가입자 및 서비스 특성을 고려한 전술 5G 이동통신시스템 무선자원제어 방안
- 주제(키워드) Tactical 5G , 5QI , Priority-based Scheduling
- 주제(DDC) 355
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 임재성
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 국방디지털융합학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035101
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 5G 기반 전술이동통신시스템에서 가입자 등급(계급 등)과 서비스 종류를 동시에 고려한 차등적 무선자원 할당 기법을 제안한다. 현재 운용중인 Mobile WiMAX 기반 전술이동통신체계(TMCS)는 서비스 트래픽 종류별 QoS 보장만을 지원하고 있으나, 미래 전장의 초연결 환경에서는 지휘통제용 단말, 공중중계 UAV, 감시정찰 드론, 지상감시센서 등 다양한 종류의 가입자를 수용하게 되어 보다 정교한 QoS 제어 메커니즘이 요구된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 3GPP 표준의 5QI(5G QoS Identifier) 기반 무선 QoS 설정 구조를 활용하여 가입자 등급과 서비스 특성을 융합적으로 결합한 종합적인 QoS 파라미터 매핑 테이블을 설계하였다. 제안 시스템은 가입자를 4개 종류(지휘통제단말, 공중중계 UAV, 감시정찰 드론, 지상감시센서)와 5개 등급(여단장급~일반병사)으로 체계화하고, 6개 서비스 유형(음성, 영상, 메시지, 스트리밍, 데이터, 센서데이터)을 정의하여 군 통신환경의 복잡성을 효과적으로 반영하였다. 본 연구의 핵심 기여도는 가입자 종류, 등급, 서비스 특성을 융합적으로 고려한 통합 우선순위 기반 무선자원 할당 알고리즘의 개발이다. 가중치를 적용한 통합 우선순위 계산식을 개발하고, 네트워크 혼잡도에 따른 적응적 자원할당 및 선점 메커니즘을 구현하였다. 또한 3GPP 표준과 호환 가능한 전술 5QI 매핑 테이블을 정의하고, 5G Core 기반 구성요소를 활용한 완전한 호처리 절차를 수립하였다. NS-3 시뮬레이터의 5G LENA 모듈을 이용한 성능 평가 결과, 제안 기법은 표준 5G QoS 방식 대비 지연시간, 전송률, 패킷 손실률 측면에서 우수한 성능을 보였다. 특히 고부하 환경에서 고등급 지휘관의 우선적 QoS 보장과 전체 네트워크 효율성을 동시에 확보할 수 있음을 확인하였다. 제안한 가입자 및 서비스 특성을 고려한 전술 5G 무선자원제어 방안은 가입자 중요도와 서비스 특성에 따른 차등적 서비스 품질 제공을 통해 군 통신환경에서 요구되는 계층적 우선순위를 성공적으로 구현하였음을 입증하였다. 본 연구는 차세대 전술이동통신체계 개발에 기여하고, 궁극적으로는 군의 작전 수행 능력 향상과 국가 안보 강화에 이바지할 것으로 기대된다.
more목차
제 1 장 서론 1
제 1 절 연구 배경 및 동기 1
제 2 장 관련 연구 4
제 1 절 現 전술이동통신체계 무선구간 QoS 4
제 2 절 5G 표준 무선구간 QoS 8
제 3 절 전술통신망 QoS 11
제 4 절 문제 제기 및 정의 15
제 3 장 제안 기법 16
제 1 절 가입자 및 서비스 분류 체계 16
제 2 절 통합우선순위 기반 QoS 파라미터 매핑 18
제 3 절 무선자원 할당 알고리즘 21
제 4 장 성능 평가 23
제 1 절 시뮬레이션 환경 구성 23
제 2 절 시뮬레이션 시나리오 28
제 3 절 시뮬레이션 결과 및 분석 29
제 5 장 결론 40
참고 문헌 41
Abstract 43
