포커스

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국내외 광대역 통합 망(BcN)

무선 서비스 품질관리 동향

송명원* 신선영** 정운영**

우리나라는 2010년까지 3,500만 가입자에게 인터넷 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 세계 최고 수

준의 품질보장형 광대역 통합 망 구축을 주요 목표로 정보통신 인프라를 고도화 하고 있다. 유ㆍ무선 가입

자 망 고도화, BcN 서비스 모델 발굴ㆍ검증, BcN 품질기준 및 측정 방법 마련을 통해 BcN 핵심기술 개발

을 위한 기반환경 제공 등을 추진하고 있다. 이러한 유ㆍ무선 BcN 서비스는 품질보장이 매우 중요하다. 특

히, 유선과는 달리 무선은 단말의 제약성과 기지국과 사용자간의 환경에 따라 무선 품질에 영향을 주는 요

소가 다수 존재하기 때문에 신뢰할 수 있는 품질지표의 선정과 다양한 품질측정 방법이 필요하다. 따라서

본 고에서는 국내외 표준화기관, 연구기관, 및 무선사업자들의 BcN 무선 서비스 품질관리 사례를 분석하여

이용자를 위한 BcN 무선 서비스 품질관리에 대한 시사점을 제시하고자 한다. ▨

I. BcN 무선 서비스 품질관리

BcN(Broadband Convergence Network)이란

음성ㆍ데이터, 유선ㆍ무선, 통신ㆍ방송이 융합된 품

질보장형 QPS를 1) 언제, 어디서나, 끊김 없이, 안전

하게 이용할 수 있는 차세대 광대역 통합 네트워크

환경을 말한다. BcN 의 특징 중 하나인 품질보장형

서비스의 촉진을 위해서는 서비스에 대한 품질기준,

측정기술 및 관련 정책적 고려가 필요하다. 무선의

경우, 무선 매체(Air Interface)를 사용하여 이동성을

제공하기 때문에 유선과 달리 주파수 간섭, 페이딩

(Fading), 높은 에러율 등과 같은 성능 저하 요소가

존재하므로 유선과는 다른 품질관리 방법이 고려되

어야 한다. WiBro 서비스의 경우 국내에서는 표준화

1) QPS(Quadruple Play Service) : 인터넷, 전화, 방송이 결합한 TPS 서비스에

이동성이 추가된 4중 결합 서비스

목 차

* 한국정보사회진흥원 광대역통합망팀/팀장

** 한국정보사회진흥원 광대역통합망팀/선임연구원

I. BcN 무선 서비스 품질관리

II. BcN 무선 서비스 품질관리

표준화 동향

III. 국내외 연구기관 및 사업자

BcN 무선 서비스 품질측정

사례

IV. BcN 무선 서비스 품질관리에

대한 시사점

포커스

주간기술동향 통권 1349호 2008. 6. 4.

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기관인 TTA 와 사업자인 KT 가 주도적으로 서비스에 대한 품질 측정과 관련된 표준화 활동을

하고 있다. 국외에서는 WiMAX 포럼이 장비 및 성능 시험을 주도하고 있으며, 다수의 무선 사

업자들과 연구기관들이 WiMAX 상용 망에서 성능 시험을 진행 중이다. HSDPA 서비스는 표준

화 기관인 3GPP에서 망 성능과 관련하여 다양한 시험을 추진 중이며, 다수의 사업자들과 연구

기관들이 WCDMA 상용 망에서 시험을 수행하고 있다(<표 1> 참고). 따라서 본 고에서는 BcN

무선 서비스 중 WiBro와 HSDPA 서비스에 대한 망 관리 방법과 관련하여 국내외 표준화 기관

및 연구기관, 사업자들이 제시한 품질측정 방법 및 평가항목을 분석하여, BcN 무선 서비스 품질

관리를 위한 시사점을 제시하고자 한다[1].

II. BcN 무선 서비스 품질관리 표준화 동향

1. WIMAX 포럼

WiMAX 포럼은 WiMAX 시스템 확산을 목적으로 인텔사 주도로 2001년 6월에 설립된 표

<표 1> 국내외 무선 품질측정 사례

구분 주요 활동 비고

WiMAX 포럼 망 성능 시험(PlugFest) 수행 WiMAX

TTA 무선 서비스 성능 적합성 시험 수행 상호 호환성 시험 수행

WiBro

3GPP 무선 환경 변화에 따른 코덱별 성능 시험 수행 지연 예산(Delay Budget) 시험 수행 이동단말의 RF(Radio Frequency) 링크 시험 수행

HSDPA

GSMA 음성품질 측정 절차 제시 HSDPA

표준화

기관

ITU-T NMS를 이용한 망 종단 간 측정과 망 구간별 측정방법 제시 기타

IST MORYNE 프로젝트 진행 네덜란드 지역에서 실제생활 상에서의 WiMAX 성능시험 수행

WiMAX

ITEA Easy Wireless 프로젝트 진행 HSDPA

Oftel 철도를 이용한 사업자별 무선 품질측정 수행 기타

연구

기관

IDA 이동전화 네트워크 성능평가시스템(CPNMS) 운영 기타

KT WiBro-NMS을 이용하여 망을 구성하는 주요 장비들에 대한 통합관리 수행 WiBro

CMT 홍콩 외곽지역을 대상, 거리, 시야, 연결 수 등을 반영한 시험 WiMAX

OTE 기지국 홉에 따른 주요 서비스 품질지표에 대한 시험 실시 WiMAX

SK Telelcom 무선 이동구간을 중점적으로 관리 HSDPA

Qualcomm 환경요소를 시뮬레이터에 설정하여 기지국과의 거리에 따른 데이터 속도 측정 상용망에서의 영상 서비스 품질측정을 수행

HSDPA

무선

사업자

Ericsson 아시아 40개 지역을 대상으로 WCDMA상용망에서 HSDPA 전송률 측정 수행 HSDPA

포커스

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준화 기관으로 현재 65개국 250여 개의 사업자가 WiMAX 서비스 개발을 위해 참여하고 있다.

품질관리와 관련한 WG으로는 WiMAX 관련 서비스 제공 요구조건을 작성하는 SPWG(Service

Provider Working Group), 서비스 제공 가이드라인을 제시하는 AWG(Application Working Group),

인증시험 계획 및 수행하는 워킹그룹인 CWG(Certification Working Group), TWG(Technical

Working Group) 등이 있으며 각 WG별 수행업무와 동향은 <표2>와 같다.

특히 CWG 와 TWG 에서는 서로 다른 표준 및 펌웨어, 소프트웨어와 관련된 상호운용성 문

제 해결과 벤더에게 장비 호환성 시험을 위한 시나리오와 표준을 제시하고 인증하기 위한 측정

관련 행사인 PlugFest를 매년 개최하고 있다. PlugFest는 이동단말과 기지국의 구성방법에 따

라 6개의 시험 환경으로 구분하여 시험 항목을 측정한다[2]. WiMAX 포럼의 PlugFest 시험은

주로 사용자 단말, 기지국간 장비의 호환성 시험과 무선구간의 기능시험 및 성능시험을 주로 다

루고 있다.

2. TTA(Telecommunications Technology Association)

국내 표준화 기관인 TTA 는 무선 적합성 시험과 상호호환성 시험을 위한 시나리오와 측정

항목을 제공하고 있다[3],[4]. 무선 적합성 시험에서는 휴대 인터넷 단말과 기지국의 무선 접속

을 위한 최소 성능 확인 항목에 대한 시험방법 및 최소 성능규격을 정의하고 있으며 단말기 송ㆍ

수신 성능, 기지국 송ㆍ수신 성능에 대한 시험 시나리오를 제공하고 있다. 상호호환성 시험은 방

사성 성능 시험, RF 적합성 시험, 프로토콜 적합성 시험을 통과한 제품의 상호호환성 여부를 확

인하는 시험으로써, 단말기는 최소 2 개 이상의 서로 다른 제조업체의 기지국과, 기지국은 최소

<표 2> WIMAX 품질관리 관련 워킹그룹 및 동향

구분 워킹그룹 수행업무 동향

AWG QoS 정의 SPWG 요구사항 검토 서비스 제공 가이드라인 작성

VoIP 서비스 및 성능지표 논의(2006년 7월) QoS 정의 및 파라미터 논의(2006년 12월) QoS 구조 설계 및 이동성 제공(2007년 1월) 서비스 제공

가이드라인 (품질지표)

SPWG 서비스 사업자에게 서비스 구축 가이드라인 제시 서비스 제공 요구사항 작성

2006 년 8 월 QoS 요구조건(Release 1.5) 작성

TWG 인증을 위한 표준기술 문서 작성 개발자와 운영자를 위한 가이드라인 단말과 기지국간의 기술 기준 작성

방사성 성능시험 규격 작성 중 RF 적합성 성능시험 규격 작성 중 프로토콜 적합성 시험 규격 작성 중 상호운용성 시험 규격 작성 중 인증시험

CWG 시험실(Test Lab) 선별 및 관리 WiMAX 포럼 인증 프로그램 관리 TWG 와 WiMAX 인증 시험 규격 협업

WiMAX 포럼 공인인증시험소 선정 진행 중 인증시험 절차 및 시험범위 규정 작업 진행 중 TWG 와 공동으로 필드시험(PlugFest) 개최

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3개 이상의 서로 다른 제조업체의 단말기에 대해서 상호호환성을 시험한다.

한편 WCDMA 가입자 입장에서의 체감 품질측정을 위해 2007 년 서울시, 수도권, 광역시,

중소도시, 고속도로 및 국도 등 전국을 대상으로 8 주간에 걸쳐 테스트베드와 차량을 이용하여

음성ㆍ데이터 서비스의 품질측정을 시행하였다[5]. 주요 측정 서비스는 음성 서비스와 무선 데

이터 서비스를 대상으로 하고 있으며, 음성 서비스 경우 LM(Land-to-Mobile)호, ML(Mobile-

to-Land)호, MM(Mobile-to-Mobile)호로 구분하여 3 종의 호를 동시에 측정하였다. 음성통화

의 평가항목 중, 음질 불량률은 단위 음절을 송수신하면서 음성품질을 MOS(Mean Opinion

Score)로 측정하여 최저 1.0~최고 5.0 사이의 값으로 평가하고, MOS 측정치에 따라 호별 음질

불량 여부를 판정한다. 음성불량 호 기준은 1 호 통화에서 주고받는 3~4 개의 음절에 대해서,

음절 MOS 가 연속적으로 1.9 이하이거나, 또는 1 개호의 음절 MOS 평균이 2.2 이하인 호로

정의하고 있다. 또한 WiBro 가입자 입장에서의 체감 품질측정을 위해 2007년 서울시, 수도권,

광역시, 중소도시, 고속도로 및 국도 등을 대상으로 차량을 이용하여 8주간에 걸쳐 무선 데이터

서비스의 품질측정을 시행하였다[5]. 주요 측정 서비스는 무선 데이터 서비스를 대상으로 하고

있으며, WCDMA 무선 데이터와 동일한 측정방법을 적용하여 측정 하였다.

3. 3GPP(3rd Generation Partnership Project)

이동통신 기술규격 및 검증을 수행하기 위해 설립된 표준화 기관인3GPP의 주요 품질 측정

사례로는 TS 34.121의 이동단말의 RF링크 시험, TR 25.853의 Release 99 지연예산(budget)

시험, 무선 환경 변화에 따른 AMR-WB 코덱별 성능 시험이 있다. 3GPP TS 34.121

(Conformance Specification)에서는 사용자 이동단말의 RF 송수신기에 대한 기능 평가 테스트

를 기술하고 있다. 단, 사용자 이동단말의 변조 유형별(QPSK, 16QAM)에 대해 하나의 고정 전

송 블록 크기만 지정하고 동작 중인 다른 HSDPA 사용자가 없는 것을 가정한다.

3GPP TR 25.853에서는 Release 99의 지연 예산 시험 측정을 위한 참조점(Reference Point)

을 무선 인터페이스 구간과 액세스 네트워크와 핵심(Core) 네트워크 연동구간으로 선정하여 실

시간 서비스의 지연 예산 시험ㆍ평가를 수행하였다[6].

3GPP TR 26.976 에서는 다양한 애플리케이션에 대해서 광대역 음성 코덱인 AMR-WB 가

동작하도록 개발하고 (그림 1)과 같은 성능 요구조건을 제시하였다. 또한 3G 채널 상태에서 다

양한 통신환경에 따른 AMR-WB 코덱 시험을 위하여 일정한 에러율을 적용하였고, 시험은 약

95%의 신뢰도로 수행하였다. 단, G.722 코덱에 대해서는 에러가 없는 상태에 대해서만 시험하

였다.

포커스

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4. GSMA(Global System for Mobile Telecommunication Association)

GSMA는 1987년에 설립된 GSM 사업자 협회로서 3GPP 차세대 무선 망 진화 프로젝트와

사업자간 서비스 수준협약 가이드라인 작업 등을 수행하고 있다. 특히 GSMA IR.43에서는 현재

무선사업자가 수행하고 있는 음성 품질측정을 위한 절차를 제시하고 있으며 호 설정, 소리의 선

명도, 호 해제 절차에 대한 품질 측정을 수행하고 있다. <표 3>에서는 음성에 대한 품질 측정

(그림 1) AMR-WB 코덱의 품질 요구조건

참조

ITU-T G. 722 64k

ITU-T G. 722 56k

ITU-T G. 722 48k

GSM 16k

GSM

HSDPA

채널이 매우 좋은 상태

채널이 좋은 상태

채널이 나쁜 상태

<표 3> 음성 품질 측정 절차 및 관련 품질지표

분류 호 유형별 측정 시간 설정 음성 통화 수행 호 설정 해제 기타

파라미터 시도 호 수

코덱 설정 호 설정 유지 시간 - 보호 시간

측정순서 호 설정 호 연결 호 해제 호 완료

(그림 2) 음성 품질 측정 순서도

접근 실패

설정 실패

절단 호

성공적인 네트워크접근

완료 호

성공적인 설정

절단되지 않은 호

호 시도

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절차와 관련된 파라미터 및 품질지표에 대해 보여주고 있다. GSMA에서는 음성 품질 측정에 대

한 순서를 (그림2)와 같이 5단계로 제시하고 있다[7].

5. ITU-T

ITU-T SG-13 의 Y.mpm 에서는 사업자 NMS 를 이용한 분산형 측정 모델과 네트워크 구

간별로 NMS를 설치하여 개별 망에 대한 성능을 측정하고 상위 NMS로 통보하는 계층형 측정

모델을 제시하였다[8]. 분산형 모델은 사업자간 연동구간 및 액세스 망과 전달 망간 연동구간을

측정 지점으로 선정하고, 단대단 성능 데이터를 교환함으로써 단대단 품질정보를 획득하는 구조

이다. 분산형 모델 경우, 최상위의 중앙 NMS를 어느 중립적인 기관이 관리하여 중재하게 되면

사업자들의 품질측정 결과에 대한 분쟁 발생 시 유연히 대처할 수 있는 구조이다.

계층형 모델은 사업자간 연동구간 및 액세스 망과 전달 망간 연동구간을 측정 지점으로 선정

하고, 네트워크 구간별로 NMS를 설치하여 개별 망에 대한 성능을 측정하고 상위 NMS로 통보

하는 구조이다. 사업자 망 구간별로 설치된 NMS에서 성능 데이터를 측정하고, 측정된 성능 데

이터를 상위 NMS로 전송하게 되며 최상위의 중앙 NMS에서 단대단 성능 정보를 취합한다. 계

층형 모델 경우, 사업자 내 구간별 설치된 NMS 를 기반으로 망 전체에 대한 성능 정보를 쉽게

측정할 수 있는 구조이지만, 타 사업자와의 정보공유는 불가능하므로 사업자 망 내의 품질 측정

평가에만 이용될 수 있다는 단점이 있다.

III. 국내외 연구기관 및 사업자의 BcN 무선 서비스 품질측정 사례

1. IST(Information Society Technologies)

EU 산하 IST 의 주요 품질측정 사례로는, MORYNE 프로젝트와 네덜란드 상용 망에서의

WiMAX 성능 시험이 있다. MORYNE 프로젝트에서는 도로 교통량 관리를 대중교통량 관리

(Public Traffic Management)와 도시 교통량 관리(City Traffic Management)로 구분하고, 도로

교통량을 측정하기 위해서 버스와 같은 대중 교통수단에 품질측정 도구를 탑재하여 무선 품질측

정 네트워크를 구성하였다[9]. 품질측정은 고정(Fixed) 및 이동(Mobile) WiMAX 테스트베드가

있는 포르투갈텔레콤의 동의를 얻어서 아베이노에서 수행할 예정이며, 품질측정 시나리오를 도

시(Urban)와 도시근교(Suburban)로 구분하고, 셀 반경(Cell Radius), 이동단말과 기지국간 거리,

기지국과 도로간 위상차 등을 반영하여 (그림 3)과 같이 품질측정 구조를 제시하고 있다[9].

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MORYNE 프로젝트에서는 물리계층(PHY), MAC계층에서의 파라미터 복잡성 및 중복성을 줄

이기 위해 IP계층에서의 측정을 원칙으로 하고, 단일 지향적 연결성(Unidirectional Connectivity),

단일 지향적 최대 전송률 또는 대역폭(Unidirectional Maximal Throughput), 단방향 지연(One-

way Delay), 단방향 지연변이(One-way Delay Variation), 단방향 패킷 손실(One-way Packet

Loss), 단방향 급격한 패킷 손실(One-way Bursty Loss) 패킷 재배열(Packet Reordering)과

같은 QoS 파라미터로 정의하였다. 또한 Mobile-WiMAX 성능을 측정하기 위해서 버스를 이용

한 대중교통에 품질측정이 가능한 이동단말을 탑재하고 이동단말과 연결된 기지국에 측정 서버

를 설치하여 이동단말과 측정 서버간에는 GPS 를 이용해 시간 동기화를 맞추고 이동단말에서

데이터를 측정서버로 전송하여 성능을 측정하는 구조를 제시하고 있다.

네덜란드의 경우 2006년 WiMAX 포럼에 인증장비가 소개되면서 네덜란드 Oslo 지역 상용

망을 대상으로 WiMAX 성능시험을 실시하였고, 2007년 IST Mobile and Wireless 에 그 결과

가 기고된 바 있다[10]. 측정 지역은 도시와 교외 지역을 포함한 총 15개 지역으로 구분하였고,

일부 지역은 기지국에 인접한 위치이며 나머지 지역은 Oslo의 외곽 지역이다. 이러한 위치에서

의 시험은 거리(Distance), 높이(Elevation), 시야(Sight) 등의 다양한 환경요소에 차이를 두기

위해 선정하였다(<표 4> 참고). 본 시험에서는 시야 능력(Sight Capabilities)의 두 유형(LOS(Line

(그림 3) 버스를 이용한 Mobile WiMAX 품질측정 개념도

Camera Environmental

sensors

TETRA/TETRAPOL/GSMNarrowband digital network

GPRS/UMTS Wideband digital network

WiMAX/WiFi broadband digital network

Fixed Infrastructure(IP backbone)

Fleets of city buses Wireless network Public Transport Control Center

City Traffic Management Center

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Of Sight, 시야 내 지역), NLOS(None Line Of Sight, 시야 밖 지역))을 고려하여 시험을 수행하

였고, 측정은 물리 측정과 전송률 측정으로 구분된다. 물리 측정은 수신기 신호 세기(RSSI), 신

호 대 잡음비(SNR)를 측정하고 전송률 측정은 2 개의 전송계층 프로토콜인 TCP/UDP 와 응용

계층 프로토콜인 FTP를 대상으로 측정을 수행하였다.

2. ITEA

ITEA의 Easy Wireless 프로젝트에서는 무선구간, 전달 망, 인터넷, 서비스 팜이 포함된 이

기종 망(Heterogeneous Network)의 네트워크 구간별 측정방법인 다수 측정지점(Multi-point)

개념을 (그림 4)와 같이 제시하였다[11],[12].

ITEA에서 제시한 다수 측정지점을 이용한 품질측정 방법은 지연(Delay), 패킷 손실(Packet

Loss), 지연 변이(Jitter) 등의 QoS 파라미터를 네트워크 구간별로 정확히 측정할 수 있다는 장

점이 있는 반면, 품질측정을 위한 측정지점간의 시간 동기화, 품질측정을 위한 유ㆍ무선사업자

간의 동의 및 협력이 필요하다는 이슈가 존재한다.

3. Otfel

영국의 전기통신부문 규제기관인 통신규제청(Office of Telecommunication, Oftel)은 주요

<표 4> 네덜란드 WIMAX 측정항목과 환경요소

측정 항목 환경요소

수신신호세기(RSSI) 거리 기지국과 가입자 사이의 거리 물리 측정(Physical)

신호 대 잡음비(SNR) 높이 해수면 높이

성능 측정(Throughput) TCP/UDP 전송률 시야 LOS/NLOS 환경

(그림 4) ITEA 의 다수 측정지점 구조

무선 구간 전달망 인터넷 서버

측정지점 측정지점

인터넷 GGSN

SGSN

SGSNRNC

GPRS/3G

기지국 서버

포커스

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소비자단체, 이동전화 서비스 사업자들과 함께 이동전화 서비스 품질정보에 대한 비교 및 공개

를 위한 방안 모색에 주력해 왔다. 그 결과 독립적인 통화품질 평가기관을 통해서 품질측정을

수행하도록 하였고 사용자들이 각 이동전화 사업자들의 서비스 품질을 투명하고 정확하게 비교

할 수 있는 여건조성을 위해서1999년 2월 이동전화 서비스 사업자들의 통화품질 평가 결과를

발표하였다. 하지만 영국 통신규제청의 통화품질 평가는 이동통신 서비스 품질평가 항목 중 극

히 일부분의 정보를 공개하고 철도를 이용하여 측정한 결과를 주기적으로 공개함으로써 이용자

의 통신 서비스 선택의 폭을 넓히는데 의의를 두고 있다[13].

영국 통신규제청(Oftel)의 경우는 통화품질 평가 대상지역을 4개 이동전화 서비스 사업자들

의 통화량 밀집도(Traffic Densities)를 참고하여 런던(London), 에든버러(Edinburgh), 카디프

(Cardiff) 지역과 각 지역을 연결하는 영국 철도 네트워크(UK Rail Network)를 중심으로 열차

내에서 이동전화 서비스 통화품질을 측정하였다. 그리고 고속도로 지역이나 소규모 농촌 지역의

경우는 사업자간 통화 가능 커버리지 지역이 상이하여 객관적인 평가대상에서 제외하였다. 영국

통신규제청에서 수행한 품질측정은 1998년 12월 15일부터 22일까지 약 일주일 동안 오전 9

시부터 오후 6시까지 최번 시간대를 포함하여 진행하였다. 그러나 영국 통신규제청에서 수행한

통화품질 평가는 각 도시별로 열차 이동 중의 통화품질 평가에 한정하였고, 건물 내부에 대한

품질측정은 수행하지 않았기 때문에 철도를 이용한 이동전화 통화 품질 평가에 대한 하나의 사

례라고 할 수 있다(<표 5> 참고).

4. IDA

싱가포르의 정보통신개발청(Infocomm Development Authority, IDA)의 경우에는 이동통신

을 포함한 주요 통신 서비스에 대해서 IDA가 품질지표ㆍ기준 등 평가기준을 정하고, 서비스 파

급효과, 평가의 공정성이 요구되는 주요 지표를 도출하여 IDA 가 직접 품질을 측정하고 그 외

지표는 사업자가 자체 측정을 수행하고 있다. IDA에서는 이용자에게 품질정보를 제공하기 위해

<표 5> UK Rail Network 의 사업자별 통화품질평가 비교

구분 통화 시도 수 (Call Count)

접속 성공 호 (Successful Calls)

단절 호 (Dropped Call)

접속 불완료 호(Blocked Calls)

통화 불가능 호 (Calls with No Service)

Orange 430회 384(89%) 33(8%) 0(0%) 13(3%)

One 2 One 430회 335(78%) 79(18%) 0(0%) 16(4%)

Vodafone 430회 313(73%) 64(15%) 0(0%) 53(12%)

Cellnet 430회 340(79%) 66(15%) 0(0%) 24(6%)

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서 사업자가 제출한 품질평가서를 홈페이지에 분기별로 공지하고 있다. 2000 년 7 월부터 이동

전화 서비스의 품질측정을 위해서 이동전화 네트워크 성능평가시스템(Cellular Network

Performance Measurement System: CNPMS)을 운영하고 있다. 싱가포르 정보통신개발청의

CNPMS 조사는 통화 성공률, 서비스범위, 음성품질(MOS), 통화 중 절단률에 대해서 다음과 같

이 측정한다. 차량을 이용하며 매월 성능을 측정(평일 오전 10 시~오후 8 시)하며, 품질측정에

대해 보안 유지를 위하여 임의 경로 선정하고 테스트를 위해 자동 호 접속 장비를 이용(40 초

간격, 100초 통화)하고 있다. 그리고 싱가포르의 무선사업자는 서비스 개통시간, 이용자 불만건

수 등을 조사하여 싱가포르 정보통신개발청에 제출하고, 싱가포르 정보통신개발청은 사업자가

자체 품질을 평가한 결과에 대해서 홈페이지(www.ida.gov.sg)를 통해 공개하고 있다[14].

5. KT

국내 WiBro 서비스 사업자인 KT는 2006년 WiBro 서비스 제공과 함께 WiBro 망 관리를

위한 시스템을 운영 중이다. RF 파워, 채널 품질, 수신 신호 세기(RSSI) 등의 기지국 무선 품질

정보 수집 및 분석을 위해서 WiBro NMS를 설치하고 기존 망 운영관리시스템(NeOSS)을 통하

여 품질관리를 수행하고 실시간 장애감시 등을 수행하고 있다[15]. KT WiBro의 품질관리 구조

는 WiBro NMS 에서 SNMP 를 이용하여 ACR, RAS, 중계기로부터 RF 파워, 채널 품질, 수신

신호 세기(RSSI) 정보를 수집하고 분석하는 구조로 되어 있다. WiBro NMS는 일정 주기(5분/1

시간 주기)로 SNMP를 이용하여ACR, RAS, 중계기의 성능 데이터를 수집하고, WiBro 망 전체

에 대한 성능감시, 개별 장비별 접속시간, 단말시간, 핸드오버 등을 조회하여 망 설계 및 재배치

를 위한 기반 데이터로 활용하고 있다.

6. CMT

CMT(China Motion Telecom)는 2005년 9월 홍콩의 외곽지역(Tuen Mun, Tung Chung)

에 대하여 WiMAX 성능 시험을 실시하였다[16]. 시험 수행을 위하여 Tuen Mun(Sam Shing)

지역에 있는 기지국(Base Station)과 Tung Chung(Hing Tung)와 Tuen Mun(Pillar Point)에 두

지점을 대상으로 측정하였다. 기지국에서 Tung Chung(Hing Tung)까지의 거리는 11km 이고

LOS 환경이며, 기지국에서 Tuen Mun(Pillar Point)까지의 거리는 1.5km이고 LOS환경과 NLOS

환경이 동시에 존재하는 구조이다. 주요 측정 항목으로 한 개 또는 다섯 개의 서비스 연결시 처

리량(Throughput), 왕복지연시간(RTD), 신호 대 잡음비(SNR), 수신기 신호세기(RSSI)를 측정

포커스

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하였다. 측정 데이터 결과를 통해 한 개 서비스 연결시 거리요소는 크게 영향을 주지 않는 반면,

LOS/NLOS 요소는 TCP 처리량에 많은 요소임을 확인할 수 있다.

7. OTE

그리스 통신 사업자인 OTE(Hellenic Telecommunications Organization)는 기지국과의 거

리, 시야(LOS/NLOS) 환경 요소를 반영하여 UDP 전송률에 대한 성능시험과 기지국 홉 구성에

따른 망 품질 변화에 대한 시험을 수행하였다[17]. OTE 는 기지국과 CPE 사이가 13km 떨어

진 거리에 LOS환경을 구성하고 3km 떨어진 거리에 NLOS 환경을 구성하여 UDP 전송률의 변

화량 측정을 수행하였다. OTE는 여러 WiMAX 사업자가 수행하고 있는 측정구조와는 달리 기

지국 0 홉 구조와 2 홉 구조로 구성된 측정 시나리오별로 주요 서비스 전송률, 지연, 지연변이,

손실율 등 품질지표에 대한 측정을 수행하였다. 측정 결과를 분석해 보면, 기지국 홉 수에 따라

지연과 지연변이 지표가 크게 영향을 받으며, 이에 따라 비디오 품질 및 음성품질이 현저하게

영향을 받음을 알 수 있다.

8. SK Telecom

SK Telecom은 HSDPA 서비스 지역을 도시, 농촌, 산간지역, 평지 등의 지역 특성을 반영

하여 지역을 세분화하고, 시스템을 이용한 측정과 실측을 통해 HSDPA 서비스 품질을 측정하고

있다. 시스템을 이용한 측정은 사업자 망 관리시스템으로부터 품질 정보를 수집하여 분석하는

방법이고, 실측은 직접 이동단말과 측정 장비를 차량에 탑재하여 서비스 품질을 측정하는 방법

이라 할 수 있다. 차량을 이용하는 품질측정의 경우는 기지국과 중계기를 대상으로 지역 특성과

통신 망 설계 및 운영 용이성, 셀의 링크 용량 등을 반영하여 16개 그룹으로 구분하고 1,300여

개로 세분화(Segmentation)하여 측정한다. 사업자가 수행하는 품질측정은 주로 이동단말과 기

지국간의 송ㆍ수신전력, 잡음비율(Ec/Io)을 측정하여, 측정지점의 RF 성능을 평가를 수행하고,

결과 값을 기반으로 시스템 용량 증설, 기지국 또는 중계기 설치 등을 위한 근거 데이터로 활용

한다. 차량을 이용한 실측은 무선 서비스 품질측정 장비(DM 등)를 차량에 탑재하여 WCDMA(음

성), CDMA 1x(데이터, 영상), HSDPA(데이터)의 측정을 수행한다. 음성 서비스의 경우 호 접속

성공률, 호 접속 완료율, 호 절단률, 호 접속시간 불량률, 데이터 서비스에 대해서 접속 성공률,

시도호, 절단호 비율 등을 측정지표로 활용하고 있다.

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9. Qualcomm

Qualcomm 에서는 HSDPA 품질관리를 위해서 시뮬레이션 또는 실측을 통해서 품질관리를

수행하고 있다. 시뮬레이션의 경우는 다양한 환경 요소를 시뮬레이터에 설정하여 기지국과의 거

리에 따른 평균 데이터 속도(Data Rate) 등의 측정하고, 실측 경우는 WCDMA 망에서 RF환경

에 따른 성능 측정을 수행하였다. 또한 <표 6>과 같은 다양한 환경 요소를 시뮬레이터에 반영하

여 기지국과의 거리에 따른 HSDPA의 평균 데이터 속도에 대한 측정을 수행하였다. 시험 시나

리오는 정지환경에서도 일반적인 RF신호에서의 시험과 RF 신호 미약지역에서의 시험 등 환경

별로 시나리오를 수립하였고, 이동환경에서도 RF 신호가 양호화 미약이 혼재된 환경에서 5분동

안 34km/h 속도로 시험하는 시험 시나리오를 수립하였다[18],[19].

10. Ericsson

국외 HSDPA 사업자인 에릭슨은 2006 년 8 월에 아시아 40 개 지역 및 기지국을 대상으로

WCDMA 상용 망에서 HSDPA 품질측정을 수행하였다. 시험 망 환경 및 측정 항목은 <표7>과

같다[20]. 에릭슨의 경우는 실증 유형을 주파수 우세 지역 품질측정, 주파수 미약지역 품질측정,

이동시 품질측정으로 구분하여 모든 측정을 MAC계층에서 수행하였다.

<표 6> 시뮬레이션 파라미터

구분 시뮬레이션 파라미터

사용자/속도 셀 내에 사용자 수: 10 명, 이동속도: 3km

기지국과 이동단말간의 통신 방식

전파가 퍼져 나갈 때 일어나는 페이딩을 제거하고, 항상 일정한 강도로 수신할 수 있는 다이버시티 수신방식으로 설정

트래픽 유형 Full Buffer Traffic

스케줄링 유형 비례 공평 스케줄링 방법(Proportional Fair Scheduling)

기지국과 기지국간의 거리 2.8km

<표 7> 시험망 환경요소 및 측정 항목

측정 항목 시험망 환경

송ㆍ수신 전력 거리 기지국간의 거리는 500m 물리 측정

스펙트럼 분포 지역 사무실, 백화점, 레스토랑, 주거지, 공원 등이 혼합된 지역을 선정

전송률 트래픽 서비스 트래픽은 Release 99 와 HSDPA 트래픽이 동일한 주파수 반송파 사용 성능 측정

단대단 대기시간 채널 채널의 재전송 비율: 10%, 최대 비트율: 1.5Mbps

포커스

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IV. BcN 무선 서비스 품질관리에 대한 시사점

지금까지 BcN 무선 서비스에 대한 표준화 기관, 사업자 및 해외기관 등에서 진행한 품질측

정 현황을 조사하였다. 표준화 기관과 연구기관 등은 주로 상호운용성 관점에서 측정을 하고 있

었으며 버스, 기차와 같은 대중교통 수단을 활용한 품질측정 결과를 이용자에게 제공하는 것을

목표로 하고 있음을 알 수 있다. 앞서의 국내외 사례연구를 통해 품질관리를 위한 몇가지 분석

결과를 살펴보면 아래와 같이 정리할 수 있다.

첫째, 품질지표 측면에서 보면 무선 서비스 품질지표는 크게 무선구간의 무선 파라미터와 IP

계층에서의 QoS 파라미터로 구분할 수 있으며, 무선구간의 대표적인 품질지표로는 수신신호세

기(Received Signal Strength Indication: RSSI)와 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio,

CINR) 등이 있으며, IP 구간의 대표적인 품질지표로는 전송률(Throughput), 지연(Delay), 지연

변이(Jitter), 패킷 손실(Packet Loss) 등이 있다. 이는 주로 사업자의 망 성능을 위한 QoS

(Quality of Service) 지표에 집중되어 있기 때문에 이용자 관점에서의 QoE(Quality of Experience)

를 반영한 추가적인 BcN 무선 서비스 품질지표 개발이 필요하다.

둘째, 품질측정 구간 측면에서 보면 무선구간이나 사업자 전달 망 구간의 성능 측정 위주로

되어 있어 이용자가 무선 서비스를 이용하는 End-to-End 구간 품질측정 방안에 대한 고려가

필요하다. 일부 사례에서 나온 것처럼 버스, 기차 등의 대중 교통수단과 연계한 자동화된 품질측

정 시스템을 구축한다면 이용자가 사용하는 실시간적 무선 서비스 품질 데이터를 이동성 충분히

고려하여 수집하는 체계를 갖출 수 있을 것이다.

셋째, 품질측정 소프트웨어 측면에서 보면 이동단말에 탑재하여 품질을 측정하는 대부분의

품질측정 도구가 통신사업자 또는 장비제조사의 망 최적화 및 단말의 디버깅용으로 사용되고 있

다. 이용자가 일반적인 무선 단말에 품질측정 프로그램 등을 탑재하기 위해서는 통신사업자 및

단말제조사의 적극적인 지원이 필요하다. 따라서 초기에는 통신사나 제조사의 협조와는 무관하

게 독립적으로 구현이 가능한 범위에서 품질측정 프로그램을 구현하고 이용자에게 무선 서비스

품질측정 정보를 투명하게 보여 준 후, 단계적으로 그 측정 범위를 확대해 나가는 방안을 고려

해 볼 필요가 있다.

<참 고 문 헌>

[1] NIA, “BcN 무선 서비스 품질측정, 평가기법 개발”, 2007. 12.

[2] WiMAX Forum, “2nd Mobile WiMAX PlugFest White Paper”, February 2007.

주간기술동향 통권 1349호 2008. 6. 4.

14

[3] TTA, TTAS.KO-06.0098, “2.3GHz 휴대인터넷 무선 성능 적합성 시험 규격”, 2005. 12.

[4] TTA, “Mobile WiMAX 인증시험 개요 및 절차”, TTA Journal, No.111, 2007. 5.

[5] TTA, “WCDMA/WiBro 서비스 품질 현장측정 소개”, TTA 시험인증연구소, 2007. 11.

[6] 3GPP TR 25.853, “Delay Budget within Access Stratum(Release 99)”, V3.1.0, March 2001.

[7] GSMA PRD IR.43, “Typical Procedures for QoS Measurement Equipment”, V3.0.0, August 2002.

[8] ITU-T SG13, “Baseline Text for Y.mpm, Management of Performance Measurement for NGN”,

Apr. 2006.

[9] IST MORYNE Project, “Mobile WiMAX Measurement Scenarios and Concept”, D7.2, V1.1 Mar.

2007.

[10] Ole, Pal, Tor, Paal “Fixed WiMAX Field Trial Measurement and Analyses”, 2006.

[11] ITEA Easy Wireless Project, “Monitoring, Testing and Controlling of QoS”, D 2.3, Feb. 2006.

[12] VTT, “QoS Measurement Methods and Tools”, Easy Wireless Workshop, IST Summit, May 2007.

[13] KISDI, “영국 이동전화 서비스 통화품질 평가 결과보고 발표”, 정보통신정책 제11권 3호, 1999.

[14] http://www.ida.gov.sg/Publications/20061130175201.aspx

[15] KT 기술연구소, “WiBro Operations and Management”, KRnet 2006, 2006. 6.

[16] China Motion Telecom, “Trial Test Report on 3.5GHz WiMAX Based Broadband Wireless Access

Technology”, Oct. 2005.

[17] OTE S.A., “Multimedia delivery over emerging Wireless Network-Future Directions”.

[18] Qualcomm Inc., “Mobile Broadband Technologies for the Present and the Future”, IEEE WiMAX

Symposium, CTIA 2007, Mar. 2007

[19] Qualcomm Inc, “Measurement and Analysis of Video Streaming Performance in Live UMTS

Networks”, The 9th International Symposium on WPMC(Wireless Personal Multimedia

Communications) 2006.

[20] J. Derksen, R. Jansen, M. Maijala and E. Westerberg, “HSDPA Performance and Evolution”,

Ericsson Review, No.3, 2006.

* 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.