[논문]SDR용 미들웨어 구조-SCA 코어 프레임워크

김홍숙; 오상철; 박남훈; 김진업

doi:10.22648/etri.2006.j.210307

[국내논문] SDR용 미들웨어 구조-SCA 코어 프레임워크
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김홍숙 (이동미들웨어연구팀) , 오상철 (이동미들웨어연구팀) , 박남훈 (이동미들웨어연구팀) , 김진업 (SDR연구팀)

모든 유/무선 네트워크에서 제공하는 서비스를 언제, 어디에서나 단일 단말 시스템으로 접속할 수 있는 유비쿼터스 유무선 통신 시대의 도래가 가시화됨에 따라, 하나의 개방형 플랫폼상에서 소프트웨어적인 변경을 통하여 다양한 무선 접속 규격 및 서비스를 지원할 수 있는 SDR 기술의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 본 고에서는 SDRF에서 정의한 SDR 소프트웨어 참조 모델에 기반하여 JTRS에 의해 개발한 SCA 규격 중 코어프레임워크를 중심으로 구조 및 기능을 살펴보고, SDR 기반 이중모드 기지국 구현에서 SCA 규격 적용 사례를 소개한다. 마지막으로 SDR 기술의 실현 가능성과 관련된 기술적 고려 사항을 논의한다.

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문제 정의

본 고에서는 SDR 기반에서의 미들웨어 관점에서 SCA 코어 프레임워크 (Core Framework, CF) 의 구조 및 기능을 기술하고, ETRI 에서 개발한 RBS 에서의 SCA 적용 사례 및 SDR 기술의 실현 가능성과 관련된 기술적인 고려사항에 대하여 논의한다.
본 고에서는 SDRF 에서 표준 소프트웨어 프레임워크로 사용하는 있는 SCA CF 의 구조 및 기능을 살펴보고, SDR 기반 이 중 모드 기지국 개발에서의 적용 사례에 대하여 기술하였다.

가설 설정

JTRS 의 SCA 는 SDR 소프트웨어 구조를 (그림 1)과 같은 계층적인 구조를 가정한다. SDR 소프트웨어 내의 계층은 크게 하부 운영 환경 (OE) 계층과 운영 환경 계층에서 제공하는 서비스를 이용하여 구현되는 무선 애플리케이션 (radio application) 계층으로 구성된다.

제안 방법

그 이유는 CORBA 의 Log Service 의 경우, 실제 구현에 적용 시 너무 무겁고 제조업체별 상호연동에 문제점이 많아 사용하지 않았다. SCA 규격 제정 시에도 이러한 이유로 CORBA 의 Log Service 를 채택하지 않고보다 가벼운 Log Service 를 새로 정의하여 사용하였다.
SCA adapter 를 사용한 이유는 기존에 이미 구현되어 있는 이동통신 소프트웨어의 재활용 측면도 있지만 현재의 RBS 는 GPP, DSP, FPGA 와 같은 다양한 형태의 프로세서를 복합적으로 사용하여 구현되어 있고, 이들 형태의 프로세서를 모두 안정적으로 지원하는 CORBA 구현이 없기 때문에 SCA adapter 를사용하여 구현하였다.

성능/효과

첫째, 소프트웨어 측면에서의 정보를 기술하는 소프트웨어 프로파일로는 하나의 애플리케이션 프로그램을 구성하는 애플리케이션 컴포넌트들과 이들 간의 연결 관계를 기술하는 SAD, 각 컴포넌트의 실제 파일위치, 플랫폼, 실행 환경, 실행에 필요한 최소 메모리, CPU 요구량 등의 정보를 기술하는 SPD 와 컴포넌트의 조정 가능한 옵션에 대한 정보를 기술하는 PRF 가 있다. 특별히 애플리케이션 프로그램 자체가 컴포넌트로 구현된 경우에는 애플리케이션 프로그램이 사용/제공하는 CORBA 인터페이스를 기술하는 SCD 가 있다.

후속연구

그러나, 기술의 발전으로 다양한 형태의 프로세서를 안정적으로 지원할 수 있는 CORBA 제품이 출시된다면 모든 컴포넌트를 adapter 를 사용하지 않고 순수 CORBA 컴포넌트로 구현할 수 있을 것이다. 그러나, 여전히 상충적인 면이 있는 성능과 이식성의 문제가 거론될 수 있으며 실시간 시스템인 이동통신 시스템 측면에서 향후 이에 대한 최적화 작업이 수반되어야 한다.
SCA 구조에서 사용되는 CORBA 미들웨어는 이기종 분산 컴포넌트에 필요한 미들웨어 기능을 제공하는 데 따른 오버헤드로 인해 실시간 지원 측면에서 물리 계층과 같이 고속의 연산을 요구하는 곳에 사용하기에 부족한 것이 사실이지만, OMG의 minimum CORBA 표준 개발 및 최근 DSP상에 CORBA 를 구현한 프리즘 테크놀로지 [10] 등의 기술적 발전 사례를 본다면 머지 않은 미래에 미들웨어에 수반되는 오버헤드가 통신 모듈의 실시간 처리에서 요구하는 범위 내로 줄어들 것으로 기대된다.
가능해질 것이다. 단일 프로세서의 속도 향상뿐만 아니라, [11] 에서의 연구 결과에서 제안한 바와 같이 프로세서 구조의 파이프라인화 또는 병렬프로세서의 사용을 통해 물리계층의 통신 모듈에서 요구하는 실시간성을 만족시킬 수 있을 것으로 기대된다.
마지막으로, 기존 ASIC 을 활용한 이동통신 시스템에 비해 비교적 전력 소모가 많은 SDR 시스템을 기지국과 같이 전력 소모를 고려하지 않아도 되는 시스템에 적용할 때는 문제가 없겠지만, 전력 소모에 민감한 이동단말을 적용할 경우에는 SCA 미들웨어 차원에서도 전력 소모관리 기능을 반드시 고려하여야 할 것이다.

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