며 m=[symbol index] mod 3에 의해 정해진다. 이것과는 달리 상향 링크 다이버시티 심볼은 33 주파수-시간 블록인 타일 단위로 처리되며 이 타일의 중앙에 하나의 파일럿이 삽입된다. 하향 링크 다이버시티 심볼이나 AMC 심볼의 경우, 각 이동국은 OFDMA 심볼 내에 삽입된 모든 파일럿 심볼을 사용하여 채널을 추정할 수 있다. 상향 링크 다이버시티 심볼이나 AMC 심볼의 경우, 기지국은 서로 다른 채널 환경을 통과한 여러 이동국의 신호를 수신하므로 각 사용자마다 채널을 추정해줘야 한다.

전력 제어
전력 제어는 자기 기지국 용량의 최대화, 배터리 수명 연장, 인접 기지국 용량 최대화, 균일한 서비스 품질 유지 등을 위해 사용된다. 전력 제어로는 개방루프 전력 제어, 폐루프 전력 제어, 순방향 전력 제어, 외부루프 전력 제어, 순방향/역방향 과부하 제어 등이 있다. 와이브로는 하향 링크에서 순방향 전력 제어를, 상향 링크에서 개방루프 전력 제어를 수행한다.

순방향 전력 제어는 기지국으로부터 멀리 있거나 전파 상태가 좋지 않은 이동국에게는 더 큰 출력으로 송신하고 반대의 경우에는 작은 출력으로 송신하는 방식이다. 개방루프 전력 제어는 기지국으로부터 가까이 있는 이동국은 출력을 작게, 멀리 있는 이동국은 출력을 크게 송신하는 방식으로써, 이동국은 단지 기지국으로부터의 신호세기에 따라 출력을 결정하게 된다. 즉, 기지국으로부터의 수신 전력이 크면 이동국 출력을 작게, 수신 전력이 작으면 이동국 출력을 크게 함으로써 근사적으로 기지국에 도달하는 이동국 출력을 최소화할 수 있다.

정리하자면 다중접속 방식으로 OFDMA를 사용하는 와이브로는 하향 링크 전력 제어를 위해 부채널 별로 전 력할당을 조정할 수 있고, 상향링크 전력 제어를 위해 하향 링크 수신 전력에 따라 상향 링크의 송신 전력을 조정할 수 있다.

핸드오프
서비스 중 기지국과 기지국 사이를 이동하는 이동국의 서비스가 원활히 유지되도록 하는 과정을 핸드오프라고 한다. 핸드오프는 소프터 핸드오프, 소프트 핸드오프, 하드 핸드오프로 구분된다. 소프트 핸드오프는 서비스 중 이동국이 기지국과 기지국간을 이동할 때 양쪽 기지국의 신호를 동시에 잡는 중간 과정을 거쳐 서비스를 연결해주는 방식으로 ‘make before break’라고 한다.

소프트 핸드오프는 기지국의 섹터간에 이루어지는 핸드오프를 말하며, 한 섹터를 버리고 새로운 섹터를 취하는 스왑 과정에 의해 이루어진다. 하드 핸드오프는 이동국이 인접 기지국간을 이동할 때 순간적으로 서비스 절단을 발생시키지만 사용자가 서비스의 지장을 느끼지 못하는 순간에 다음 기지국으로 서비스를 재연결시켜 준다. 하드 핸드오프를 make after break라고도 한다. 교환기간이나 주파수간에 주로 하드 핸드오프가 사용된다. 와이브로는 하드 핸드오프 방식을 사용할 것으로 보인다.

간섭제거 기술
이동통신 시스템에서 주로 발생하는 간섭으로 셀간 간섭과 셀내 간섭이 있다. 셀간 간섭은 동일한 중심 주파수를 사용하는 셀들간에 발생하는 간섭을 말하다. 셀내 간섭은 셀내에 존재하는 이동국간에 발생하는 간섭을 말한다. 와이브로는 주파수 재사용률이 1이므로 모든 기지국은 동일한 중심 주파수를 사용하며 이로 인해 셀간 간섭이 발생할 수 있다.

이 간섭을 줄이기 위해 각 기지국마다 부채널의 할당을 달리하는 방식과 일부의 부채널만을 사용하고 나머지 부채널은 비워두는 PUSC(Partial Usage of Subchannels) 채널 등이 사용된다. 그러나 인접한 기지국들이 모든 부채널을 사용한다면 셀간 간섭은 심각한 수준에 이르게 되므로 이를 해결할 방안에 대한 연구가 필요하다. 셀내 사용자간 간섭은 OFDMA 방식이기 때문에 존재하지 않는다고 해석한다.

‘이동 중’이라는 새로운 차원의 서비스
지금까지 우리는 내년 중반에 서비스가 이루어질 국내 휴대인터넷 서비스 표준인 와이브로의 기술적인 특징에 대해 다루었다. 기본적인 와이브로 1단계 표준에 대해 살펴보았으며 와이브로 다중접속을 위해 사용되는 OFDM 기술과 MIMO 기술을 개념적으로 설명했다. 또한, 와이브로 표준의 구현시 실제로 고려해야 하는 필수적인 기술들을 정리했다. 현재 국내 정보통신 표준화 단체인 TTA에는 휴대인터넷을 위한 2단계 표준화 작업을 진행하고 있으며 이것이 완성될 경우 더욱 빠른 속도의 인터넷 서비스를 누릴 수 있을 것이다.

휴대인터넷은 지금까지 경험한 인터넷 서비스 환경과는 차원이 다른 ‘이동 중’이라는 새로운 차원의 서비스 사용 환경을 제공하게 될 것이며, 그 결과 지하철에서 스포츠신문이나 책을 읽는 사람, 하릴 없이 창밖을 바라보는 사람, 차창에 머리를 기대고 자는 사람들의 모습은 점차 사라지고 저마다의 단말기를 손에 들고 열심히 정보의 바다를 항해하는 사람들의 모습을 쉽게 찾아볼 수 있을 것이다.@

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원본 : http://www.zdnet.co.kr/builder/system/etc/0,39031682,39136689,00.htm
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[와이브로 大해부] ① 정보 생활 혁명 가져올 휴대인터넷

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언제, 어디서나, 누구나, 어느 장비에 상관없이 인터넷을 사용할 수 있는 휴대인터넷은 유비쿼터스 환경의 꽃이라 할 수 있다. 특히 와이브로 서비스는 기술 개발에서부터 표준에 이르기까지 모두 순수 국내 기술로 개발되어 세계 시장을 선도했던 CDMA 서비스에 이어 제2의 신화 창조를 꿈꾸고 있다.

특집 1부에서는 와이브로의 경제적 의의와 시장 전망에 대해 살펴보고, 또한 와이브로 서비스가 성공하기 위해 해결해야 할 과제는 무엇인지 알아보자.

우리나라의 정보통신 산업은 OECD 국가들 가운데에서 가장 앞서는 것으로 평가받고 있다. 특히 정보통신 장비 생산과 서비스 활용 측면에서는 선두적인 지위를 차지하고 있다. 그러나 최근 들어 국내 통신 서비스 업계가 당면한 가장 큰 고민거리는 통신 서비스 산업의 성장 정체 국면이며, 또 다른 것은 새로운 통신과 방송기술의 발전에 따른 다양한 서비스 도입을 위한 대단위 투자 자원을 필요로 하는 통신시장 환경의 요구에 있다.

와이브로 도입의 경제적 효과
거시적인 통신산업 관점에서 볼 때 이러한 통신시장 환경 변화에 대응하여 정보통신부는 새로운 성장 동력인 IT839 도입을 통한 정보통신 산업의 재도약을 계획·추진 중이며, 이 IT 8대 서비스 중에서 와이브로(Wibro) 서비스의 도입 전략이 가장 빠르게 시장 변화 욕구에 반응하고 있는 상황이다.

또한 미시적인 통신 서비스 시장 관점에서 볼 때도 인터넷 사용자들의 욕구 수준이 초고속 인터넷의 전송 속도(1Mbps)와 이동통신 기반의 인터넷 서비스의 이동성(60km/h)의 장점을 공유한 새로운 인터넷 서비스의 출현을 기대하고 있다. 기술적 해결 수준도 성숙 단계에 있기 때문에 와이브로가 가장 빠르게 상용화에 도달할 수 있는 필요충분조건을 갖추고 있다고 할 수 있다(<그림 1>).

<그림 1> 와이브로의 서비스 포지션과 특징 / 출처 : KT, 2003. 7.

국가 경제적 효과 측면에서 와이브로의 성공적 사업화는 2005년부터 2009년까지 국민경제에 22조원의 생산유발 효과, 10조원의 부가가치 유발, 33만 명에게 일자리를 제공할 것으로 분석되고 있다. 특히 2조5000억 원에서 3조원에 이르는 통신사업자의 와이브로 시설 투자액은 침체되어 있는 통신장비 업계를 비롯한 컨텐츠 업계에도 새로운 활력을 불어넣을 것이다.

경제적 파급 효과이외에 <그림 2>에서 확인할 수 있듯이 와이브로의 도입은 금융 거래를 비롯한 개인의 정보생활에도 많은 영향을 미칠 것으로 보이며, 와이브로를 기반으로 새로운 융합과 결합 서비스의 사업영역 창출이 이어질 것이다.

<표 1> 와이브로의 국민 경제 파급 효과(단위 : 억원, 명)

<그림 2> 와이브로의 개인적 정보생활에 미치는 영향

와이브로 사업화의 단계적 절차를 살펴보면 먼저 한정된 주파수 자원을 고려한 정부에서 적절한 주파수 사용 대가를 고시했으며, 와이브로 희망 사업자로부터 사업계획서를 검토한 결과 KT, SK텔레콤 그리고 하나로통신 등 3개 통신 사업자들에게 와이브로 사업권 허가서를 교부할 것으로 발표했다(박스 기사 참조). 이들 통신사업자들은 올해 말부터 일부 와이브로 시범 사업을 실시하고 내년 상반기부터 와이브로 상용화에 들어갈 예정이다.

정통부 심의 결과 보고  

와이브로 사업자로 KT, SKT, 하나로통신 선정
정보통신부는 지난 1월 20일 정보통신정책심의위원회의 심의를 거쳐 와이브로 사업자로 KT, SK텔레콤, 하나로통신 등 3개 법인을 선정했다. 정보통신부는 이미 지난해 12월초 와이브로 허가신청 접수를 했으며, 이에 따라 자격 심사, 일시출연금 심사, 사업계획서 심사 등 와이브로 허가심사 절차를 순차적으로 진행했다.

허가 심사의 첫 단계인 자격 심사는 허가신청 법인이 외국인 지분한도(49%) 초과여부 등 전기통신사업법 제6조에 명시된 허가 결격 사유에 해당하는 지를 심사하는 것이다. 일시출연금 심사는 지난해 11월 주파수할당공고 시 정부가 정한 출연금의 상·하한액 범위 내에서 허가신청 법인이 제시한 금액을 점수화하는 것으로 상한액(1258억원)을 제시한 KT에게 2점, 하한액(1170억원)을 제시한 SK텔레콤과 하나로통신에게는 1점을 부여했다. 가장 중요한 사업계획서 심사는 정보통신 관련 연구기관, 학회, 회계법인 전문가들로 심사위원단을 구성하여 정보통신공무원교육원에서 실시했다.

정부는 공정하고 투명한 허가 심사를 위해 정보통신 관련 연구기관, 학회, 시민단체 등 19개 기관에 심사위원 추천을 의뢰했으며, 동 기관으로부터 추천받은 39명의 전문가 중 추천기관별 안배, 허가심사 경험, 전문성 등을 고려하여 영업부문 8명(계량평가를 위한 공인회계사 1명 포함), 기술 부문 7명을 심사위원으로 선정했다. 이에 3개 허가 신청 법인은 자격 심사 결과 모두 적격으로 판정됐으며, 심사사항별로 100점 만점 기준으로 60점 이상, 총점 70점 이상을 획득하여 허가 대상 법인으로 선정되었다.

정보통신부는 일시출연금 납입 내역, 허가조건 이행각서 등 필요한 서류를 제출받아 확인한 후 서비스 제공, 공정경쟁, 이용자 보호 등을 위한 허가 조건을 부과할 계획이다. 또한 지난해 11월 주파수 할당 공고시, 허가 심사 결과의 고득점 순으로 선호주파수 대역을 선택하도록 한 방침에 따라 KT, SK텔레콤, 하나로통신 순으로 선호대역을 신청받아 주파수를 할당할 예정이다.



와이브로의 시장성
그럼 와이브로의 도입은 어느 정도의 시장성을 가지고 있을까? 이에 대한 해답은 2003년도에 와이브로의 도입을 위한 정보통신정책연구원(KISDI)과 통신 사업자가 공동으로 조사한 사용자 예측치를 통해 가늠해 볼 수 있다. 먼저 이 자료에 의하면 와이브로의 가입자는 최고 1050만 명까지 예측하고 있으며, 현재 발행된 다른 전망 보고서에서도 대략적으로 900만 명은 와이브로 서비스에 가입할 것으로 보고 있다.

<그림 3> 와이브로 가입자 예측출처 : KISDI(2003), 휴대인터넷 서비스 시장조사 결과 보고서

그러나 와이브로 사용자에 대한 시장 전망치는 와이브로와 기존 그리고 차세대 인터넷 서비스와의 대체 및 보완 관계를 정확히 고려한 전망치라 하기 힘들다. 더욱이 차세대 유사 인터넷 서비스의 상용화가 향후 1~2년 사이에 집중적으로 예정되어 있기 때문에 정확한 시장 전망을 제시하기에는 더욱 어려운 환경에 처해 있다.

한 예로 <그림 4>에서 보듯이 와이브로와 기존 초고속 인터넷 서비스는 약 21%의 대체 관계를 형성할 것으로 분석되고 있으며, 차세대 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기반의 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스와도 많은 영역의 중복성이 있는 것으로 나타나고 있다. 이런 통신 및 방송의 유사 서비스 간에 보완과 대체 시장 환경을 고려할 경우 약 900만의 와이브로 가입자 예측치는 단지 여러 발생 시나리오 중 하나로 간주된다.

<그림 4> 와이브로와 유사 서비스 간의 연관 관계출처 : 김상훈, 미디어 경영학회 세미나 발표자료, 2004. 7

사용자가 원하는 서비스의 적정 가격
다음으로 와이브로의 사용에 따른 잠재적 사용자의 지불 의사액은 어느 정도나 될까? 비록 가치측정 방법에 따라서 약간씩 차이를 나타내고 있지만, 잠재적 사용자들이 평가하는 통신 서비스인 와이브로의 경제적 사용가치의 평균치를 분석해보면 약 2만 9000원대이다(<표 2>).

그러나 와이브로와 다른 서비스의 결합적 사용가치는 와이브로+VoIP는 3만원대, 그리고 와이브로+DMB는 3만 1000원대의 경제적 가치를 보여주고 있다. 이러한 사용자의 와이브로에 대한 경제적 가치 평가는 서비스의 시장 진입시 가격 설정 전략과 미래 와이브로 서비스의 진화 방향을 간접적으로 시사한다고 할 수 있다.

<표 2> 잠재적 사용자의 경제적 가치 분포에 대한 평균 값 추정 결과(단위 : 원)

다른 한편으로 와이브로의 시장 확산 속도가 과연 과거 초고속 인터넷 또는 이동전화 보급과 같이 빠르게 진행될 수 있을까? 하는 물음이 사업계와 학계에서 지속적으로 제기되고 있다. 이 사안을 객관적으로 살펴보기 위해서는 다음과 같은 두 가지 사실을 고려해야 한다.

먼저 통계청 발표에서 보듯이 현재 통신 서비스에 대한 국민들의 소비 지출 수준은 우리나라 가계 평균 지출의 약 5.4~5.9%를 차지하고 있다. 특히 통신비 지출의 증가를 보면, 1990년부터 2003년까지 연평균 지출 증가율은 17% 증가를 보이고 있기 때문에 통신비 지출 비중이 1980년도 및 1990년도 중반까지에 비하여 상당히 높은 수준에 있다. 따라서 새로운 와이브로 서비스에 대한 통신비를 지출할 수 있는 여력이 사용자에게 있는가 하는 점이다.

더 이론적 관점에서 잠재적 사용자 조사 자료를 바탕으로 분석결과를 보면, 대표적 사용자의 선택 또는 가치 반응 함수 값이 조사된 사용자의 가치 반응 함수의 평균 값보다 높게 나타났다(<표 3>). 이 기존 분석결과가 시사하는 바는 와이브로 서비스를 비롯한 차세대 통신과 방송 서비스 사용자들이 차세대 서비스 선택 상황에서 매우 신중한 선택 반응 행위를 나타낼 것이라는 점이다.

이러한 차세대 서비스의 잠재적 사용자 선택 함수에 나타난 선택의 신중성(학술적으로 선택 함수의 오목성)은 차세대 서비스의 시장 확산을 위해 과거보다 정교한 시장도입 전략이 필요함을 보여주는 것이라 할 수 있다.

<표 3> 사용자의 반응 함수 추정결과(단위 : 천원)

다른 서비스와의 관계 설정은 어떻게?
와이브로의 시장전개 상황에서 중요한 다른 사안은 와이브로와 기타 유사 통신, 방송 서비스 간의 관계에서 시장 상황은 어떻게 진행될 수 있을까 하는 점이다. 즉 현재 통신 서비스 업계의 가장 큰 고민 중 하나는 유사한 통신 서비스의 도입을 통해 정체된 통신 업계의 수익성을 제고하는 동시에 기존 통신 서비스의 영역에서 창출되는 수익 기반을 약화시키지 않아야 한다는 통신 서비스 도입운영전략(Cannibalization의 극소화)이다.

와이브로와 관련하여 이 측면에 대한 그간의 분석결과를 살펴보면 <표 4>와 같다. 여기서 와이브로와 HSDPA 기반의 WCDMA의 관계에서 사용자의 반응을 모의 실험한 결과를 보여주고 있다. 먼저 일반적으로 추측할 수 있듯이, 두 통신 서비스의 보완 관계가 크면 클수록 사용자가 지불하려는 의사가 크게 나타나며, 경쟁 관계가 크면 클수록 와이브로 서비스의 가치가 작아짐을 알 수 있다.

만일 정확한 두 서비스간의 연관 관계를 측정할 수 있다면 <표 5>를 이용하여 두 서비스의 수익성을 평가할 수 있으며, 해당 시장 전략을 유도할 수 있을 것이다. 그러나 두 유사 통신 서비스간의 정확한 연관관계 형성은 실제 두 서비스 도입 후의 시장에서 결정되기 때문에 향후에 정확한 경쟁과 보완 관계의 측정이 매우 중요하다.

<표 4> 와이브로와 WCDMA간 관계에서 가치 변화(단위 : 천원)

와이브로의 진화 방향
다음으로 잠재적인 와이브로 사용자의 차세대 서비스 확산 행위에 대한 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 미치는 요인을 살펴보자(결과는 <표 5>에서 확인할 수 있다). 먼저 기존 분석결과에 대한 특징을 살펴보면 다음과 같다. 와이브로 시장 확산에 가장 부정적인 영향을 미칠 것으로 평가되는 경제 변수는 월 사용요금 또는 사업자가 제시하는 이용료로 나타났으며, 다른 경제, 사회 변수에 비하여 이 변수에 대한 민감성이 매우 높게 나타났다.

와이브로 시장 확산에 가장 긍정적인 영향을 미치는 변수로는 추정 방법에 따라 다르게 나타나고 있으나, 교육 수준과 통신비 지출이 중요한 변수로 나타났다. 즉 조사 대상자의 교육 수준이 높을수록 와이브로 가입에 적극적이며, 현재 통신비 지출이 높을수록 와이브로 선택 의지가 큰 것으로 나타났다. 마지막으로 연령이 높을수록 차세대 서비스 선택에 있어 부정적인 선택 행위를 나타내고 있음을 보여준다.

<표 5> 와이브로 서비스의 확산 결정에 미치는 요인 분석결과

마지막으로 와이브로 서비스의 진화 방향은 어떻게 진행될 것인가? 이 물음은 통신 서비스 유형에 대한 패러다임변화에 대한 것으로 와이브로 서비스의 중요성을 간접적으로 나타내는 사안이다. 즉 와이브로의 기술적 특성 및 서비스 성격을 고려할 때 통신과 방송의 융합 및 결합 서비스로써 발전할 가능성이 가장 높다고 평가하기 때문이다.

따라서 와이브로의 진화 방향에 사업자와 정책 담당자들은 높은 관심을 가지고 있다. 이 문제에 대한 기존 연구결과로는 <그림 5>에서 보듯이 먼저 와이브로와 음성의 결합 서비스가 출시될 것이며, 와이브로+음성+DMB 서비스형태로 발전될 것으로 보인다. 이런 와이브로 진화 방향은 국지적인 관련 서비스 융합에서 전반적인 융합 서비스의 핵심 서비스 역할로 진화되어야 함을 보여준다.

<그림 6> 예상되는 와이브로 서비스 진화 방향

지금까지 언급한 와이브로 시장 전망을 종합적으로 요약하면 먼저 도입 예정에 있는 와이브로를 비롯한 차세대 통신과 방송 서비스 도입이 그간 국내에서 초고속과 이동통신 서비스 확산에서와 같이 빠른 시장 확산 속도를 보일 것이라는 낙관적 전망보다는 냉철한 시장 전개 전략을 바탕으로 이뤄질 것이다. 따라서 과거 국내 통신과 방송 서비스 산업에서 일상적으로 믿어온 새로운 서비스의 도입만이 해당 사업 성공의 필요충분조건이 될 수 있다는 일방적 사고에 대한 새로운 사고 전환이 필요하다.

하지만 이런 부정적 시장 확산의 분석결과에도 불구하고, 차세대 통신 서비스의 초기 확산을 위한 중요한 요인은 있다. 해당 서비스 제공 요금을 낮추고 젊은 사용자층에게 새로운 서비스의 유용성을 인식시킴으로써 서비스 선택까지 유도할 수 있는 메커니즘 도입 전략 개발이 이뤄져야 한다. 그래야만 (와이브로 서비스 확산은 기술적 특성과 서비스 성격을 고려할 때) 통신과 방송 서비스 업계에 중요한 서비스로 자리매김할 수 있을 것이다.

<그림 7> 성공적 와이브로 시장 도입을 위한 전제조건

와이브로의 성공을 위한 해결 과제
국가적으로 볼 때 와이브로의 도입을 위한 투자 규모는 연간 1조원 이상으로 예상되고 있다. 이와 같이 큰 규모의 투자 자원을 필요로 하는 와이브로의 상용화가 냉혹한 통신과 방송 시장에서 성공하기 위해서는 몇 가지 풀어야 할 선결 과제가 있다. 먼저 와이브로의 시장 활성화를 위해 장기적으로 통신 서비스와의 결합 가능성, 방송 서비스와의 결합 가능성을 고려하여 시장 전략과 정책적 지원이 뒷받침되어야 한다.

둘째, 와이브로가 시장에서 성공하기 위해서는 기존의 통신과 방송 산업뿐만 아니라 타 산업과의 연계 필요성을 고려해야 한다. 타 산업과 연계 필요성은 와이브로의 생산성 향상뿐만 아니라, 타 산업의 생산성 증대에 이바지함으로써 국가 경제에 기여하는 통신 서비스로 존재해야 하기 때문이다. 또한 현재 가계당 평균 통신 서비스의 지출규모를 볼 때 새로운 산업과 연계를 통한 부가적 서비스 창출이 새로운 수익원으로 필요하기 때문이다.

셋째, 장기적 관점에서 통신과 방송 서비스의 융합 환경에서 관련 법과 규제 제도의 정비가 이뤄져야 한다(특히 와이브로, 차세대 통신, 방송 서비스의 도입이 법과 제도적 장치의 저항 압력으로 늦어지는 사태가 발생해서는 안 될 것이다). 와이브로 성공은 단순한 통신 서비스의 브리징 역할뿐만 아니라 법과 제도 정비의 브리징 서비스의 역할을 할 수 있도록 설계돼야 한다.

마지막으로 장기적인 와이브로 시장 활성화와 경쟁 촉진을 통한 사용자 편익 증진 방법으로 거론되고 있는 가상 이동망(MVNO)에 대한 명확한 통신 서비스 정책 방향을 정리함으로써 와이브로 사업자가 느끼는 시장불확실성 제거로 설비 투자비에 대한 수익 확신을 줘야하는 난제가 남아 있다.@

와이브로 사업자 3사의 휴대인터넷 전략  

지 난 해 12월 14일 한국전자통신연구원에서 와이브로 시제품 개발에 성공한데 이어, 올 1월 20일 정통부가 와이브로 사업자로 KT, SK텔레콤, 하나로텔레콤을 선정함에 따라 와이브로 사업이 본격적으로 가시화될 것으로 보인다. 이에 와이브로는 올해 말부터 시범 서비스를 시작으로 내년 6월로 예정되어 있는 상용 서비스 준비에도 한층 가속도가 붙을 것으로 전망되고 있다.

물론 아직 해결해야 할 난제들이 많고, 이전 CDMA 서비스의 진행 과정을 유추해 볼 때 실제 서비스 시기를 가늠하기가 어려운 것도 사실이지만 와이브로 서비스가 우리의 인터넷 생활을 변화시킬 날도 머지않았다는 것은 분명하다. 여기서는 올초 와이브로 사업자로 선정된 3사의 휴대인터넷 서비스 계획에 대해 살펴본다.

KT
“1위 사업자 선정으로 유무선 통합 시장의 주도권 확보”
정보통신부에서 발표한 와이브로 사업자 심사결과 1위로 선정된 KT는 주파수 선택 우선권을 갖게 되어 향후 휴대인터넷 시장에서 주도권을 가질 수 있는 유리한 고지를 확보했다.

KT는 이미 주파수 대역별 기술적 검토를 완료했고 특성이 가장 우수한 대역을 선택할 수 있어 타사보다 유리한 입장에서 경쟁력 있는 휴대인터넷 서비스를 제공할 것으로 보인다. 휴대인터넷본부의 한 관계자는 “이미 두 번의 시연을 성공적으로 마친 경험이 있으며 현재도 더 좋은 품질의 서비스를 제공하기 위해 연구 개발에 매진하고 있다”며, “새로운 유무선 통합 시장에서 KT는 우수한 주파수 대역과 BcN백본망, 다양한 서비스와 컨텐츠를 적극 활용하여 고품격 휴대인터넷 서비스를 선보일 예정”이라 말했다.

KT는 내년 4월 서울 등 수도권 지역부터 휴대인터넷 상용 서비스를 시작으로 2008년까지 단계적으로 전국 84개 시로 서비스 범위를 확대할 계획이다. 휴대인터넷 서비스와 관련해 KT는 기존에 제공하던 매가패스, 네스팟 등과 연계하여 서비스 개발을 할 것으로 보인다. 또한 KT는 새로운 유무선 통합 환경을 고려해 CDMA, 무선랜, DMB 등과 결합한 다양한 멀티모드 복합 단말기를 개발, 제공함으로써 음성, 데이터, 영상 등 범KT 차원의 융합 서비스를 제공해 나갈 계획이다.

SK텔레콤
“서비스 차별화로 고객가치 극대화”
SK텔레콤은 내년 6월 서울지역에서 상용 서비스를 시작으로 매년 서비스 제공 지역을 확장하여 2009년에는 84개 시도심지 수요밀집 지역으로 서비스 제공지역을 확장한다는 계획이다.

구체적으로 ▲ 와이브로 특화 포탈을 통한 메시징, 영상/음악, 게임, 위치기반 서비스 등 정보 서비스와 B2B, M2M 솔루션 등의 Biz 서비스를 제공하고 ▲ SK텔레콤이 보유하고 있는 컨텐츠 풀(68만여 컨텐츠)을 활용하여 와이브로에 최적화된 컨텐츠를 서비스 초기부터 제공하며 ▲ 기존 이동전화(1x EV-DO, WCDMA), 위성 DMB, 초고속 인터넷 등과의 결합 상품을 제공함으로써 서비스 차별화를 통한 고객가치 극대화를 추구한다는 것이다.

또한 SK텔레콤은 정액요금제와 종량요금제의 장점을 수용한 부분 정액제를 기반으로 다양한 형태의 요금제를 채택함으로써 고객이 자신의 이용 행태에 따라 가장 적합한 요금제를 직접 선택할 수 있게 할 예정이다. 이를 통해 SK텔레콤은 서비스 개시 5년 후인 2011년에는 가입자 수가 950만 명에 이를 것으로 전망했다.

한편 SK텔레콤은 와이브로망 구축에 필요한 장비의 안정적 조달과 상용기술의 조기 확보를 위해 삼성전자 등 핵심 기술을 보유한 다수의 사업자와 전략적 제휴를 맺기도 했다. 아울러 중소·벤처기업이 개발한 기술과 장비가 조기 상용화에 활용할 수 있도록 자사가 보유한 테스트베드 등 연구 인프라도 제공할 예정이다.

SK텔레콤 차세대 무선인터넷 사업추진단장 조민래 전무는 “지난 20년 동안 축적한 설계 및 운용 경험을 바탕으로 SK텔레콤이 자체 개발한 와이브로 용량 설계 도구와 한국의 전파환경에 최적화된 무선망 설계도구(cellplan)를 활용하여 최적의 망 구성이 되도록 하였다” 며 “84개 시 실제 서비스 대상지역에 대한 기지국 재배치와 전송망 확보계획 수립을 완료했다”고 밝혔다.

하나로텔레콤
“와이브로로 제2의 ADSL 신화 창조할 것이다”
하나로텔레콤은 지난 99년 4월, ADSL 상용화를 시작으로 2000년 6월 BWLL, 2000년 9월 2.3GHz WLL 상용화, 그리고 2001년 9월 무선랜과 2003년 1월 20Mbps급 VDSL 출시 등 초고속 인터넷망을 기반으로 다양한 기술 방식에 의한 통신 서비스를 실시해 왔다. 또한 시내전화 번호이동성(LNP : Local Number Portability), 가입자선로 공동활용(LLU : Local Loop Unbundling) 제도와 인터넷망 상호접속 제도 도입을 이끌기도 했다.

하나로텔레콤은 지난해 12월 정통부에서 실시한 와이브로 사업 허가 신청에 가장 먼저 사업계획서를 제출하며 휴대인터넷 사업 수행에 대한 강한 의지와 사업권 획득에 대한 자신감을 피력하기도 했다.

하나로텔레콤의 와이브로 주요 사업 계획은 ▲ 망구축 효율성 극대화와 중복투자 최소화를 위한 기존 유무선 인프라의 재활용 및 기지국 공용화, 공동망 구축, 타 통신사업자의 보유설비 재활용 계획 ▲ 서비스 조기 활성화를 위한 적정한 수익성 확보가 가능한 수준에서의 경제적인 요금정책 추진 ▲ 개방형 플랫폼 정책을 통해 휴대인터넷망을 모든 컨텐츠와 포탈업체에 개방 등이다.

하나로텔레콤 권순엽 수석부사장은 “WCDMA와 휴대인터넷에 동시에 투자해야 하는 타 사업자와 달리 하나로텔레콤은 휴대인터넷 사업에 전념할 수 있는 만큼 과감한 기술개발 투자 등을 통해 또 한 번의 ADSL 신화를 창조해 나갈 것”이라며, “이와 함께 국산 휴대인터넷 기술의 국제 표준화를 주도하고, 국내 장비 업체의 기술 개발 등을 지원, 국내 휴대인터넷 장비 경쟁력을 제고하는 데 기여함으로써 해외시장 진출 지원을 통한 국내 통신산업 발전에도 일익을 담당하겠다”고 말했다.



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소스 : http://www.zdnet.co.kr/builder/system/etc/0,39031682,39136624,00.htm
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[KLDP] 핸드폰 Hack?

.Tech/Mobile

핸드폰 hack?

ixevexi의 그림

여기 계신분들은 아마도 '최신'핸드폰에 관심이 없을 줄로 암니다.
저도 그런 쪽이었는데

몇일전 -_- 모토롤라 스핀모토(MS-280)를 보고는
헤까닥해서, 한달간 라면만 먹을 요량으로 장만했습니다.
/과연 한달만 라면을 먹어서 빵구를 떄울 수 있을지 -_-)

네 요새 유행하는 라이브 벨, 라이브 스크린 다 됩니다.

/라이브 벨-> 뮤직비디오로, 전화번호부에 등록된 각 개인 별로 등록할 수 있습니다.
/라이브 스크린 -> 동영상인데 옛날 핸드폰 평상시 화면대신에 쓸 수 있습니다.심지어는 켜고 끌때 쓸 수 있습니다 :D

그리고 카메라도 있습니다.
그런데 결정적으로 -_- MP3가 안됩니다.

그리고 여러 정보를 찾아봤죠. 우선 이 핸드폰이 MSM5500을 쓴다는 것을
알아 냈습니다. 그런데 분명히 MP3엔코더가 하드웨어 다이어그램에 떡하니
박혀있더라구요. 오기가 생기더군요 ^^

어차피 하고싶은 프로그래밍 공부! 된다면 내가 핸드폰 OS나 만들던지 하자!
왜냐면 핸드폰자체는 SoC이고, 퀄컴이 제공하는 라이브러리가 존재하고
기능자체가 워낙(제가 잘 모르는 관계로 -_-) 간단할 것 같아서
대충 내가 필요한것을 만들 수 있지 않을 까 생각했었습니다.

그런데 왠걸 -_- 개발킷트는 공개하지 않았더군요.
포기하지않고 구글링에, 포럼에, 해킹싸이트까지 찾아봤지만.........
없었습니다.

괘에니, 마음이 좋지 않습니다. 이것이 바로 내 하드웨어 내가 100%써보겠다는데,
이것이 바로 자유의 제한이 아닌가 생각합니다.
매우 안타깝습니다. 커스터마이즈된 핸드폰을 언제쯤 손에 넣을 수 있을까요?

이미지는 ^^ 제 핸폰입니다.

X자에서... 핸드폰을 찾으려고 갖은 애를 써 보았지만...
X자뿐...허허...

핸드폰 사이즈와 모양을 커스터마이징(?) 하셨군요.ㅋㅋ
(농담이에요..;;)

jachin의 그림

-_-;;; 음... 저도 핸드폰에 대한 해킹을 시도해볼까 생각했지만..

-_-;;; 음... 저도 핸드폰에 대한 해킹을 시도해볼까 생각했지만...

스타택은 그렇다 치고... 다른 국산 핸드폰 머신들...

내장된 VM은 공개되어 있지만 핸드폰 OS는 공개가

되어있지 않으니까요... -_-a 생각같아선 정말

데이터 링크로 다운로드 해서 쓰고 싶은 생각이 굴뚝같지만...

( ' ') =3 하아... 아직 여러가지 정보를 더 습득해야 할 것 같습니다.

ihavnoid의 그림

개발키트가 없더라도 핸폰을 분해해서 펌웨어가 flash를 떼어낸 다음,

개발키트가 없더라도 핸폰을 분해해서 펌웨어가 flash를 떼어낸 다음, 이를 reverse-engineer하면 되지 않을까요.. -_-
어차피 MSM계열이면 ARM 프로세서가 들어있을테니까요.

물론 극악의 난이도-_-와 핸폰 하나는 뽀개먹을 각오를 해야겠지만....-_-

jachin의 그림

[quote="ihavnoid"]개발키트가 없더라도 핸폰을 분해해서 펌웨

ihavnoid 씀:
개발키트가 없더라도 핸폰을 분해해서 펌웨어가 flash를 떼어낸 다음, 이를 reverse-engineer하면 되지 않을까요.. -_-
어차피 MSM계열이면 ARM 프로세서가 들어있을테니까요.

물론 극악의 난이도-_-와 핸폰 하나는 뽀개먹을 각오를 해야겠지만....-_-

음. 그것도 방법이긴 하겠는데요... 분명히 롬 패키지의 다리가 엄청나게 얇아서...

소켓으로 연결할 수 있을지도 모르겠지만, PCB 를 떠서 메모리 인터페이스를 확보한 후

사용이 가능할지도 모르겠는걸요. -_-a

핸드폰의 롬만 떼어낼 수 있다면 확실히 시도해 볼 수도 있겠네요. ^^;;;

프로토콜을 잡아서 클라이언트를 만들어내는 동네입니다.언젠가는 HO

프로토콜을 잡아서 클라이언트를 만들어내는 동네입니다.

언젠가는 HOWTO가 나오겠죠. :-)

ixevexi의 그림

ㅎㅎㅎ[quote]프로토콜을 잡아서 클라이언트를 만들어내는 동네입

ㅎㅎㅎ

인용:
프로토콜을 잡아서 클라이언트를 만들어내는 동네입니다.

저도 이런식으로 시도해 보고 싶지만
할줄 아는게 아무것도 없으니 -_-;;

사실 일단 목표는 잡아놓았담니다 ^_^
첫번째로는 MP3를 올리는 것이 아닌 MP4포맷의 파일을 핸드폰으로
전송하는 것입니다. 기본적으로 핸드폰은 MP4파일의 재생을 지원하니까요

현재 이를 전송하는 방법은 무식하게-_- 시리얼 전송입니다.
usb로 연결은 하지만, 이 usb는 다시 버추얼한 com3포트를 만들고
그리고 프로그램은 이 com3포트로 통신을 합니다.

제가 앞으로 열심히 공부해서 -_- 버추얼한 com4를 만들어
중간에서 패킷을 덤프해 반드시 제가 원하는 것을 핸드폰에 전송할 수 있게
해 보겠습니다 ㅎㅎ

wonny의 그림

핸드폰 개발하는(혹은 하던) 친구들은 관련된 이야기만 나와도고생한 자

핸드폰 개발하는(혹은 하던) 친구들은 관련된 이야기만 나와도
고생한 자기 경험담들을 늘어 놓으며 치를 떨던데,
오히려 필요를 느끼는 분들이나 해커 분들은 흥미를 느끼시는군요.
PCB까지 뜰 생각까지 하시다니 놀랍습니다.
직업 개발자보다 아마추어 해커가 큰 파워를 가진 걸까요...

luapz의 그림

먹고 살자고 하는 일과 재미로 하는 일의 차이가 아닐까요? :D

먹고 살자고 하는 일과 재미로 하는 일의 차이가 아닐까요? :D

GSM 쪽은 hack이 좀 있는듯 하지만...

GSM 쪽은 hack이 좀 있는듯 하지만...(공개 spec이라고 알고 있습니다만 확실친 않습니다.. ^^)
CDMA는 워낙에 퀄컴 애들이 독점하는 터라 쉽진 않을 겁니다. 8)

제가 휴대폰 소프트웨어 개발하는 쪽으로 옮겼습니다.저희 회사에서 개발

제가 휴대폰 소프트웨어 개발하는 쪽으로 옮겼습니다.
저희 회사에서 개발하는게 딱, 말씀하신 mp3, 카메라...
VOD (June, Fimm) 이런거 개발하는 개발하는 회사입니다.

단도직입적으로 말씀드리면 현실적으로...
아마도 불가능 할 것으로 생각됩니다.

음... 일단 MSM쪽의 정보는 워낙에 구하기도 어렵지만..
어떻게 어떻게 구한다고 해도...
MSM 의 램이나 플래쉬에 포트 다운로드 시키는 핀 자체가..
양산되는 보드에는 붙어서 나오지 않습니다.

테스트 포인트같은 것도 당연히 없습니다.
보통 폰 개발하는 과정에서 저희한테 오는 폰의 WS 에는..
핀이 붙어서 나오지만, 개발이 끝나고 나면 양산 할때는
다운로드 핀 자체를 뿌러트리도록 되어 있습니다.

이글 보시면.. 물론 반박하시는 분 있을 겁니다.
스카이 같은 폰은 펌웨어 업하는데 그건 어떻게 하는거냐... 흠... -_-;;;
분명히 할 수 있는 방법이 있을 것이다...

자세한거는 말씀 드리기 어렵지만...
제 생각으로는... 구조적으로 불가능 할 것 같습니다.
물론 제가 접한 휴대폰모델이 그렇게 많지 않기 때문에..
다른 방법이 있을 지도 모릅니다.

하지만, 개인적으로 하지 않으실 것을 권합니다.
그런 개조가 가능하다는게 알려지면... 아마 휴대폰 회사들이
가만히 있지 않을 것 같습니다.
자동차도 불법 개조하면 법에 제제를 받듯이..
여러가지 이상한 법조항을 들이 대서, 대부분 말도안되는 것들이겠지만..
(예를 들면 상대방 도감청 시도를 위한 개조...)
이런 걸로 불미 스러운 일이 생길지도 모릅니다.

물론 저도 자유소프트웨어가 휴대폰에서 실행 될 수 있도록...
휴대폰 내부의 하드웨어 정보가 공개되기를 바랍니다.
제가 만든 프로그램 넣고 싶습니다. 아마도...
궁극적으로는 그런 날이 올꺼라고 생각합니다.
많은 투쟁(? ^^;;;)의 결과로 궁극적으로 제가 만든 프로그램을
휴대폰에 넣을 수 있을 거라고 생각합니다.

하지만, 그런 날이 오기 까지는 험난할 것입니다.

이런.. ^^;;;; 너무 거창하게 쓴건가요....
어째거나 구조적으로 힘들 꺼라는게 저의 견해 이고..
말씀 드렸듯이 법률적인 제제가 있을 지도 모릅니다. 되도록이면
휴대폰에 많은 기능을 기대하시지 마시고 있는 폰 그대로 사용하세요.. ^^;;;

ydongyol의 그림

기존 핸드폰을 hack하는것보다 차라리 만드시는게 훨씬 쉬울듯합니다.

기존 핸드폰을 hack하는것보다 차라리 만드시는게 훨씬 쉬울듯합니다.

폰모듈 사다가 개통하고 32비트 cpu보드에 리눅스 포팅한후 잘 연결시키면 핸드폰이 되겠군요.

문제는 사이즈나 디자인인데.. 그러면은 기존 핸드폰에서 main PCB를 파내고 직접 폰모듈과 cpu를 뜨는 수밖에요.

어차피 회로도가 공개되지 않은 상황에서 프로토콜을 해킹하는시간보다 다시 뜨는게 훨씬 빠를듯합니다.

위에서 CDMA칩 스펙을 언급하셨는데 사실상 가능한 방법은 CDMA폰 모듈 완재품을 따로 구해서 달고, 메인CPU가 컨트롤 정도 해야될꺼 같습니다. LCD나 키패드, 사운드등도 메인 CPU가 해야겠고,,, 여기다 동영상 기능을 넣으려면 동영상 전담 DSP칩을 하나더 달고요..

자작 핸드폰이라는 장점이 있겠지만 all in one 칩을 사용하지 않은 이상 벽돌폰이 되겠군요.

jachin의 그림

[quote="skysign"]이글 보시면.. 물론 반박하시는 분 있을

skysign 씀:
이글 보시면.. 물론 반박하시는 분 있을 겁니다.
스카이 같은 폰은 펌웨어 업하는데 그건 어떻게 하는거냐... 흠... -_-;;;
분명히 할 수 있는 방법이 있을 것이다...

아. 물론 펌웨어 업그레이드의 경우는 이미 회로에 연결되어 있는 버스에 다시쓰기 전압(고압 신호)을 보내면

Rewrite가 됩니다. 즉, 핸드폰 내에서의 컨트롤러가 특정 명령어로 플래시 롬을 다시 덤프하도록 설계되어

있겠지요? 하지만, 문제는 덤프가 아니라, 내장된 소프트웨어를 알아야 한다는 것...

그렇지 않으면 전체 스펙에 대한 내용을 숙지해야 만든 소프트웨어를 업로드 할 수 있겠죠?

핸드폰 자체 내의 기본 펌웨어(제품 업그레이드와 관련없는 시스템 점검 소스나, 위에서 말한 업로드 소스)등은

아마 Rewrite 가능한 영역에서 분리되어 있을듯 합니다. -_-a 긁적긁적

ixevexi의 그림

의의 있습니다.

인용:
그런 개조가 가능하다는게 알려지면... 아마 휴대폰 회사들이
가만히 있지 않을 것 같습니다.
자동차도 불법 개조하면 법에 제제를 받듯이..
여러가지 이상한 법조항을 들이 대서, 대부분 말도안되는 것들이겠지만..
(예를 들면 상대방 도감청 시도를 위한 개조...)
이런 걸로 불미 스러운 일이 생길지도 모릅니다.

상대방 도감청 시도를 위한 개조라면 모를까

자동차를 불법 개조하는 것이 법의 제제를 받는 것은 전혀 틀린 이유입니다.
안전성과 환경 때문이죠. 규격미달의 브레이크나 내구성이상의 엔진튜닝
더 나은 파워를 위한 머플러 개조...
이런것들은 앞의 이유로 인해 불법이지만,

핸드폰 개조한다고해서 -_- ..........
문제가 생기나요? 상대방 도감청 시도를 위한 개조 역시 말이 안됩니다.
지금 상황은 위와 같은 개조는 이미 성행하고 있습니다^^(일명 뿌락치(bridge)
그리고 CDMA방식이 현실적으로 도청이 어렵다는 걸 주장하는 회사들이
그것을 이유로 개조를 반대한다면 ㅠ.ㅜ

오히려 안에 들어있는 컨텐츠 보호를 위해서라면 말이 됩니다.
하지만 저는 제가 가진 다른 형태의 컨텐츠(CD or DVD)를
폰으로 옮기고 싶을 뿐입니다

ihavnoid의 그림

Re: 의의 있습니다.

ixevexi 씀:
핸드폰 개조한다고해서 -_- ..........
문제가 생기나요? 상대방 도감청 시도를 위한 개조 역시 말이 안됩니다.
지금 상황은 위와 같은 개조는 이미 성행하고 있습니다^^(일명 뿌락치(bridge)

그러니까 뿌락치폰 역시 단속의 대상이 되는 것이겠죠.

도청이 어려운 것은 '현실적으로' 도청이 '어렵다'는 것이지 reverse-engineering을 허용하는 것은 도청이 가능한 단계로 넘어갈 수 있는 큰 계단일 듯 싶은데요.

만일 개조가 허용이 된다면, 일개 '해커'가 아니라, 전문 튜닝 기업들도 생겨나겠고, 기업이 뛰어들면 충분히 도청장치까지 개조가 가능하겠죠. 문제는 지금은 법적인 규제 덕택에 그게 쉽지 않다는 것이겠고요.

저의 경우에는 좀 다른 생각을 해 봤었습니다.
CDMA core module 부분과 user programmable 부분을 완전히 격리시키는 것이죠. 요즘 나오는 CDMA module+PDA와 비슷한 형태의 내부 아키텍쳐를 주는 것이죠.

즉, user 입장에서는 CDMA module쪽에 적당한 device interface만 보이도록 하는 것이죠. 그 이후의 제어는 신경쓸 필요도 없고 신경쓸 수도 없게 해서.

그리고 나머지 programmable 부분에는 말씀하신대로 얼마든지 뜯어고치고, 원하면 리눅스를 올리든지 제조업체에서 소스 포함해서 제공하는 펌웨어를 쓰든지 등등.

저라면, 만일 그런 구조가 있다면 가격이 비싸도 살 용의가 있겠는데요.
뭐 어차피 핸폰 제조업체 입장에서는 단가가 많이 올라가지도 않겠고, 개조 안 할 소비자 입장에서는 어차피 똑같은 것이고, 저같은 사람에게는 좋겠고, 게다가 혹시나 모를 펌웨어업글 역시 훨씬 쉬워지겠고. 뭐 여러가지로 좋을 것 같은데요.

폰 제조회사 입장에서도 오픈소스로 개발한 플랫폼을 다시 자사의 기기에 적용시킬 수 있겠고. 돈은 똑같이 하드웨어 팔아서 벌겠죠.

음... 그런 세상이 왔으면 하는 생각이었는데, 아무래도 그렇게 할 수 있는 것은 ipaq에 CDMA모듈 달아놓은 경우나 요피같은 경우밖에 없으려나봅니다... -_-;

any idea?

Re: 의의 있습니다.

ihavnoid 씀:

음... 그런 세상이 왔으면 하는 생각이었는데, 아무래도 그렇게 할 수 있는 것은 ipaq에 CDMA모듈 달아놓은 경우나 요피같은 경우밖에 없으려나봅니다... -_-;

any idea?

요피 만드는 회사에서 좀더 작고 이쁘게 만들어 주길 바라는것이 좋지 않을지..
iriver 쪽에서 pda 도 손을 댄다면, 좀더 마음에 드는 제품이 나올듯..

아무래도 조만간(몇년사이..) 나오지 안을런지..

아예.. 윈도우즈 클론이나 만들어 주슈...

위에 말을 들어보니, 몸이 근질근질한가 본데, 해보십시오
핸드폰이 어디 범용 장비인 줄 아십니까?
뭔 프로그래머블 영역 따로 만들고 하게.....
지금 VM도 겨우 올리고 있는 실정에,
아예... 핸드폰에 윈도우즈를 올려달라고 하세요.

이런 글 보면... 화닥질이 나서...
안 그래도 맹한 동료 땜시 미치것는데...

폰 개발키트는 못 줍네다.
하고 싶으면 퀄컴 가서 달라고 하시오.

그리고 컨텐츠 지 멋대로 넣었다 뺐다하는거
못해서 못 하는 거 아니오...
그리고 하기 싫어서도 아니오.
그건 이통사에서 원하는 바가 아니오...
이유는 돈이 안 되는데... 그네들이 왜 해달라고 하겠소?

폰은 휴대폰 제조사에서 만들지만,
이통사 원하는 데로 고대로 만들어 줄 뿐입네다.

원하는 거이 있으면.... S/K/L델레곰 앞에 가서
데모 하시오... 이효리 처럼...

hack 다하믄 연락주오...
그 때까지 살아있을려나...

jachin의 그림

Re: 아예.. 윈도우즈 클론이나 만들어 주슈...

snowavalanch 씀:
위에 말을 들어보니, 몸이 근질근질한가 본데, 해보십시오
핸드폰이 어디 범용 장비인 줄 아십니까?
뭔 프로그래머블 영역 따로 만들고 하게.....
지금 VM도 겨우 올리고 있는 실정에,
아예... 핸드폰에 윈도우즈를 올려달라고 하세요.

이런 글 보면... 화닥질이 나서...
안 그래도 맹한 동료 땜시 미치것는데...

폰 개발키트는 못 줍네다.
하고 싶으면 퀄컴 가서 달라고 하시오.

그리고 컨텐츠 지 멋대로 넣었다 뺐다하는거
못해서 못 하는 거 아니오...
그리고 하기 싫어서도 아니오.
그건 이통사에서 원하는 바가 아니오...
이유는 돈이 안 되는데... 그네들이 왜 해달라고 하겠소?

폰은 휴대폰 제조사에서 만들지만,
이통사 원하는 데로 고대로 만들어 줄 뿐입네다.

원하는 거이 있으면.... S/K/L델레곰 앞에 가서
데모 하시오... 이효리 처럼...

hack 다하믄 연락주오...
그 때까지 살아있을려나...

-_-; 아. 맹한 동료와 제 글 때문에 기분이 상하셨다면 죄송합니다.

생산 공정 외에서 휴대폰을 생산하거나 변경한다는 것이 불가능 하다는 건 잘 알고 있습니다.

가끔가다 '로또 대박 나서 100억 나면 어떻게 해볼까?'라고 심심풀이로 상상해 보는 것처럼

한 번 생각해 보는 것입니다. (- -)a 결코 그 쪽 분야에서 일하시는 분들의 노고를 우습게 보고 이렇게 한 것이 아니니

노여워하지 마시고 용서하세요. (_ _)

아 죄송함다...

화닥질이 나서.... 죄송죄송.

좀 정리를 하믄,
위의 일을 하는 건
휴대폰 제조사 맘대로 하는 거시 아닙니다.
단지 이통사 시키는데로 할 뿐임다.

이쪽에 일 하시는 분들은 잘 아시겠지만,
휴대폰 제조사들은 갑을 관계에 있어,
을 입장일 뿐입니다.

위에 나열한 말들...
뭐 못 하는 것도 있지만,
할 수 있는 것도 있슴다.
하지만, 이통사들은
돈 안 되는 건 원하지 않슴다.
돈이 되어야 하지...

이런 얘기 하면서도,
모두들 전화기 들고 전화하고,
문자 메시지 보내고 하실 겁니다.
다들 휴대폰 요금은 꼬박 꼬박 내시면서,
요금 비싸다는 얘기는 안 하고,
왜 휴대폰에 이런 기능 없냐고,
제조사에 가서 따지면
할 말 없슴다.

ixevexi의 그림

[quote]위에 말을 들어보니, 몸이 근질근질한가 본데, 해보십시오

인용:
위에 말을 들어보니, 몸이 근질근질한가 본데, 해보십시오
핸드폰이 어디 범용 장비인 줄 아십니까?
뭔 프로그래머블 영역 따로 만들고 하게.....
지금 VM도 겨우 올리고 있는 실정에,
아예... 핸드폰에 윈도우즈를 올려달라고 하세요.

:twisted:

말이 너무 심하네요
저도 모토롤라에서 못만드는게 아니라 안하는 거라는 것 쯤은
알고 있습니다.
MP3하나 올리는데도 이렇게 힘든데요.
SK텔레텍의 스카이만 되는 것은 이유가 있겠죠

머 제말이 핸드폰 개발자의 노고를 깍거나 실력을 비하하려는 것은 절대 아닙니다.

hey의 그림

안그래도 노키아의 폰에는 파이썬이 올라갔다고 하잖아요?폰 자체서 프로

안그래도 노키아의 폰에는 파이썬이 올라갔다고 하잖아요?
폰 자체서 프로그램도 짤 수 있다고 하던데. :]

snowavalanch 님 동종 업계에 일하는 사람으로서.. 한말 씀 드

snowavalanch 님 동종 업계에 일하는 사람으로서.. 한말 씀 드리면...
그 심정 조금은 이해할 수 있습니다. T.T 저도 제 옆에 분들 하고 이야기 나누면..
참 답답합니다. ㅜ.ㅡ 앞으로 험난한 회사생활을 어떻게 해처나갈지...
별 사고 없이 개발하는 폰에 탑제될 소프트웨어 들이 릴리즈 되어야 할텐데... 흠....

제가 좀더 고민을 글을 적어서 하고 의미전달을 확실히 했어야 하는데...
이런 오해를 낳고 말았군요.. ixevexi 님께 좀더 부가적인설명을 하겠습니다.

인용:
그런 개조가 가능하다는게 알려지면... 아마 휴대폰 회사들이
가만히 있지 않을 것 같습니다.
자동차도 불법 개조하면 법에 제제를 받듯이..
여러가지 이상한 법조항을 들이 대서, 대부분 말도안되는 것들이겠지만..
(예를 들면 상대방 도감청 시도를 위한 개조...)
이런 걸로 불미 스러운 일이 생길지도 모릅니다.

제가 작성한 이 문단의 의미는... 개조가 만약에 성공 했을 때...
개조를 하시는 분은 전혀 도감청의 의도가 없었지만...
휴대폰 제조회사들이 개조한 사람에게 '도감청을 하려는 의도로 개조했다.'
이런식으로 억지 주장을 펴서, 개조한 분에게 불미 스러운일이 생길 것이다 라는 의미였습니다.
지금 생각해 보니 자동차가 개조와는 큰 관계가 없었던가 같습니다. ^^;
예가 적절하지 못했던거 같습니다.

시원스래 '이렇고 저렇고 해서... 불가능하다.'
라고 말씀드리면 좋겠지만... 답답합니다.
휴대폰쪽 개발하시는 분들은 아시겠지만, 별거아닌데.. 참 많이 감춥니다.
다 이권 다툼 이겠죠... 할수 없지 않겠습니까... 에혀...

그리고, 모든 폰은 이동통신사 SK텔레콤 KTF LGT 이런 회사들의 스펙에
맞추어 개발합니다. 저희도 힘듭니다. 통신사 마다 폰의 스펙이 미묘하게 달라서... 개발하는 사람들 참 속 많이 태웁니다.

덧붙여서 말하면...
개인적으로는 유럽에서 이동통신이 운영되는 방식을 선호합니다.
이동통신사가 전권을 잡고 있는것이 아니라, 각기 폰을 개발하는 회사에
약간더 비중이 실리는.... 모 어짜피 회사들이 전권을 쥐고 흔드는 이상...
자유소프트웨어가 폰에서 동작하는 것과는 약간은 거리가 있겠지만..
그래도 통신사가 쥐고 흔드는 것보다는...
각 폰제조 회사에 비중이 실리는게 조금은 낫다고 생각합니다.

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