차세대 이동통신 기술인 LTE(Long Term Evolution)에 대하여 설명하시오

1. 개요

2. 이동통신의 진화

3. LTE 기술의 특징

4. LTE 시스템의 요구사항 

5. 핵심기술

6. 기술비교 

7. 향후 전망

 

 

 

 

1. 개요

  - LTE란 Long Term Evolution의 약자로 4세대 이동통신 방식 가운데 하나

  - 4G 통신에는 LTE-Advanced, Wibro evolution 등이 있으며 각 진영별로 기술 주도권을 위해 경쟁하고 있으나 LTE가 압도적인 추세

  - LTE는 데이터 전송효율 향상, 효율적인 주파수 자원이용, 이동성 제공, 낮은 지연, 패킷 데이터 전송에 최적화되고, 서비스 품질 보장등을 제공하는 차세대 이동통신 기술을 의미함

 

2. 이동통신의 진화

  - 퀄컴이 CDMA의 4G 기술인 UMB(Ultra Mobile Broadband)를 포기하고 GSM-WCDMA의 4G 기술인 LTE(Long Term Evolution) 기술 개발에 집중하기로 함

  - WCDMA를 거쳐 하향속도를 증가시킨 HSDPA, 상향속도를 증가시킨 HSUPA, 그리고 HSPA+를 거쳐 LTE로 진화

  - Wibro는 이미 우리나라에서 상용 서비스를 제공하고 있으며, Wibro를 좀더 고도화시킨 'Wibro Evolution'기술이 나와 있음

  - 4G 이동통신 경쟁은 유럽이 주도하는 LTE와 한국-미국이 주도하는 모바일 WiMAX(Wibro)의 양대구도로 전개

  - LTE의 가장 큰 특징은 기존 3G 서비스인 WCDMA, HSxPA 서비스와 4G 망의 연동이 가능

  - 이러한 연동성때문에 LTE는 4세대로 거론되는 기술 중 가장 유력한 후보기술로 대두되고 있음

 

3. LTE 기술의 특징

  - 하향 링크: OFDMA

  - 상향 링크: SC-FDMA(Single Carrier FDMA)

  - FDD와 TDD 동시 지원

  - 변조방식:QPSK, 16QAM, 64QAM

  - 접속망에서 노드의 수를 최소화하기 우하여 RNC(Radio Network Controller) 제거

 

4. LTE 시스템의 요구사항 

항목	내용
피크 데이터율	- 20MHz 대역에서 하향링크: 최대 100Mbps(5bps/Hz)  - 상향 링크: 50Mbps(2.5bps/Hz)
사용량	- 하향링크 평균 값: HSDPA의 3~4배  - 상향링크 평균 값: HSUPA의 2~3배
셀당 스펙트럼 효율	- 하향링크 평균 값: HSDPA의 3~4배  - 상향링크 평균 값: HSUPA의 2~3배
이동성(Mobility)	- 15km/h 이하에서 최적화, 120km/h까지 고성능 유지  - 350km/h까지 연결 지원
커버리지(Coverage)	- 반경 5km까지 성능 만족, 30km까지 다소 저하  - 100km까지 수용
망구조 및 진화	- 단일망 구조, 실시간 서비스용 패킷망, QoS 보장, 백홀(Backhaul) 최적화
복잡도	- 옵션의 최소화, 불필요한 기능 배제

 

5. 핵심기술

기술	내용
OFDM	- 주파수 대역을 수백 개로 쪼개어 주파수 간 간섭을 최소화해 대용량 데이터를 동시에 고속으로 보내는 기술  - 각 반송파 주파수 성분은 상호 중첩되어도 상관없기 때문에 더 많은 반송파의 다중화가 가능해 주파수 이용 효율을 높일 수 있음
MIMO	- 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 채택하여 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법  - 송수신 양단에 2 이상의 안테나를 사용하여 페이딩 영향 감소, 대용량, 고속, 커버리지 증대 등의 효과를 얻는 다중 안테나 기술  - 주파수 대역폭 및 송신 전력을 증가시키지 않아도 채널용량을 크게할 수 있음
SC-FDMA	- LTE 상향링크에서는 PAPR(Peak To Power Ratio)를 줄임으로써 휴대단말기의 전력 소모를 줄일 수 있는 SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)를 사용함
Femto Cell	- 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국을 뜻하며, 셀반경 10미터 이하의 커버리지를 제공할 수 있는 기지국을 의미  - 펨토셀은 옥내 중계기를 통하지 않고 기지국에서 교환기로 이동통신 데이터를 전송, 네트워크 구축비용 절감, 주파수 부하를 줄이고 통화품질 향상 가능

 

 

6. 기술비교 

구분	LTE	Wibro Evolution	LTE advanced
듀플렉스 모드	FDD/TDD	TDD	FDD/TDD/HDD
Multiple Access(D/L)	OFDMA	OFDMA	OFDMA, MC-CDMA 등
Multiple Access(U/L)	SC-FDMA	OFDMA	OFDMA, SC-FDMA
BW	1.25/2.5/5/10/15/20MHz	5/7/8.75/10MHz	5/10/20/80/100MHz
최고속도(D/L)	100Mbps	400Mbps	600Mbps
최고속도(U/L)	50Mbps	20Mbps	300Mbps
이동성	~350km	~250km	~350km
QoS	보장	QoS 확충	보장
안테나	MIMO	MIMO	MIMO

 

 

7. 향후 전망

  - 최근 주요 국가들의 통신시장은 트래픽 증가로 인한 네트워크 부하 증대 및 통신서비스에 대한 이용자 지출의 지속적인 감소로 인해 보다 효율적으로 서비스를 제공해야 할 필요성이 증가하고 있음

  - 유럽 대부분의 이동통신 사업자 및 장비공급업체들에 이어 미국 최대 이동통신사업자 보다폰과 AT&T가 LTE 지원에 나섰으며, 버라이즌과 일본 도코모도 LTE에 힘을 싣고 있어 2014년까지는 LTE 도입을 완료할 것으로 전망

  - 향후 시장에서의 경쟁은 LTE 진영과 Wibro 진영의 양자구도로 진행될 것으로 보이며, 다수를 점한 LTE 진영이 보다 유리한 입장일 것으로 전망