복습
오프로드: WLAN은 스펙트럼이 무료라서 많이 쓰고싶고 비싼 대역망은 줄이고 싶으니 offload를 합니다.
핸드오버: 소스랑 타겟 eNodeB가 서로 교환. GSM에선 핸드오프 딜레이가 컸는데 (2~3초 이상; actually disconnected) LTE는 소프트 핸드오프보다 나을 정도다.
p.64
미디어 독립적 핸드오버: 좋은 컨셉인데 안써
p.9
IMS는 보이스나 비디오를 지원. 리얼타임 트래픽 패킷 스위칭 네트워크.
p.19
CSFB
p.21
VoLTE
서비스 프로바이서가 3G랑 LTE를 다 가지고 있으면 전환 가능한게 좋지
볼테를 쓰려면 IMS를 SIP 프로토콜을 통해 쓰고 QCI는 1이다.
p.22
두 시나리오를 비교하면 VoLTE는 목소리도 LTE로 감
p.23
IMS
p.42
스피치 코덱
G.729 10바이트 헤더보다 다른게 더 커...
p.45
복습
p.6~7
모든 라디오 프로토콜은 eNodeB에서 관리함
컨트롤 플레인과 유저 플레인으로 이뤄져있다.
LTE 시스템은 [플랫 아키텍처]를 씁니다. No central point like RNC
p.8~
MME는 모바일리티를 컨트롤한다.
HSS는 모든 유저 정보를 관리한다. (데이터베이스)
S-GW는 모든 패킷
P-GW는 IP어드레스
p.10~
AS는 UE, MME
NAS: 네트워크 컨트롤. 시큐리티
RRC: BS쪽. 라디오 컨트롤 메시지.
유저 플레인에는 없음.
p.14
3G에는 IP가 없지만 LTE는 전부 IP 기반이다.
p.21
HetNet과 InterRAT의 차이 정정: 서비스 프로바이더가 아니고 서비스 종류.
InterRAT은 다른 테크놀로지를 사용. (ex: 3G, Wifi)
같은 대역폭을 사용하면 인터피어런스가 문제.
작은 셀들은 프레임을 읽어야되! 큰 셀에서 빈 서브프레임을 요청.
작은 셀들끼리 인터피어런스가 일어나면? 그건 앞으로의 리서치(확정된 솔루션은 없는듯?)
p.22
릴레이
유사한 문제.
타입1 릴레이(인밴드 릴레이)
릴레이 노드는 인터넷에 다이렉트 링크가 없다.
D2D: LTE. 다이렉트 커뮤니케이션. 역시 스펙트럼이 모든 공통된 문제.
M2M: Zigbee. 비슷해보이지만 매우 달라. 센서 네트워크처럼 일반적인 머신들 간의 문제.
디바이스 투 디바이스
머신 투 머신
What about wifi direct? D2D라도 이건 그냥 와이파이고
D2D는 LTE 시스템, LTE 스펙트럼에서 일어나는 일.
M2M은 넓은 네트워크상에서 일어나지만 D2D는 항상 one cell area 안에서 일어남.
----
p.28
IP
IP 빅이슈는 어떻게 트래픽을 나눠? LTE 시스템은 엄청 트래픽이 많은데 어떻게 offload 하지?
p.29
Local IP Access
펨토셀에서 유저 이큅먼트가 UE로 데이터를 로컬 IP로 보냄
이게 왜 솔루션이 되지?
p.30
SIPTO
L-PGW가 하나 더 있네요. 어떤 데이터는 이쪽으로 가는데 기준이 뭐지?
p.31
WLAN Offloading
일부는 LTE 시스템 일부는 Wireless LAN으로 간다.
어쨌건 중요한건 트래픽을 분할한다는 것. 나눠서 보내는게 중요.
L2 모바일리티
P.33
인트라-프리퀀스 핸드오버(주파수내 넘겨주기)
핸드오버 = L2 핸드오버.
L3 핸드오버는 안써요.
이동하면 IP는 안바뀌고 L2 레이어에서 바뀌는거임.
(1) 이웃 BS에서 신호를 받음. BCH(브로드캐스팅 채널)에서 받아옴.
(2) 원래 BS에 연락을 줌.
(3) 그게 어딘데? 그 BS의 ID를 주게
(4) 여기영...
p.34
어떻게 넘겨주는가
BS들끼리 네고시에이트함.
MME가 스위칭
p.35
핸드오프 준비
p.36
핸드오버 실행
p.37
핸드오버 타이밍
[마진]이 있어야되. 안그럼 주고받고 주고받고 [핑퐁 프라블럼]
소스 셀/타겟 셀이 충분히 떨어져있을 때 핸드오버가 일어나야지.
= 타겟 셀로부터 오는 신호가 소스 셀보다 충분히 커졌다
p.40
모바일리티 in idle state
트래킹 에어리어: MME에서 업데이트됨.
아이들 모드에서는 핸드오버 안일어나요
버스타고 수원에서 서울 가는데 승객들이 한꺼번에 핸드오버하면 오버헤드가 크잖아.
p.41
Inter-RAT 핸드오버
p.42
UTRAN과 E-UTRAN의 비교
p.43
모바일리티 in ECM-IDLE
셀 셀렉션 (UE가 아이들 모드일 때)
PLMN는 유니크 네트워크 ID 같은거? 사업자의 네트워크 식별번호
L3 모바일리티
p.46
IP 어드레스는 보통 장소에 디펜드.
특정 유저를 위해 라우팅 테이블을 바꿔주지 않아...
IP 어드레스는 모바일리티를 지원하지 않습니다. 중요!
p.47
모바일 IP에서는 모바일리티가 서포트 됨.
각 노드는 두 개의 어드레스를 가진다. 퍼머넌트 IP하고 케어오브 IP.
p.52
홈 에이전트가 퍼머넌트/케어오브 어드레스 갖고있음.
근데 90년대에 이 테크닉이 개발됐는데 아무도 안씀. (!!!)
p.53~54
프록시 모바일 IP
같은 Access Network 안에서는 L2 모바일리티만 일어나. IP가 바뀔 필요가 없어.
멀리 옮기면 그냥 IP 바꿔주면 되잖아. IPv4에서는 어차피 IP 수가 적어서...
모바일리티 for wifi
p.59
와이파이는 모바일리티를 별로 케어 안한다.
다만 서비스 프로바이더들이 요즘 신경씀.
p.61
802.11k, 802.11r 에서 AP간에 핸드오프.
802.21는 이종간에 핸드오프.
p.63
미디어 독립적 핸드오버 (802.21 MIH) 그런데 이 그룹도 지금 안액티브함.
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MME랑 GW는 네트워크 상에 있는 일종의 라우팅 장비같은건가?
p.2
LTE 아키텍처
L2, L3 모바일리티 이슈
802.11 에는 이슈가 별로 없다.
모바일리티 모델
p.4
2G GSM
네트워크 아키텍처는 매우 쉽다. BS 하나가 1셀 에어리어를 커버함. (육각형 모델)
이건 올드 아키텍처고 서킷 스위칭 시스템.
p.5
3G WCDMA - UTRAN
UE - UTRAN - CN
노드 B가 BS를 의미한다.
RNC는 Radio Network COntroller
L2에서 리트랜스미션 할려면 RNC에서 하고 Node B는 그냥 전송할 뿐.
CN(Core Network)는 안심플하다.
MSC, GMSC는 CS(서킷 스위칭)위한 것
p.6
LTE Network Architecture
eNodeB 이것이 BS의 이름 -> RNC와 Node B가 컴바인됨
많은 기능들(functionalities)이 여기서 수행된다.
MME
S-GW (S게이트웨이)
p.7
Flat Architecture
포인트는 "FLAT"
하나의 RNC가 여러개의 NodeB
p.8
S-GW: 모든 유저의 IP 패킷이 이것을 통한다.
P-GW: All IP 기반인데 여기서 부여(?)
p.9
MME: 로케이션 매니지먼트
PCRF: 차지, 페이먼트, 폴리시, 레지스터된 유저인가 등등
p.10
E-UTRAN = "E"volved UTRAN
EPC = Evolved Packet Core
Bearer는 연결을 의미한다.
p.11
컨트롤 플레인과 유저 플레인이 있다.
Control Plane Protocol Stack
컨트롤 플레인에는 SCTP가 있네
NAS, RRC가 있네 (컨트롤 온리)
p.12
RRC: 페이징, 라디오 베어러 컨트롤, 데이터 트랜스미션이 아니고 걍 컨트롤 메시지다.
NAS: 인증, 시큐리티 컨트롤 등 상위 것들 둘다 데이터랑은 관련이 없네
p.13
그래서 여기선 빠짐.
유저 플레인에는 UDP가 있네
p.14
X2 인터페이스
꺄웅...
p.16
2G, 3G 시스템은 LTE 시스템에 컴바인 될 수 있다.
p.19
AAA 는 모든 서비스 프로바이더에게 중요!
p.20
Home Node B (HeNB = Femtocell의 정식명칭)
p.21
HetNet
Heterogeneous Network
여러 종류의 셀들이 혼재되어 운영되는 네트워크이다.
LTE Advanced에 있고 LTE에 없음.
다른 스펙트럼 밴드를 사용하면 코스트가 크고 (스펙트럼을 많이 소모하니까)
같은거 사용하면 인터피어런스가 잘 발생하니 문제.
p.22
릴레이
backhaul 링크
타입 1 릴레이: 동일 캐리어 프리퀀시 (인밴드)
타입 1a 릴레이: 다른 캐리어 프리퀀시 (아웃밴드)
p.27
MTC = 머신 타입 커뮤니케이션
M2M (머신 투 머신) 의미한다.
p.28
CoMP
빔포밍을 통해 협조할 수 있음
HetNet과 InterRAT(Inter Radio Access Technology)을 기억해두자
차이점은? HetNet은 같은 서비스 프로바이더 (뭔 셀이던지)
InterRAT은 LTE와 와이파이 하는 식으로 다른 네트워크끼리
p.10
시스템 스트럭처
대부분 디바이스에 PU
PU 는 care할 필요가 없다 어떤 SU(second user)에게도
p.11
스펙트럼 센싱은 되게 위험해
스펙트럼 데이터베이스
p.12
p.14
가까운 시일 내에 TVWS는 와이파이 등을 열거다(?)
p.22
p.31~
스펙트럼 센싱 테크닉
p.38
시그널 디텍션
여러 시그널 패턴이 주어져
p.41
CCC : Common Control Channel
p.42
p.44
MAC
p.46
p.49
랑데뷰 프라블럼
CCC가 있다면...
p.57
p.58
p.59
크로스 레이어 디자인
p.66
되게 중요해
셀룰러 오프로딩
p.82
p.87
22b 는 뉴 스탠다드
졸았다...ㅠㅠ
CDMA/CS 중요. 프로토콜에 대한 서머리 다음주까지!
p.17
Cell Classification
* Small cell이 트렌드임. Femtocell이 매우 싸다. 모든 사람이 빌딩이나 집에 BS를 설치할 수 있다.
p.33
* Omni cell
- 전방향 안테나
* Sectored cell
p.35
핸드오프
* Horizontal hand-off(Same system), Vertical hand-off(DIfferent system)
* Soft Hand-off: 듀얼 커넥션 했다가 끊어짐
* 핸드오프 딜레이: CDMA에서는 100ms 정도로 매우 짧음(LTE도) GSM에서는 느림요
p.36
섀년의 캐퍼시티
* SINR이 매우 중요 컨셈. Signal, Interference, Noise ,Ratio.
* Interference
- Intracell, Intercell: 높으면 캐퍼시티가 낮음.
p.37
주파수 재사용
* 주파수 재사용에 Interference를 피하려면 몇가지 주파수가 필요할까?
- 7 or 3(GSM, 1 (CDMA, OFDMA: LTE)
* 셀 엣지 유저들이 방해받음
각 블락은 1 of 3 리소스 블락 중에 고른다.
fractional frequency reuse 에서 각 BS는 전체를 사용하다가 일부를 사용하다가 함.
cell edge user는 나누고 cell interior user는 전체 주파수로 함.
p.39
듀플렉싱
* FDD: 주파수로 나눔. 중국 말곤 다 이거 씀.
* TDD: 시간으로 나눔. 중국에선 3G나 LTE에 씀. 다운링크 업링크 번갈아씀.
p.40
FDD vs TDD
* FDD: 2G, 3G, LTE
* TDD: WiMAX, Wibro
p.41
스펙트럼 할당. 각각 업링크 다운링크 가지고 있음
p.45
3.5G는 Data only system
p.45
3.9G = LTE
* 데이터 타겟 only.
4G = LTE Advanced by 3GPP
p.47
UMB는 사라졌음요...퀄컴 gave up the system.
p.48
서킷 스위칭
* 보이스 서비스에는 아주 좋음.
* 1G, 2G, 3G
p.49.
패킷 스위칭
* 3G 다음으로 패킷 스위칭
p.50
미디어 억세스 컨트롤
* FDMA, TDMA, CDMA
p.15
WLAN
* IEEE 802.11 = WLAN = 와이파이 (!)
* multi PHY(피지컬 레이어), one MAC(맥 레이어 = 네트워크 레이어)
* 2.4GHz, 5GHz를 쓰는 이유? unlicensed band 이기 때문. ISM (영문위키; 한글위키는 정보가 하나도 없네)
- 000MHz 도 있지만 900대는 너무 좁아서 와이파이는 안씀.
* 11g는 11a와 거의 같지만 주파수 밴드 대역만 2.4GHz
Spectral efficience
* 0.2 ~ 2.0 bps/Hz 로 계산해서, 802.11b의 range of data rate = 1 ~ 10 Mbps
DS(Direct Spreading) : DSSS, DS-SS 라는 것과 관련있는 듯
OFDM(Orthogonal frequency-division multiplexing): Enhanced DS
MIMO(multiple-input and multiple-output): 스마트 안테나 기술
MU(multi user MIMO): 이하동문
p.16
IEEE 802.11 Family
* 독립적이지 않고 결합된 경우임
* VANET(vehicular ad hoc network) = vihicle support
* mesh network: 애드혹의 일종. 라우터를 replace 한다. (뭔 소린지 잘 모르겠음)
* 802.11ad: 5m 정도 밖에 안감 (60GHz) 홈시어터 등 방 안에서 무선통신할 때 씀.
p.19
carrier sence
* spectrum is carrier. 모든 디바이스가 busy or not인지 체크
* collision avoid 위해 generate random number 하고 그만큼 wait 후 transmission.
- 만약 collision 발생하면 윈도우를 double!
p.25~26
IEEE 802.15.4 PHY
* 와이파이와 Zigbee 충돌하면 transmission power가 와이파이가 더 강하므로 survive. 혹은 양자공멸.
* 주로 25, 26 채널 이용.
p.32
Cell Classification
* Femtocell은 집에 설치에서 와이파이처럼 사용
static analysis 의 한계: 위양성, 위음성
어떤 전략을 선택할 것인가? 발견 못하면 큰일나는게 있으면 false positive 전략
false negative는 못찾는거니까 나중에 훨씬 더 큰 비용을 지불할 수 있음
툴에 따라 중요시하는게 다르다. 책에 나오는건 security를 중점
* 타입 체킹: c같이 타입을 맘대로 할 수 있는 경우 weak한 타입 시스템
- 스태틱 타이핑: 컴파일할 때 체크, 다이나믹 타이핑: 런타임에 체크
variance
* co-variant: 기본타입이 서브 타입이면 컴플렉스 타입도 서브 타입
* contra-variant: 역전됨
* in-variant: 무관함
> 수퍼타입은 서브타입에 못넣음! (자바 예제)
25p. 메모리 릭: 윗부분에서 할당 성공 후 밑에서 실패하고 리턴하면 fail
컴파일러에 대해!
목표
* 다양한 종류의 무선 네트워크를 스펙트럼 이슈와 함께 이해
* 다양한 무선 자원 관리 테크닉
* 최신 연구 이슈 서베이
4주마다 퀴즈 5주마다 프로젝트 ㅠㅠ
페이퍼 준비 (MobiCom2012, 2013, Mobisys 2012) 25분간 프리젠테이션
2주차 팀 구성 5, 10, 15주차 프로젝트
시험 70% 세미나 10% 프로젝트 20%
무선 vs 유선
* 무선 (적외선) 전파
- 반사, 굴절, 회절
- 섀도잉, 페이딩, 멀티패스
* 시가변적 채널
- 동적 채널 용량, 시가변적 혼선
- 장소 의존 & 시가변적 에러: 채널 코딩, 소스 코딩, 모듈레이션
* 좁은 대역폭
- 한정적 무선 주파수: 부족한 무선 자원
- 셀룰러 컨셉
* 브로드캐스팅
- 미디어 공유
- 덜 안전
무선 vs 모바일 (무선 != 모바일)
* 무선 시스템들 (Nomadic systems): 와이파이, 블루투스, Zigbee, Fixed WiMAX
* 모바일 무선 시스템들: 셀룰러 시스템(2G, 3G), 와이브로, 모바일 WiMAX
다양한 무선 네트워크
* Wireless Personal Area Network (WPAN)
– IEEE 802.15/Bluetooth/ZigBee (~10m)
* Wireless Local Area Network (WLAN)
– IEEE 802.11 (~200m)
* Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
– WiMAX/IEEE 802.16 (~5Km)
* Wireless Wide Area Network (WWAN)
– 2G Cellular (~15Km), 3G (~5Km)
* Wireless Regional Area Network (WRAN)
– IEEE 802.22 (33~100Km)
시설 vs 애드혹
* 시설 기반 무선 네트워크
- 무선과 (유선)백본 사시의 장비인 억세스 포인트(AP; Access Point)나 기지국(BS; Base Station)에 접속
- 성형(Star) 토폴로지, 핸드오프 서포트
- 주파수 재사용과 셀 설계 필요
- 셀룰러 시스템, 전형적 802.11 WLANs, ...
* 애드혹 네트워크
- 무선 다중 반사 전파(Wireless multi-hop transmission)
- P2P 토폴로지
- 802.11 애드혹 모드, 블루투스, ...
계층 네트워크 구조
* PHY와 MAC
- 각각 무선 시스템에 의해 정의됨
* 상위 계층 프로토콜
- 대부분 이미 정의된걸 재사용 (ex: TCP, IP, PPP)
- 무선 인식(Wireless-aware) 프로토콜: 모바일 IP, 프록시 TCP, 애드혹 라우팅
* 2G/3G 시스템
- 무선 네트워크 내에서 그들 각자의 네트워크/트랜스포트 프로토콜을 정의
* 시큐리티
- PHY와 MAC 위에 새로운 프로토콜들이 더해짐
표준 그룹들
* IEEE 무선 표준
- 실무단(Working group)들이 PHY/MAC과 그 이외의 것들을 정의
* 802.11 WLAN WG
* 802.15 WPAN WG
* 802.16 WMAN WG (WiMAX Forum defines network functions and service)
* 802.22 WRAN WG
* 802.21 WG: Media independent handoff
– Tech. Advisory Group (TAGs)
* 802.18 Radio Regulatory TAG
* 802.19 Co-existence TAG
* 3GPP와 3GPP2 정의
- ?
- 상위 계층 기능들(링크 레이어, 모바일리티)을 그 네트워크에 포함
- 네트워크 아키텍처/서비스/어플리케이션
* ITU-R 정의
- 표준 시스템 요구사항
- 전파 관리
* IETF RFC 정의
- TCP/IP(모바일 IP)와 상위 계층 프로토콜
정리 : 딱히 없고 그냥 외우면 될 듯. 섀도잉 페이딩 멀티패스 정의에 대해서는 한번 찾아보자.
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