NS-2를 이용한 WiBro상에서의 종단 간 보안 프로토콜의 성능평가 및 분석

김정윤(Jung-Yoon Kim),송세화(Sehwa Song),김인환(In-Hwan Kim),황인용(In-Yong Hwang),김석중(Seok-Joong Kim),최형기(Hyoung-Kee Choi) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.36 No.3

WLAN 및 3G의 장점을 고루 갖춘 WiBro 기술이 국제 표준으로 채택됨에 따라, 수많은 관련연구가 진행되었다. 그러나, WiBro 표준은 종단 간 통신에 대해서는 정의하고 있지 않으며, 따라서 종단간 보안을 제공하기 위해서는 별도의 보안 프로토콜의 적용이 필요하다. 대부분의 관련 연구들은 WiBro 표준 자체에 대한 성능 향상이나 보안 향상 등을 목적으로 진행되었지만, WiBro의 실제적인 응용에 대해서는 연구가 거의 진행되지 않았다. 우리는 WiBro를 IP 네트워크에서 활용하기 위한 방안으로, IPsec, TLS, DTLS와 같은 대표적인 종단 간 보안 프로토콜의 적용을 제안한다. 우리는 WiBro에 대한 종단 간보안 프로토콜의 적용 가능성을 검토하고 그 성능을 검증하기 위해, NS-2를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 분석한 결과, DTLS가 TLS 및 IPsec보다 우수한 성능을 보였으며, 3가지 보안 프로토콜 모두 WiBro에 적용하기에 적합한 것으로 나타났다. WiBro has advantages when both WLAN and 3G UMTS are adopted. Much research is being carried out in this area. However, the WiBro specification does not consider end-to-end security. Hence, another security protocol has to be adopted to support secure communication. Most previous research only focused on WiBro MAC performance improvement or security. In this paper, we adopt a security protocol such as IPsec, TLS, and DTLS, well known end-to-end security protocols, to make full use of WiBro in the IP network. Using NS-2 we simulated the adoption of end-to-end security protocol and evaluated performance and usability. Simulation shows DTLS had some performance advantages. All the protocols, TLS and IPsec are also suitable for use in WiBro.

AMC와 H-ARQ에 따른 시뮬레이션 기반의 WiBro 시스템 성능 평가

서원경(Won-Kyeong Seo),최재인(Jae-In Choi),조유제(You-Ze Cho) 한국통신학회 2011 韓國通信學會論文誌 Vol.36 No.1

WiBro는 휴대 단말을 통하여 이동 중에도 고속의 데이터 전송이 가능한 이동 통신 시스템이다. 사용자들은 WiBro 시스템을 통하여 데이터, 음성, 영상 등 다양한 멀티미디어 서비스를 제공 받고 있으나, WiBro 시스템에 대한 보다 나은 서비스 품질 보장을 요구하고 있다. 하지만 다양한 멀티미디어 서비스를 위한 WiBro 시스템 성능분석은 그 동안 많은 연구가 이론적으로 수행되어 왔으나, 시뮬레이션을 통한 체계적인 성능 평가 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 OPNET 시뮬레이터를 이용하여 WiBro 시스템의 대표 기술인 Adaptive Modulation and Coding (AMC)와 Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ) 따른 시스템 성능을 평가하였다. 변조와 채널 부호화 방식이 WiBro 시스템 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 바탕으로 서비스 품질 요구사항을 보장하기 위한 AMC 프로파일을 제시하였다. 또한 H-ARQ와 AMC 적용에 따른 시스템 성능을 분석하여 제안된 AMC 프로파일의 우수성을 검증하고 실제 시스템에 적용할 수 있음을 확인하였다. WiBro is a wireless mobile communication system which supports a high data rate and high mobility in anywhere and anytime. Although WiBro system provides multimedia service including data, audio and video services, customers require better service quality in WiBro system. But, many researches have theoretically evaluated the performance of WiBro system without systematic studies by simulation. Therefore, in this paper, we evaluate a performance of WiBro system using OPNET simulator. We analyze system performance according to various modulation and coding schemes, and propose Adaptive Modulation and Coding (AMC) profile to support quality of services for user requirements. Also we evaluate the performance of WiBro system using AMC and Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ) technologies, and confirm that the proposed AMC profile can be applied to WiBro system with high performance.

와이브로 활성화 정책 개선 방안

차성민 한국비교정부학회 2009 한국비교정부학보 Vol.13 No.1

WiBro(Wireless Broadband Internet), known as mobile WiMax overseas, is Korea's homegrown technology that lets people on the road remain hooked up to the Internet at the speed of today's fixed-line broadband. Is WiBro the future of broadband Internet services or the next famous high-tech industry bust? It is very difficult to answer the question. Current regulations of WiBro sector has not reflected the actual situation of market promptly. It causes so called 'delay of regulation' which prevents the growth of related industry. To facilitate the WiBro market, what should korean government do? In this paper, it is reviewed the preconditions for WiBro facilitation by specialists survey(FGI). The survey shows that the WiBro regulation is too strong generally, therefore Korean Communications Commission(KCC), the country's broadband and telecommunications regulator has to use some means to improve of WiBro industry. First, The regulator has to allow voice calls on WiBro networks and assigning call numbers to WiBro-enabled devices. Second, it must consider granting a license to a company to voice calls over WiBro as a mobile virtual network operator(MVNO), leasing the networks of KT and SK Telecom. Third, the cheaper price has to be maintained a considerable long time. Finally, it is necessary to make a support policy for WiBro company's overseas expansion.

휴대인터넷 서비스의 활성화를 위한 주요성공요인에 관한 탐색적 연구

윤종수 ( Jong Soo Yoon ) LGCNS 엔트루정보기술연구소 2010 Entrue Journal of Information Technology Vol.9 No.1

새로운 무선인터넷 기술로서 휴대인터넷(WiBro)이 개발됨에 따라, 2006년 6월부터 세계 최초의 상용 서비스가 제공되고 있다. 그러나 아직까지도 WiBro 서비스에 가입한 이용자 수 및 서비스 이용수준은 애초의 기대에 미치지 못하고 있는 것이 현실이다. 이러한 배경에 따라, 본 연구에서는 국내의 무선인터넷 사용자들에게 설문지를 의뢰함으로써, 향후 WiBro서비스의 활성화 측면에서 어떠한 주요성공요인에 대한 관리가 필요하다고 인식하고 있는가를 파악하고자 하였다. 특히 이러한 WiBro 서비스 주요성공요인에 대한 인식도가 응답자들의 인구통계적 특성(성, 직업, 거주지)과 무선인터넷 이용 특성(이용수준, 이용장소, 선호요금체계)에 따라 차이가 존재하는가를 탐색적 관점에서 파악함으로써, 응답자들의 다양한 특성과 WiBro 서비스 주요성공요인간의 관련성을 중심으로 연구명제를 제시하고자 하였다. 분석결과, 본 연구에서는 응답자의 직업, 거주지, 선호요금체계를 중심으로 분류한 집단들간에 일부 WiBro 서비스 주요성공요인에 대한 인식도에 있어서 통계적으로 유의한 수준의 차이가 존재함을 확인할 수 있었다. 이러한 분석결과를 토대로 본 연구에서는 향후 WiBro 관련 연구들에서 다양한 연구가설을 개발하는데 이용될 수 있는 연구명제를 제시하였다. WiBro(Wireless Broadband) service, as a new mobile internet service, has been provided to mobile internet users since June 2006. But the number of subscribers and the level of service usage aren`t rising steadily. Considering this situation, the study was to identify, in exploratory point of view, which critical success factors are perceived as the most important one to facilitate WiBro service by mobile internet users, and to examine the perception of critical success factors of WiBro service varies according to their demographic characteristics(gender, occupation, residential regions) and characteristics of mobile internet use(level of mobile internet use, place of mobile internet use, preferred rate system). The study was also to suggest a few of research propositions on the relationships between critical success factors of WiBro service and characteristics of mobile internet users, based on statistical analyses. The study found that there are little differences in perception of critical success factors of WiBro service among the mobile internet users grouped by job, residential region, and preferred rate system. The study also proposed three research propositions, based on this analysis result, that could be used in future studies on WiBro service.

와이브로 시스템의 정보보호 요구분석

김민선(Kim, Min-Sun) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.8

유선과 무선으로 경계를 나누어 진화해 온 통신기술은 서비스 간 영역을 넘어 유무선 융합과 모바일 브로드 밴드를 전개하면서 향후 제 4 세대(4G) 멀티미디어 시대를 선점하기 위해 총력을 기울이고 있다. 이러한 통신의 발전 을 주도하는 중심에 우리나라가 세계 최초로 선보인 와이브로가 자리하고 있다. 와이브로는 차세대 무선통신기술이 결집된 산출물이다. 와이브로 기술은 초고속 인터넷과 이동전화기반 무선인터넷의 장점을 결합하면서, 저렴한 비용으 로 모바일 브로드밴드와 컨버전스의 편익과 효용을 제공하는 서비스이기 때문이다. 와이브로는 연관된 산업생태계를 바탕으로 지속적인 발전을 거듭해 왔으며, 이러한 발전은 네트워크 진화를 위한 원동력이 되고 있다. 본 연구에서는 와이브로 시스템의 보안 취약성 및 대책에 대해 제시하였다. 이를 위해 와이브로 서비스에 적합한 보안체계 구축 현 황을 기반으로, 안전한 와이브로 서비스 제공을 위해 갖추어야 할 정보보호요구사항을 단말, 기지국, 제어국으로 나누 어 분석하였다. The technology of WiBro, combining advantages of high speed internet and wireless internet provides the effectiveness and convenience provided by broadband and convergence. WiBro has developed due to supports of the related industries. The advancement of WiBro have created driving force for network advancement. WiBro is a niche market among high speed Internet, wireless LAN, Mobile phone, wireless internet. Through building relationship between market share and the existed telecommunication service, WiBro could improve the convenience of users. The security controls have to be built considering vulnerabilities of WiBro. Based on the study, the architecture of WiBro was suggested through reviewing the vulnerabilities and security controls in the wireless network and wire network. The appropriate security measures to be applied in the environment of WiBro. The outcomes of the study could improve the usage of WiBro.

통신 시스템간 채널 공유를 위한 특성 분석

조주필,조상인,강규민,홍헌진 한국인터넷방송통신학회 2011 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.11 No.4

본 논문은 채널 공유를 위한 기준 간섭확률 대비 두 시스템인 WiBro 와 WLAN간의 이격거리를 분석하여 상용화의 기준 자료가 되도록 하였다. Monte-Carlo 방법에 기초한 Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool(SEAMCAT)을 이용하여 TV White Spaces(TVWS) 대역의 동일 및 인접채널에서 WiBro가 무선랜에 미치는 간섭 확률 및 그 영향을 분석하였다. 분석 결과, 동일채널에서 WiBro Mobile Station(MS)의 최대 송신파워(25 dBm)를 허용하기 위해 WiBro MS와 무선랜 User Equipment(UE) 사이에 210 m의 이격거리가 요구된다. 또한, WiBro Base Station(BS)의 송신파워는 -4.96 dBm으로 감소되어야 한다. In this paper, we analyze the distance between two systems, WiBro and WLAN, compared to standard interference probability for channel co-use in order to be used as a criteria in realization. Co-channel and adjacent channel interference probability and its effect of (WiBro) into Wireless LAN (WLAN) in TV White Spaces (TVWS) is evaluated through Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool (SEAMCAT) based on the Monte-Carlo simulation method. As a result, in the case of co-channel interference, the minimum distance between WiBro Mobile Station (MS) and WLAN User Equipment (UE) should be 210 m to allow the maximum transmitter power of WiBro UE of 25 dBm. The transmit power of WiBro BS have to be reduced to -4.96 dBm.

확산과 전이 모형을 적용한 WiBro와 HSDPA 서비스 수요 예측

장인갑 ( In Kap Chang ),홍정완 ( Jung Wan Hong ),홍정식 ( Jung Sik Hong ),박광만 ( Gwang Man Park ),이광희 ( Gwang Hee Lee ),이창훈 ( Chang Hoon Lie ) LGCNS 엔트루정보기술연구소 2008 Entrue Journal of Information Technology Vol.7 No.1

WiBro와 HSDPA는 초고속의 무선 인터넷 서비스를 안정적으로 제공하는 것을 목표로 삼고 있으며, 이동통신 시장에서 매우 유사한 서비스를 제공하고 있음을 알 수 있다. 서비스 초기에는 HSDPA와 WiBro의 서비스 기술 한계로 인하여 보완 관계를 유지할 것으로 예상하지만, 관련 기술의 발전에 따라 잠재적으로 경쟁관계로 변화할 것이다. 따라서 기술 발전에 따라 WiBro와 HSDPA 서비스의 상호관계 변화를 고려한 수요 예측 모형의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기술적 진보에 따른 이동통신 서비스들 간의 상호관계 변화를 고려하여 이동통신 시장에서 WiBro와 HSDPA의 보완 및 경쟁 관계, 그리고 시장 잠식 효과를 반영할 수 있는 새로운 수요 예측 모형을 제안한다. 수요 예측 모형은 확산 모형과 전이 모형을 혼합하여 제안하였으며, 일반인과 전문가 설문조사 방법을 이용하여 모형에 필요한 모수들을 추정하고 제안한 모형을 적용하여 WiBro와 HSDPA의 수요를 예측하였다. WiBro and HSDPA aim to provide wireless broadband internet service stably and it is well known that they provide similar services in telecommunication markets. WiBro and HSDPA are expected to be complementary due to the limit of technology in the early stage of service, but the relationship of them becomes competitive as the related technology develops. Therefore, the development of demand forecasting model considering the change of mutual relationship between WiBro and HSDPA is necessary. In this paper, we propose a novel demand forecasting model which reflects complementary and competitive relationship between WiBro and HSDPA in telecommunication markets according to the advance of the related technology. The proposed model consists of diffusion and transition model and the demand forecasting of WiBro and HSDPA is predicted by using the parameters estimated from the survey results.

Overlay 기반의 WiBro와 WLAN 이종망 연동을 위한 Vertical 핸드오버 구현 및 성능 측정에 관한 연구

이재호,류형근,강선무,이재용,김승천 한국정보사회진흥원 2007 정보화정책 Vol.14 No.3

유비쿼터스 사회를 위한 미래 네트워크는 다양한 이종 무선망이 혼합된 형태가 될 것으로 예상되고 있다. 본 논문에서는 개별 무선망의 특징을 최대한 활용하여 1,270,000㎡ 면적의 KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology) 대학교 캠퍼스에 IEEE 802.16e/WiBro와 IEEE 802.11/WLAN 를 복합적으로 설치하여 건물외부에서는 WiBro, 건물내부에서는 WLAN으로 자동 스위칭 되는 Vertical 핸드오버 System을 구축하고 이동 성능을 분석하였다. 이종망 통합 과정에서 제조사 및 통신사업자의 사정으로 인하여 Mobile IP를 지원하지 않는 라우터들이 존재하였고, 특히 현재 WiBro에 사용되는 ACR(Access Control Router)은 Mobile IP를 지원하지 않기 때문에 이를 해결하기 위하여 Overlay 기반의 Mobility 기법을 적용하였다. 본 연구에서는 실제로 대규모 통신망을 구현하고, 이에 대한 성능시험을 시행한 후 handover delay 시간 분석을 통한 현장 적용 가능성 및 개선 필요사항을 도출하였다. 그 결과 이종망간 핸드오버 시간은 평균 2.58초로써 일반 데이터 서비스는 이종망간 연속성이 보장됨을 확인하였고, 음성∙영상과 같은 실시간 서비스는 중간에 지연시간이 발생하나 응용서비스 세션 자체는 유지됨을 확인하였다. The future network is forecast with the fact that the form where the various heterogeneous wireless networks. In this paper we build both IEEE 802.16e/WiBro and IEEE 802.11/WLAN network on the KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology) campus(1,270,000m2) as well as established the vertical handover system which supported WLAN in the building and WiBro outside the building. A Mobile IP is considered for the efficient vertical mobility function in IEEE 802.16/WiBro and IEEE 802.11/WLAN environment. However, during the deployment of WiBro, only some of the ACRs(Access Control Router) can support the Mobile IP function. Therefore, WiBro network can not support the mobility function for the mobile node. In this paper, we implement an overlay-based Mobile IP function and measure the performance through a field trial. Moreover, we evaluate the possibility of commercial deployment and suggest areas that need to be improved. The average handover time between WiBro and WLAN was 2.58 seconds. As a result, the user application session maintained but real time applications were delayed during the handover time.

Study on Coexistence between WiBro and WLAN in DTV Bands

정연명(Cheng, Yan-Ming),조인경(Cho, In-Kyoung),심용섭(Shim, Yong-Sup),이일규(Lee, Il-Kyoo) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.6

본 논문은 DTV 주파수 대역(185 MHz, 481 MHz, 687 MHz)에 WiBro와 무선랜 서비스가 동일 채널 및 인 접 채널에 할당되는 시나리오를 가정한 후, Monte-Carlo 기반의 Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool(SEAMCAT)을 이용한 간섭 분석을 통해 최적의 주파수 대역을 제시하였다. 분석 내용으로 WiBro Mobile Station 과 무선랜 User Equipment 사이의 요구되는 보호거리 및 보호 대역, WiBro Mobile Station/Base Station 및 무선랜 User Equipment 의 허용 송신 파워를 분석하였다. 분석 결과, 주파수 대역 185 MHz에 할당할 경우가 상대적으로 잠 재적 간섭이 가장 큰 경우이고 697 MHz의 할당이 최적의 주파수 대역으로 분석되었다. 본 분석결과는 향후 DTV 주 파수 대역에 WiBro와 무선랜의 할당에 유용하게 활용될 것으로 기대된다. Mutual Interference scenarios between Wireless Broadband (WiBro) and Wireless LAN (WLAN) in DTV bands are assumed. Co-channel interference and adjacent channel interference are respectively evaluated in terms of carrier to interference ratio (C/I) by using Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool (SEAMCAT) based on the Monte-Carlo simulation method. For the simulation, three frequencies such as 185 MHz, 481 MHz and 687 MHz are chosen. Analysis results indicate that interference situation of using frequency of 185 MHz is the worst case, which requires longer protection distance between WiBro MS and WLAN User Equipment (UE), lower transmit power of WiBro Mobile Station (MS) and WiBro Base Station (BS) and WLAN UE and larger guard band. Comparing to cases of using frequency of 185 MHz and 481 MHz, interference situation of using frequency of 687 MHz is slighter. Therefore, using frequency of 687 MHz is easier for coexistence between WiBro and WLAN. Analysis results can be used as reference and guideline when planning the deployment of WiBro and WLAN in DTV bands.

와이브로에서의 OTA Provisioning 시스템 구축 방안에 관한 연구

손영설,옥창석 한국정보통신설비학회 2008 한국정보통신설비학회 학술대회 Vol.2008 No.1

와이브로(WiBro), 3G 무선인터넷(HSDPA), 3G LTE 등과 같은 와이어리스 브로드밴드(Wireless Broand) 기술이 점차 성숙됨에 따라 이들 망을 활용한 다양한 무선인터넷 서비스를 제공하려는 사업자들이 증가하고 있다. 기존의 WLAN, 2G/3G 회선망에서의 제한된 이동성 및 네트워크 전송 속도를 개선한 와이어리스 브로드밴드 서비스 시장은 국내에서도 2006년부터 WiBro및 HSDPA가 사용됨에 따라 사업자간의 경쟁도 본격화되고 있다. 이러한 환경 속에서 사업자들은 신속하고 편리한 서비스 개통과 스마트폰, USB모뎀, 노트북, UMPC, PMP 등 다양한 단말들의 펌웨어 업그레이드, A/S 처리 방안에 대해 고심을 하고 있으며, 이들 문제점은 막대한 비용과 고객 민원을 야기시키는 요인이기도 하다. 따라서 경제적인 관리비용으로 동적인 서비스/펌웨어 업그레이드 및 A/S에 대한 고객 만족도를 높이기 위한 단말 원격 관리 필요성이 절실히 요구된다. WiBro 단말의 안전하고 효율적으로 관리하기 위해서는 단말과 기지국사이의 무선구간에 대한 보안(security)을 강화시켜 줄 수 있으면서 이동성(mobility)을 고려한 OMA DM 프로토콜을 이용하는 것이 적합하다. 또한, WiBro에서 가입자 인증을 채택하고 있는 UICC의 관리를 위해서 3GPP에서 정의하는 SMS/MMS기반의 또는 BIP(Bear Independent Protocol)기반의 OTA기술을 병행하여 사용하여야 한다. 본 논문에서는 Wi-MAX단말 관리를 위한 OTA Provisioning 규격으로 OMA DM과 TR069이 WiMAX 단말을 위하여 어떻게 적용하도록 규정하고 있 는지를 살펴본다. 특히, WiBro 가입자 인증뿐만 아니라 폰북, DRM, 금융서비스 등 다양한 부가 서비스를 위하여 사용되는 UICC의 원격관리를 위한 관리 요소들을 정의, 설계하고 이를 바탕으로 구현된 KT UICC OTA Provisioning시스템을 소개한다.