LTE

개요

• 3G는 Wibro와 WCDMA가 시장을 양분하고 있었으나, WCDMA의 경우 GSM으로 전세계 대부분의 나라에서 서비스되고 있음.
• 4G의 경우 Wibro-evolution과 LTE-Advanced가 표준으로 최종 확정되었으나, 전세계 이동통신을 LTE-Advanced가 장악할 전망.
• 국내 서비스의 경우 LTE와 Wibro가 공존하고 있으나, LTE가 시장을 주도적으로 이끌어가고 Wibro는 보완재로서의 역할에 머무를 전망.

LTE 주요 기술

• LTE는 WCDMA(3G)기술이 진화하면서 등장한 기술로 CDMA방식에서 OFDMA 방식이 적용된 기술로 3.9G 기술로 평가됨.
• 기존 방식과 호환성이 불가능하여 망투자비가 증대함.

기술	내용
OFDMA	주파수 대역을 수백 개로 쪼개어 주파수 간 간섭을 최소화해 대용량 데이터를 동시에 고속으로 보내는 기술
	각 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 상관 없기 때문에 더 많은 반송파의 다중화가 가능해 주파수 이용 효율을 높일 수 있음
	시간과 주파수 영역의 2차원으로 자원을 할당할 수 있어 자원 할당의 자유도가 증가해 버스트 성향을 갖는 데이터 통신에 적합
MIMO	이동통신 환경에서 다수의 안테나를 사용, 데이터를 송수신하는 다중안테나 기술로 LTE의 요구사항인 최대 전송속도 향상에 핵심이 되는 기술
	여러 개의 안테나를 사용해 동일한 무선 채널에서 두 개 이상의 데이터 신호를 전송함으로써 무선통신의 범위를 넓히고 속도도 크게 향상
	송신단과 수신단에 N개의 안테나를 배열해 신호를 보내면 N배의 전송률 증가
SC-FDMA	LTE 상향 링크에서는 PAPR(peak-to-Average Power Ratio)을 줄임으로써 휴대단말기의 전력소모를 줄일 수 있는 SC-FDMA(Single-Carrier FDMA)를 사용함
Femtocell	이동통신 기지국(AP)을 댁내 사용 가능한 수준으로 소형화하고 가격을 무선LAN AP 수준으로 낮춘 시스템
	셀 용량 증대 측면에서 4G의 핵심 기술
	저렴한 비용으로 실내 공간으로 커버리지 확대

LTE-Advanced 주요 기술

• 3G의 LTE에서 진화한 기술이 4G의 LTE-Advanced 기술이며 4G에서 지향하는 정지 1Gbps, 이동시 100Mbps를 구현한 기술임.

기술	내용
Carrier Aggregation	대역폭의 유연성을 확대한 기술로 최대 100MHz까지 확장이 가능함
	연속적인 주파수와 대역이 떨어진 주파수 모드 100MHz로 확장 가능
Relay	eNodeB와 UE간 통신과정에서 릴레이는 유선이 아닌 무선백홀을 이용하는 릴레이 기술로 유선백홀의 설치가 필요 없어 망 구축비 절감
MIMO	기존 LTE에서 사용하고 있는 MIMO기술로 8×8로 확장하여 고속화를 실현
CoMP	기지국 간에 프로토콜을 공유함으로써 단말기 위치에 따라 기지국 간에 coordination이 가능하게 함으로써 단말기에 간섭을 최소화함

기술 비교

구분	3G LTE	LTE-Advanced
듀플렉스 모드	FDD/TDD	FDD/TDD/HDD
다중액세스(D/L)	OFDMA	OFDMA, MC-CDMA 등
다중액세스(U/L)	SC-FDMA	SC-FDMA, OFDMA
BW	1.25/2.5/5/10/15/20MHz	5/10/20/80/100MHz
최고속도(D/L)	100Mbps	1Gbps(정지), 100Mbps(보행)
최고속도(U/L)	50Mbps	50Mbps
이동성	~350km	~350km
QoS	보장	보장
안테나	MIMO	MIMO

5G 개발 동향

• 현재 5G 기술은 표준화 논의를 시작한 단계로 개념적 정의만 확정된 상태.
• 5G는 국내의 경우 ETRI, 삼성전자, LG전자 등이 적극적으로 논의하고 표준화 준비.
• 5G 주요 개발 이슈
  1. 용량 증대: BW 확대, Interference 완화, 협력 전송, 다중안테나 기술, Sharp beam forming
  2. security: 유비쿼터스 네트워크 보안, 양자 통신, 스팸 메일 관리, 개인정보 보호
  3. 고이동성: 이동 사용자 지원, V2V/V2I 통신, 진보된 핸드오버 기술
  4. 저전력: Self-organizing, self-gealing 안테나, 분산처리 기술, 그린통신기술

결론

• 우리나라는 이동통신의 디지털화로 인한 2G의 출현을 기반으로 이동통신 후진국에서 선진국으로 올라섬.
• LTE와 LTE-A의 경우 표준화를 통해 적극적인 IPR을 발굴하여 세계 최구수준의 IPR 확보를 통한 이동통신 리더십 확보.
• 향후 5G 이후에도 지속적인 표준화 참여와 국내 기업 간 협업을 통한 기술 개발이 필요함.
• 5G 이후 획기적인 통신방식이 발굴되지 않는 한 5G 시스템의 활성화는 어려울 것으로 보임에 따라 국내기업간 협업을 통한 혁신적인 통신방식의 발굴이 필요할 것으로 사료됨.