지금 이 순간

1. 개요

 - 이동통신시스템의 전파 경로 직접파, 반사파, 회절파

 - 일반적인 이동통신 환경에서 단말기는 대부분 다수의 반사파와 회절파가 수신됨

 - 이동국은 지속적으로 이동하므로 기지국과 이동국 사이의 전파경로 특성이 시간적으로 계속 변함

 - 이를 극복하기 위해 링크적응기술이 요구됨

 - 링크적응기술이란 무선링크의 상태에 따라 적절한 파라미터를 적용하여 오류없이 데이터를 전송하는 방법

2. 이동통신에서 전파 특성

 가. 경로 손실

    - 자유공간 손실에 의해 발생

    - 거리에 따라 손실 커짐

    - 이동국이 움직임에 따라 무선 수신신호의 크기는 천천히 변화함

 나. Shadowing

    - 장애물에 의한 감쇠

    - 전파 진행방향을 가로막고 있는 물체의 회절현상으로 수신 전계가 느리게 변하는 현상

 다. Multipath fading

    - 도심지에서 다중 전송경로로 인하여 수신 신호들 사이에 도착시간의 차이 발생

    - 도착 시간차이를 갖는 신호들이 벡터 합을 이루게 될 때 수신 전계강도가 빨리 변하는 Fast fading 발생

    - 수신신호의 전계가 빨리 변하는 Fast fading

    - Multipath 페이딩은 Rayleigh 분포를 갖음

http://www.sharetechnote.com/html/Handbook_LTE_Fading.html

http://www.sharetechnote.com/html/Handbook_LTE_Fading.html

  라. 간섭

    1) 주파수간 간섭

       - 동일채널 간섭: 동일 주파수끼리의 간섭

       - 인접채널 간섭: 인접 주파수끼리의 간섭

    2) 심볼간 간섭

       - ISI(Inter Symbol Interference)

       - 전파의 도달 시간차이에 의해 발생

       - 무선 전파의 다중경로 환경에서 서로 다른 지연시간을 겪게 되어 이들의 합성에 의해 시간축상에서 파형이 늘어지는 현상

       - 다중 경로 지연 확산

http://www.teletopix.org/4g-lte/inter-symbol-interference-in-lte/

  마. 도플러 확산

     - 수신기와 파원이 가까워지면 수신 주파수 올라감, 멀어지면 수신주파수 내려감

     - 도플러 확산: 도플러 천이로 주파수 대역의 확산

                          fr=ft±ν/λ*cosθ

3. 링크적응 기술

 가. AMC

    - Adaptive Modulation and Coding

    - 채널환경의 변화에 따라 변조 및 코딩 포맷을 변화시킴

    - 예를 들어 채널환경이 좋을 경우 64QAM 방식을 이용하여 전송속도를 높이고

                    채널환경이 좋지 않을 경우 QPSK 방식을 이용하여 에러에대한 강인성을 높임

 나. H-ARQ

    - FEC 기술과 ARQ 기술을 조합한 구조

    - 무선의 열악한 채널환경에서 신뢰성을 보장하기 위해  FEC(Forward Error Correction) 와 ARQ(Automatic Repeat Request)를 조합한 형태임(3세대 이동통신, Wibro에서 적용됨) 

   - FEC와 비슷한 수준의 정보처리율과 ARQ와 비슷한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있음

   - ARQ 방식은 FEC 방식에 비하여 구조가 간단하고 높은 신뢰성을 제공하지만 채널의 BER이 증가하면서 시스템 효율이 저하되며, FEC 방식은 채널의 BER에 상관없는 정보처리율을 유지하지만 신뢰도가 낮음

 다. 전력제어

- 근거리/원거리 문제를 극복하기 위해서는 기지국에서 수신되는 각각의 이동국의 수신전력이 일정하도록 이동국의 송신 전력을 조정하여야 한다

  - 즉, 기지국에 가까이 있는 이동국은 낮은 송신출력으로, 먼 곳에 있는 이동국은 큰 전력으로 송신하도록 하여 기지국에서 수신전력이 일정하도록 하는 것을 '전력제어'라고 한다.

  - 다수의 사용자가 이용하는 이동통신시스템에서 사용자간 간섭의 영향을 줄여서 보다 나은 서비스를 제공하기 위한 기술임

 라. 각 기술 비교

4. 맺음말

 - LTE 또는 5G로 발전하면서 고속전송기술로 발전되어 간섭 및 잡음에 의 한 채널영향이 더욱 커지고 있음  

 - 이를 극복하기 위한 방안으로 Relay, OFDM, MIMO, CoMP, IcIc등 다양한 기술을 개발하고 있음

 - Link Adpatation기술은 무선링크의 상황에 따라 적응적으로 채널감도저하 문제를 개선할 수 있는 기술임

1. 개요

2. 5G 이동통신서비스의 요구 조건

3. 5G를 위한, 현재 4G 네트워크가 가지는 한계점

4. 현재 이동통신망과 5G 이동통신망

5. 5G와 네트워크 슬라이싱

6. 결론

1. 개요

 - 5G 이동통신서비스는 차세대 이동통신 서비스로 초당 20Gbps(최대 전송률) 이상 속도를 내는 통신서비스임

 - 현재 사용하는 4G LTE보다 270배에 달하는 서비스 속도를 제공하려면, 현재 4G 네트워크가 가지는 한계를 극복하기 위한 여러 대책이 필요

 - 4G 네트워크의 한계점은 네트워크의 가용성 증대에 따른 Traffic 집중현상과 이에 따른 기술적 해결이 핵심

2. 5G 이동통신서비스의 요구 조건

3. 5G를 위한, 현재 4G 네트워크가 가지는 한계점

  가. 고속 통신서비스의 한계점

     - 현재의 4G 네트워크에서 개인당 느끼는 체감속도는 10Mbps 미만임

     - 대용량 트래픽을 유발하는 멀티미디어 서비스 수용증가

     - 5G 이동통신서비스에서는 이러한 저속 통신의 문제를 해결해야 함

  나. 다양한 단말 수용의 한계점

     - 다양한 단말 수용문제는 모바일 기기, 의료/보건 통신기기, 차량통신 기기, TV 단말, 쇼핑, 물류서비스의 기기 등 다양한 분야에서 사용되는 기기를 수용하는 것을 말함

     - 현재의 4G 이동통신에서는 스마트 폰 및 태블릿 PC 등, 휴대용 모바일 통신기기의 서비스를 위한 시스템이 주요 구성임

  다. 네트워크 가용성 향상의 한계점

     - 네트워크 가용성이란 언제 어디서나 서비스를 제공해 줄 수 있는 시스템의 능력

     - 오류가 발생해서 시스템이 더 이상 서비스나 자원을 제공하지 못하는 장애상태에 빠지면 가용성이 낮아진다

     - 현재 4G 이동통신망은 PDN-GW로 Traffic이 집중되는 구조

     - Traffic 분산 및 저지연 패킷 전송에 유리한 Flat한 구조로 진화할 것임

     - SDN과 NFV기술 도입을 통한 네트워크 가용성 향상

  라. 네트워크 증설의 한계점

     - 컴퓨팅 능력이 향상되고, 개인의 휴대용 기기의 성능에 따른 빅데이터 중요성이 이슈화되고 있는 상황에서 저장장치 증설의 문제가 해결되어야 함

     - 물리적 증설은 효율성이 떨어지므로 소프트웨어적인 가상화기술을 통한 클라우드 시스템이 5G 이동통신 환경에 적용되어야 함

4. 현재 이동통신망과 5G 이동통신망

<출처 http://www.netmanias.com/ko/post/operator_news/7827>

5. 5G와 네트워크 슬라이싱

  - 네트워크 슬라이싱이란 물리적으로 하나의 네트워크를 논리적으로 분리된(마치, HDD를 C와 D로 파티셔닝해서 쓰는 것처럼) 네트워크를 만들어 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스들에 대해 그 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공해주는 것

  - 하나의 물리적인 망상에 여러 개의 논리적인 망을 만들어 비용을 절감해주는 것이 네트워크 슬라이싱

  - 5G의 주요 Use case와 특성

 - 네트워크 슬라이싱 개념도

  - 네트워크 슬라이스 만들기

<출처 http://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=blog&no=8292>

5. 결론

  - 4G 네트워크의 한계점은 이용자 체감속도 10Mbps의 속도문제, 다양한 단말수용 문제, 네트워크 가용성 증대에 따른 문제, 네트워크 증설의 한계가 있음

  - 이른 개선하기 위한 방향으로 5G 네트워크는 진화할 것으로 보임

  - 5G 네트워트에서는 ① Flat네트워 크 구조, ② S/W의 가상화 (Virtualization)  및 모듈화(Modularization), 

③ 개방형 (Open) 네트워크로의 진 화로의 혁신이 기대되고 있음

  - SDN, NFV, 네트워크 슬라이싱 기술등이 관련 기술로 떠오르고 있음

1. 개요

 - 4세대 LTE를 응용하여 철도에 특화시킨 기술이 LTE-R(Railway)

 - LTE-R은 초고속 무선통신기술 LTE를 기반으로 하는 철도전용 무선통신망

 - KTCS(Korea Train Control System)는 LTE를 기반으로 하는 차세대 무선열차제어시스템

2. 철도전용 무선통신망 동향

 가. 국외

    - 현재 3G 기술을 기반으로 하는 GSM-R이라는 기술을 철도무선 통신망등으로 활용

    - LTE는 세계주요국가 대부분에서 상용화 또는 상용화 준비 중으로 이미 무선통신기술의 대세

    - 고속철도를 운영 중인 국가들을 중심으로 LTE-R의 상용화를 목표로 연구 진행 중

  나. 국내 

    - 우리나라의 경우 LTE 기술력은 세계 최고수준

    - 도시철도용 무선 열차제어시스템의 기술은 선진국 수준에 진입하였으나 일반 및 고속철도용 무선열차 제어시스템은 연구단계로 기술 확보가 필요한 상황

     - LTE기반의 철도 무선통신망은 700MHz, 1.8GHz, 2.6GHz 등이 후보대역으로 거론되었으나 현재는 700MHz 대역에서 국가재난안전통신망함께 통합·연계하는 것으로 결정

     - 국토교통부는 일반 및 350km/h 이상의 고속 열차에서 안정적인 철도 통신 서비스를 제공하는 것을 목표로 열차 제어시스템을 포함하는 철도통합무선망 구축을 추진

3. LTE-R 기대효과

 - 현재 국내 철도무선방식은 VHF2)(일반철도), TRS3)-ASTRO(고속1단계), TRS-TETRA(고속2단계)등으로 복잡하고 다양하게 구성

  - 국내 철도통신기술에 적용하는 무선통신기술 은 150MHz 대역의 VHF망을 음성통신 용도로, 800MHz 대역의 TRS(주파수공용통신)망을 음성 및 데이터 통신 용도로 지역별 혹은 노선별로 서로 다르게 사용

 - 운영과 유지보수의 효율성이 떨어지는 문제

 - 현재 사용 중인 기술은 초고속데이터 전송이 불가

 - LTE-R은 기존의 무선통신방식을 일원화하여「운영과 유지보수 효율성 증대」와 더불어 초고속데이터 전송을 통한「다양한 융합 서비스 구현」이 가능

4. LTE 기반 철도통신시스템 구조

5. KTCS

  가. 개요

     - KTCS는 국내기술로 개발하는 최첨단 차세대 무선열차제어시스템

     - 무선을 이용하여 실시간 열차 위치, 속도 파악, 충/추돌 방지 등이 가능한 시스템

     - KTCS는 무선기반의 시스템 인만큼, 무선 초고속데이터 전송이 가능한 LTE-R은 KTCS의 핵심기술

  나. 구성도    

6. 맺음말

  - 현재 LTE기반의 철도 무선통신망은 700MHz 대역에서 국가재난안전통신망과 함께 통합·연계 하는 것으로 결정

  - 철도 무선통신망 중에서도 열차제어를 위한 무선 데이터 통신은 높은 안정성과 신뢰성이 요구되기 때문에 철도망과 재난망이 같은 주파수 대역에서 공존하기 위해서는 주파수 간섭문제를 해결하는 기술적 과제와 정책적 조율이 요구

  - 350km/h의 속도로 달리는 고속열차의 빈번한 핸드오버 환경에서도 안정적이고 연속적인 LTE 기반의 무선 열차제어 기술은 향후 국제적인 철도 기술을 선도할 수 있는 핵심 기술이 될 것

<참조>

4_LTE-R과_KTCS_철도운영기관합동회의_150519(설명자료).pdf

1. 개요

 - 입력 출력을 증폭하여 더 큰 출력을 만들어 내는 기기

 - 증폭기의 성능 파라미터 P1dB, IMD, IP3, ACPR/ACLR 등이 있음

 2. P1dB

  가. 개요 

     - 증폭기에서 최대(선형) 축력 전력을 나타내는 지표

     - 1dB Gain Compression Point

  나. 특성

    - P1dB와 평균전력의 차이를 Back-off

    - PAPR이 클수록 Back-off를 크게 갖고 가야함

               FM 변조 방식: 약 3dB Back-off

               OFDM 방식: 약 10~12dB Back-off

3. IMD

 가. 개요

   - IMD(Inter Modulation Distortion)란 비선형 소자를 통한 RF 신호처리 과정에서 두 개의 다른 입력 주파수 신호의 Harmonic 주파수들끼리의 합과 차로 조합된 출력주파수 성분이 나오는 현상

  - 즉, 2개 이상의 주파수가 서로 간섭하여 불필요한 주파수 성분이 증폭기 출력에 나타나는 현상임

  나. IMD 스펙트럼 분석

 다. IMD가 시스템에 미치는 영향

   - 두 주파수 성분에 의해 발생하는 3차 IMD들은 수많은 주파수들이 조합된 경우 하나의 대역폭을 가진 잡음을 형성

   - 이러한 잡음은 신호의 진폭과 위상 왜곡을 발생시킴

4. IP3

 -  fundamental 출력전력과 IM3 성분이 포화되지 않고 계속 증가한다는 가정하에 두 전력점이 같아지는 지점

 - IM3 성분의 증가율이 fundamental 신호의 전력증가율보다 높다

 - IP3 값은 클수록 좋음 

5. ACPR/ACLR

  가. ACPR

    - Adjacent Channel Power Ratio

    - 인접 채널의 전력 비율

  나. ACLR

    - Adjacent Channel Leakage Ratio

    - 자기 채널과 옆의 누설채널과의 전력차이를 의미

6. 선형성 증가방안

 - 출력단에서는 선형성을 위해 LPF 형태의 매칭구조를 사용(출력단에서 하모닉 제거)

 - Harmonic Termination(Harmonic 주파수에 간단한 notch filter (Band reject/stop filter) 사용)

 - Back-off

- Feedback을 이용한 선형성 증가

- Pre-distortion을 이용한 선형성 증가

- Feedforward를 이용한 방식(feedback과 달리 왜곡성분을 추출하고 그것을 입력단으로 보내어 처리하는게 아니라 출력단 자체에서 해결)

<배경>

 - 이동통신 네트워크 용량은 주파수 효율 향상 및 초광 대역 주파수 확보 등을 통해 증대 가능, 하지만 용량 향상 정도 제한적

 - 급증하는 모바일 데이터 트래픽을 수용하기 위해 소형셀을 통한 네트워크 용량 증대 고려

 - 소형셀을 통한 용량 향상 방안은 매크로와 같은 대용 량 기지국의 설치와는 달리 설치가 간단하고 거리 시설 물을 이용할 수 있기 때문에 사이트(site) 확보 및 운영 비용이 절감되는 장점이 있지만, 고밀도 환경으로 갈수 록 네트워크와의 연결을 위한 선로 설치 및 운영 부담이 증가하는 문제를 갖는다. 이를 해소하기 위해 최근에는 무선 백홀(backhaul)을 통해 네트워크와 소형셀을 연결 하는 솔루션이 제품화

 - 네트워크 패러다임이 인프라 중심에서 사용자 중심으로 전환되면서 사용자를 따라 움직이는 이동 소형셀에 대한 관심이 고조

1. 개요

 - 차량 탑재 및 휴대 등을 통해 이동이 자유롭고 (Moving Base Station/Relay), 자체 응용/Cloud 서버를 통해 서비스 직접 제공이 가능하며, 근접 이동셀들과 셀 간 직접 통신이 가능한 초소형 이동 기지국

2. 개념도

 -  자유로운 이동 중 에도 네트워크와 통신 제공을 위해 상위로는 무선 백홀 (backhaul) 링크를 통해 네트워크와 연결되고, 하위로 는 액세스(access) 링크를 통해 단말들의 접속을 제공하 며, 독자적인 셀(cell) 구성이 가능한 Moving Base Station/Mobile Relay 구조를 기반

3. 이동셀 특징

 가. Mobile Edge Cloud

   - 기존의 기지국이 주로 네트워크와 단말을 연결해 주는 중계 기능을 제공한 것과는 달리, 5G 이동셀은 사용자 중심의 서비스 제공 및 공유 모델을 실현하기 위해 자체 응용/Cloud 서버 및 GW(gateway) 기능이 탑재

   - 자체 응용/Cloud 서버는 네트워크로부터의 콘텐츠를 일 시적으로 저장하여 접속 단말에게 고품질의 액세스 링 크를 통해 전달하는 캐슁(caching) 기능도 제공하지만, 사용자에 의해 생성된 콘텐츠 및 데이터를 저장, 관리하 고 주변 사용자들과의 직접 공유도 가능한 mobile private cloud 서버 기능도 제공함

 나. Cell to Cell Direct 통신

   - 기존의 기지국 간의 통신이 모두 네트워크를 경유했 던 것과는 달리, 5G 이동셀은 사이드홀(sidehaul) 링크를 통해 주변 이동셀 간 직접 통신 기능을 제공함

 다. Multi-RAT 액세스 

   - 기존의 이동통신 기지국이 Cellular 기반의 단일 액세 스를 제공하던 것과는 달리, 5G 이동셀은 Cellular와 함 께 WiFi 및 Bluetooth 등 Non-Cellular 액세스를 제공 함으로써 접속 단말의 다양성을 향상시킬 수 있음

4. 이동셀 무선 링크 형상도

가.  Co-channel Links 

    - 이동셀을 중심으로 백홀/사이드홀/액세스 링크가 모 두 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주 파수 자원 사용

 나.  Dedicated Backhaul/Sidehaul Links

    - 이동셀의 액세스 링크는 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주파수 자원을 사용(3GPP HetNet(Heterogeneous Networks) 환경과 유사)하지 만, 백홀과 사이드홀은 별도의 주파수 자원 사용

 다.  Dedicated Access Links 

    - 이동셀의 백홀과 사이드홀은 매크로 기지국이 사용하는 액세스 링크와 동일한 주파수 자원을 사용하지만, 액세스 링크는 매크로 기지국과 상이한 주파수 자원을 사용

5. 5G 이동셀의 요소 기술

 - 기반 기술, 인접 통신 기술, 고밀도화 기술로 분류

 - 기반 기술은 이동셀의 구조 및 기본 기능 제공을 위해 필요한 요소 기술

 - 인접 통신기술은 주변 이동셀과의 통신을 위한 기술

 - 고밀도화 기술은 이동셀이 고밀도 환경에서 운영될 때 필요한 요소 기술을 의미

 5G 이동셀 기술 및 표준화 동향(ETRI, 2015)

1. 개요

 - 능동 안테나 시스템 (Active Antenna System; AAS)은 기지국용 안테나의 각 소자마다 RF 능동 모듈이 결합되어 배열

 - 능동 안테나 시스템 (AAS)은 안테나 소자마다 능동형 모듈이 장착되어 소자간 진폭과 위상을 원하는 대로 조정할 수 있는 시스템

 - 디지털 빔포밍 (Beamforming)을 통해 셀 환경에 적합한 다양한 빔 패턴을 구현

 - 수직적 섹터구분 (Vertical Sectorization)을 통해 주파수 효율을 증대

2. 배경

 - LTE 가입자, connected device 및 mobile video 사용량의 증가와 네트워크 기술의 진화로 모바일 트래픽은 기하급수적으로 증가

 - 이를 극복하기 위해 무선환경 효율성 및 셀 분할을 증대하기 위한 기술이 연구/개발

 - 이러한 일환으로 나온 안테나 기술이 AAA(Active Antenna System)

3. 특징

http://www.netmanias.com/ko/

1. 개요

 - 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 다다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술

 - 다중안테나 방식은 빔포밍(간섭제어), 공간다중화, 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 4G 및 5G 시스템의 핵심기술임

2. MIMO 검파방식

 가. MRC(Maximum Ratio Combining)

    - 수신안테나 다이버시티 사용

    - 두개의 수신안테나로부터 수신한 신호를 적절히 조합하여 양질의 신호를 얻음

 나. 알라무티 코드(Alamouti code)

   - 2개의 송신안테나를 이용한 공간(송신) 다이버시티 기법으로 수신 다이버시티 이득을 얻을 수 있음

   - 수신 다이버시티 기법보다 복잡도가 낮음

   - STBC(Space-Time Block Code)의 일종인 알라무티 코디가 가장 대표적

   - 알라무티 코드기술을 이용하여 직교관계가 성립되는 송신 데이터를 두 개의 안테나로 각각 전송함

   - 송신 전력을 분배해 사용하므로 전력이 3dB 낮아지는 단점이 있음

 다. V-Blast

     - 각각의 안테나로 각기 다른 데이터를 전송하는 공간다중화 기법임

     - 채널이 안테나수에 비례해 증가하므로, 채널 용량을 향상시킬 수 있음

     - 복잡도가 증가하는 문제점

1. 이동통신 개요

 - 이동통신에서는 전송수단으로 전자파를 사용하며, 전자파의 경로 손실 특성과 동일 주파수끼리의 간섭 특성으로 인하여 서비스 지역과 채널수가 제한됨

 - 서비스 지역의 제한과 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위해서 제안된 개념이 '셀룰러'임 

 - '셀룰러 통신'이란 서비스 지역을 여러 개의 작은 구역, 즉 '셀'로 나누어서 통신하는 방식

- 이동통신은 CDMA->WCDMA->LTE로 변화되면서 전송속도 고속화가 진행되고 있음

- 현재의 LTE-A는 이동시 100Mbps, 고정시 1Gbps를 지향함

- ALL-IP기반으로 IMS기반하에 모든 Device가 Mesh처럼 연동되는 IoT개념으로 발전되고 있음

2. 이동통신의 무선채널 특성

가. 채널간 간섭

 - 동일채널 간섭 , 인접채널 간섭등이 발생됨

 - 채널간 간섭으로 인해 Error율이 높아짐

나. 반사파에 의한 페이딩

 - Long Term Fading, Short Term Fading 현상이 발생됨

 - 페이딩에 의해 Error율이 높아짐

다. 반사파에 의한 Delay Speread(지연확산)

 - 무선 전파의 다중경로 환경에서 각각 다른 경로를 거치게 된, 첫번째 수신전파와 그 다음 반사되어오는 수신 전파사이에 시간 지연 또는 합쳐지는 효과

 - ISI발생으로 Error율이 높아짐

라. 이동체 속도에 의한 도플러확산

 - 도플러효과에 의해서 캐리어주파수가 변동됨

 - 캐리어주파수가 변화되어 간섭 또는 Call Drop현상이 발생됨

3. 극복방안 (LTE시스템 기반)

 * 각각의 항목에 대해서는 정리를 꼭 해보시기 바랍니다.

<참조>

지연확산

        http://ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=2505&id=355

4. IMT-2020 , 5G , Beyond 4G

 - 5G의 요구사항 은

    ▲10~200배 많은 디바이스

    ▲10Gbps 이상의 피크 데이터 속도 , 100Mbps 즉각적 공급

    ▲10000배 많은 트래픽

    ▲1ms 미만의 전파 지연시간

    ▲10년 베터리 수명

    ▲저렴한 M2M 통신

끝.  

<출처>

정보통신감리원 정보통신기술자, http://cafe.daum.net/impeak,  정보통신기술사 박종규

1. 이동통신망 설계 개요

2. 무선망 품질 목표

3. 무선망 설계 기준

4. 이동통신 무선망 설계흐름도 와 산출물

5. 결론

1. 이동통신망 설계 개요

 - 서비스 지역환경에 적합한 전파전파모델의 적용을 통한 기본설계

 - 전파 측정작업을 병행하여 기지국 위치선정의 정확성을 높이고, 동시에 전파 음영지역의 최소화 및 투자비의

 절감효과를 거두는 목적이 있음

 - OPEX(운영비용) 낮게, CAPEX(설비비용) 낮게 하는 것이 관건임

2. 무선망 품질 목표

    - 통화커버리지는 적정하게

    - 서비스 등급은 높게(통화성공율, 핸드오프 성공율, 호손실률 낮게 등)

    - 통화품질은 높게

3. 무선망 설계 기준

    - 통화 및 데이터 트래픽 예측치

    - 수신감도에 따른 셀설계 기준치

    - 기지국 및 이동국의 최대 출력치

    - 중계국의 수량 및 배치 예상치

4. 이동통신 무선망 설계흐름도 와 산출물

 - 이동통신망 설계는 타당성조사, 기본설계, 실시설계, 시공 순으로 진행됨

http://cafe.daum.net/impeak/Pthm/1?q=%C1%A4%BA%B8%C5%EB%BD%C5%B1%E2%BC%FA%BB%E7&re=1, 박종규 기술사 자료

5. 결론

 - 무선망 설계결과물로는 핸드오프 예상도, 기지국 배치도, 서비스지역 예상도등 이 있음

 - 각 단계별로 정확한 예측을 통해 최대의 ROI(투자대비 수익율)를 추구함

 - 최근의 이동통신망은 데이타 트래픽을 위주로 설계되며, OFDM+MIMO+CoMP+IcIc등 다양한 기술이 접목되고 있음

<참조>

http://cafe.daum.net/impeak/Pthm/1?q=%C1%A4%BA%B8%C5%EB%BD%C5%B1%E2%BC%FA%BB%E7&re=1, 박종규 기술사 자료

1. 개요

 - 5G와 IoT로 인한 무선 트래픽 급증에 대응하기 위해

                       무선망 성능 개선

                       주파수 효율 향상

                       신규 주파수 할당

                       주파수 공동 사용 기술 개발  

    등이 복합적으로 적용되어야 달성 가능

 - 그의 일환으로 LTE를 비면허 대역에 사용하려는 LTE-U라는 주파수 공동 사용 기술을 이동통신에 적용

 - 별도의 허가나 사용료 없이 사용가능한 Wi-Fi용 주파수를 이용하여 LTE방식으로 Access하는 기술

 - LTE-A의 주파수 집성기술을 활용하여 1차 캐리어를 면허대역 LTE 기반으로 하고, 2차 캐리어를 비면허 대역 LTE로 묶어서 고속으로 데이터를 전송하는 기술

 - 우선적으로 5GHz 비면허대역에 적용을 검토

 - 현재 사용 중인 LTE 주파수는 700MHz, 900MHz, 1800MHz, 1900MHz, 2100MHz가 있으며, LTE-U 주파수는 Wi-Fi 대역 중 5.8GHz 대역임

 - 주파수를 확보하기 위해 Unlicensed 대역을 함께 사용하는 기술임

2. LTE-A의 CA 기술의 진화

  - LTE CA는 여러 LTE 채널들을 결합하여 총 주파수 대역폭을 넓히고 사용자 속도를 높이는 기술

  - LTE CA에서 묶여진 채널들은 하나의 primary 채널과 하나 이상의 secondary 채널(들)로 구분

  - CA 제어는 primary 채널만이 처리하며, primary 채널을 anchor로 하여 secondary 채널(들)을 결합/해제

  - LTE-A에서는 5개까지 LTE-Pro에서는 32개까지 LTE 채널을 결합할 수 있고 그 결과 수백 Mbps에서 수 Gbps까지의 속도를 제공

  - LTE CA는 채널을 결합할수록 속도가 증가하나 가용 면허 주파수의 부족, 엄청난 주파수 비용으로 인해 이동통신사업자는 면허 주파수를 제 때 확보하는데 어려움을 겪고 있음

  - 2013년 6월 세계 최초로 2-band CA (총 20 MHz, 150 Mbps)를 상용화한 이래 2014년 6월에는 광대역폭을 이용한 2band CA (총 30 MHz, 225 Mbps), 2015년 1월에는 3사 모두 3-band CA (총 40 MHz, 300 Mbps)를 상용화

  - 추가 면허 대역 확보에 어려움을 겪는 모바일 사업자들이 비면허 대역인 WiFi 대역 활용을 적극적으로 시도

3. Aggregation technology

<출처> Netmanias, LTE-WiFi Aggregation 기술 분석

가. LTE-U/LAA

   1) 개념도

    - LTE-CA를 그대로 비면허 대역으로 확장하는 기술

    - LTE-A의 주파수 집성기술을 활용하여 1차 캐리어를 면허대역 LTE 기반으로 하고, 2차 캐리어를 비면허 대역 LTE로 묶어서 고속으로 데이터를 전송하는 기술

  2) LTE-U의 Access 망

 3) LTE-U의 장점

   - 주파수 대역폭 확장으로 채널용량 개선

   - 기존 Wi-Fi 인프라를 그대로 수용하여 옥내커버리지 확보

   - LTE와 LTE-U 서비스에 스케줄링을 통한 트래픽 분산가능

   - QOS 확보

 4) LTE-U의 제약사항

    - LTE와 Wi-Fi의 채널 액세스 방법이 다르게 때문에 발생하는 fair access 이슈

        --->LTE와 WiFi가 같은 채널에서 전송을 시도하면 LTE가 채널을 점유해 버려 WiFi에 불공정

    - 나라별로 다른 5GHz 주파수 정책

    - 기존 LTE 망에 신규 LTEU/LAA 스몰 셀 (예, Small RRH, Pico)을 도입해야 하므로 상당한 액세스 망 비용이 필요

    - 단말 역시 5 GHz LTE 하드웨어가 필요

 5) LTE 서비스간 비교

  나. LTE-WiFi Link Aggregation(LWA)

      1) 개념도

       - LTE-U/LAA가 비면허 대역을 이용할 수 있지만 단말과 스몰셀에 새로운 5GHz LTE 하드웨어가 답재되어야만 함

       - 기존 단말과 기지국을 활용할 수 있는 대안으로 LWA가 등장

       -  LTE용 5 GHz 하드웨어 없이 WiFi AP들을 활용하여 LTE 트래픽을 전달

      2) LWA access망

      3) 특징

        - LWA에서 LTE는 LTE 대역을 WiFi는 WiFi 대역을 이용하므로 LTE-U/LAA와 달리 기존 WiFi와의 fairness나 regulation 문제가 없음

        - LTE 데이터가 eNB에서 분리된 후 단말에서 다시 결합되어야 하므로 eNB, WiFi AP, 단말 모두에 LWA 기능이 추가되어야 하고, LWA 구조, 프로토콜, 동작이 정의

        - LAA와는 달리 새로운 하드웨어를 필요로 하지 않고 기존 기지국과 WiFi AP를 소프트웨어 업그레이드하여 이용

        - 단말에서는 소프트웨어 업그레이드 필요

        - WiFi로 전송된 LTE 트래픽에 대한 과금 정보를 수집하는 방법과 과금 정책이 필요

  다. MPTCP path aggregation

    1) 개념도

      - 3GPP에서 주도하는 LWA는 LTE와 WiFi를 radio link 레벨에서 결합

      - IETF MPTCP WG에서 주도하는 MPTCP는 LTE와 WiFi를 TCP 레벨에서 결합

      - 전송 계층 프로토콜인 TCP 프로토콜을 MPTCP로 확장

      - 기존 TCP가 단말과 서버 간에 하나의 TCP 경로만 설정하던 것에 비해 MPTCP는 단말과 서버 간에 여러 TCP 경로를 구성하여 동시에 데이터를 전송

    2) access망 구조

   3) 특징

     - LTE 사업자는 기존 망 인프라 (LTE 망, WiFi 망 and IP infrastructure)를 교체/변경하지 않고 MPTCP Proxy 추가와 단말의 소프트웨어 업그레이드 만으로 LTE 와 WiFi를 결합할수 있음

     - 인프라 투자비용을 최소화하고 즉각적으로 상용망에 적용 가능 

     - MPTCP 기술이 기존망에서 최소의 비용으로 즉각 상용화하여 서비스할 수 있는 가장 현실적인 기술

4. Aggregation technologies 비교

  - LTE-U/LAA/LWA는 radio 레벨에서 LTE와 WiFi를 결합하므로 추가적인 core 망 기능이 필요 없는 반면 새로운/업그레이드된 RAN 장비와 단말이 필요하다. 

  - LTE-U/LAA는 WiFi와 채널 액세스 메카니즘이 다른 LTE가 비면허 대역을 WiFi와 같이 사용하므로 fair access 솔루션이 주요 이슈이다.  

  - LWA는 비면허 대역을 WiFi만 사용하므로 fair access 이슈는 없는 대신 LTE 트래픽을 PDCP 계층에서 결합하기 위한 프로토콜의 변화와 과금 방법이 이슈이다. 기존 장비와 단말의 업그레이드 가능 여부가 LWA의 비용 효율성에 영향을 미친다.   

  - MPTCP Proxy는 기존 망 위에서 결합하므로, RAN 기술/종류에 무관하고 기존 망의 교체/변경이 필요없다. 

  - MPTCP Proxy는 LTE 망과 WiFi 망으로 나눠지는 subflow들에 대한 관리/제어, 사업자 서버와의 연동, 기존에 무료로 이용하던 WiFi 트래픽에 대한 과금 정책이 이슈가 된다. 

http://www.tta.or.kr/data/weekly_view.jsp?news_id=4180

152-5-3.pdf