'저가의 고속 무선데이터 서비스'를 지향하는 이동통신 기술진화의 경제성, 최근 모바일 데이터 트래픽의 급증에 따른 3세대 이동통신 망으로의 대응 한계 등에 따라 국내외에서 LTE 및 4세대 이동통신으로 진화가 본격화되고 있다. 차세대 이동통신 망으로의 조기 진화 시 발생하는 참여주체간 효용의 trade-off 문제, 이동통신 사업자의 망 진화 요인분석 등의 차세대 이동통신 망으로의 진화과정에서 발생하는 주요 이슈를 검토하고, 4세대 이동통신용 주파수 조기 확보, 차세대 망 투자에 대한 정책적 인센티브 제공 등 국내 차세대 이동통신 망 투자를 촉진할 수 있는 정책방향을 제시한다.
차세대 이동통신에 의한 새로운 정보통신 환경 실현은 21세기의 산업구조에도 막대한 영향을 주어서 대변혁을 가져올 것이다. 4세대 이동통신의 실현에 의한 정보통신환경의 Broadband화, Ubiquitous화, Mobile & Wireless화에 의해 주요한 산업으로 크게 확대되고, 융합.발전할 것으로 기대되고 있다. IMT-Advanced 이동통신 기술은 고속이동 환경에서 최대 100Mbps, 고정 또는 저속이동 환경에서 최대 1Gbps의 데이터전송속도로 비대칭/대칭적 패킷 서비스와 방송 서비스를 포함한 다양한 서비스를 IP기반으로 통합 제공하는 기술을 의미하며, IMT-Advanced 시스템뿐만 아니라 다양한 무선통신 시스템과 통합되는 형태로 실현될 것으로 예상된다. 본 고에서는 차세대 이동통신기술 동향과 국내외 개발 동향, 표준화 동향 등을 간략히 살펴보고자 한다. 특히, 차세대 이동통신 기술은 셀룰러 이동통신, 차세대 WLAN, 차세대 WPAN, SDR 등을 중심으로 살펴보고자 한다.
본고에서는 차세대 이동통신 단말 기술에 대해서 알아본다. 차세대 이동통신망은 새로운 4세대 이동통신뿐 만 아니라 기존의 3세대 셀룰라 이동통신, 와이브로, 무선랜 등의 다양한 무선 액세스 시스템이 공존하는 형태로 발전하며 서비스 또한 통신, 방송, 인터넷 접속 등이 다양하게 융합되는 형태로 전개될 것으로 예측된다. 이와 같은 차세대 이동통신망 환경에서의 단말은 다양한 무선 액세스 시스템에 접속이 가능하도록 멀티-모드/멀티-밴드를 지원하며 사용자에게 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하는 올-인-원 형태의 단말로 발전할 것으로 전망된다. 이를 위하여 차세대 이동통신 단말은 고속의 무선 전송 기술, 다양한 무선 액세스 기술을 수용할 수 있는 플랫폼 및 핸드오버 기술, 그리고 다양한 장치 기술 상의 발전을 필요로 한다.
국내 차세대 이동통신 산업은 1994년 세계 최초 CDMA 상용화에 이은 CDMA2000 및 W-CDMA 구축, 세계 최초 최고의 무선 인터넷 기술인 WiBro기술의 개발 및 보급, 꿈의 통신으로 여겨지는 3.9세대 LTE시스템 구축과 보급으로 세계 최고의 뛰어나 기술력을 가진 산업으로 발전하였다. 이러한 우수한 국내 이동 통신 인프라는 기존의 조선 및 선박과 같은 전통산업과 바이오 및 의료기기와 같은 신산업과의 융합을 통하여 국가 경쟁력 한층 더 향상 시키는데 기여하였다. 또한 휴대폰분야에서도 국내 기업이 세계 최고의 경쟁력을 가진 기업으로 성장하는 등, 차세대이동통신 산업은 타 산업과 달리 기술의 빠른 추종자 (Fast Follower)에서 기술 선도자 (First Mover)로서의 지위를 가지게 되었다. 그러나, 이동통신 시스템 분야에서는 이미 중국 업체가 세계적으로 약진하고 있으며, 휴대폰 분야에서는 선도 기업과의 경쟁 및 견제, 후발 주자인 중국 및 대만 기업의 추격에 직면하고 있다. 한편 국내 휴대폰관련 중소 중견기업은 급격한 단말 환경변화에 따라 많은 어려움에 처해 있다. 따라서 본 논문에서는 차세대 이동통신 기술 선도자로서 지속적인 경쟁력 확보 및 대-중소기업 동반성장 생태계 조성을 통한 모바일 최강국 달성을 위한 이동통신 분야 국가 연구 개발 전략을 제시하고자 한다. 먼저 제I장에서는 차세대이동통신의 개념 및 분류 기준에 대하여 알아보고, 제II장에서는 차세대이동통신에 대한 국내외 현황과 국내 기술 수준 및 기술 경쟁력을 고찰한다. 제III장에서는 기술 선도자로서의 차세대이동통신 분야의 비젼을 제시하고, 이러한 비젼을 실현시키기 위한 국가연구개발 추진 전략을 제시한다. 마지막으로 제IV장에서는 우리나라 이동통신 미래상과 함께 국가연구개발 전략에 대한 결론을 맺는다.
본 논문은 2011년 4월 IEEE SA에서 차세대 이동통신 규격으로 승인된 IEEE 802.16m의 구현에 관한 것이다. 승인된 규격은 ITU-R에서 4세대 이동통신 표준인 IMT-Advanced 표준 기술로 확정될 예정이며, 국내에서는 WiBro-Advanced, 해외에서는 Wireless MAN-Advanced 또는 WiMAX-2로 불린다. 이 규격을 기반으로 2009년부터 규격의 표준화 활동과 함께 시스템 개발을 시작하여, 2010년 12월 1차 개발을 완료하였다. 개발된 WiBro-Advanced 시스템은 ITU-R이 요구하는 4세대 이동통신의 요구사항을 만족하고 있다. 본 논문은 구현된 시스템의 핵심 기술에 대해 기술하고, 기술적인 특징들을 살펴본다.
본 고에서는 차세대 이동통신 중 특히 무선전송과 관련한 표준화 및 국내외 기술개발 동향을 살펴보고자 한다. 이를 위해 IMT-2000 규격 표준화를 위해 설립된 3GPP와 3GPP2의 동향을 먼저 살펴보고, 다음으로 북미의 LAN/MAN 표준화 단체인 IEEE 802와, IMT-2000 진화 시스템 및 B3G 시스템 연구를 진행중인 ITU-R WP8F의 활동을 소개한다. 또한 차세대 이동통신 관련 기술에 대한 연구와 표준화 준비를 위해 설립된 포럼들, 즉 유럽 중심의 WWRF, 일본의 mITF, 한국의 GMC 포럼 등의 현황을 살펴보고, 마지막으로 북미, 유럽, 일본 및 중국 등 외국과 국내의 차세대 이동통신 기술개발 동향을 소개한다.
이동통신은 시간과 장소의 제약없이 유비쿼터스하게 인간 중심의 서비스를 제공할 수 있는, 차세대 시스템을 향하여 진화하고 있다. 특히, 사용자의 요구와 사용자 주변 상황들이 동적으로 변화하고 있는 차세대 이동통신 환경에서 다양한 센서 및 장치 그리고 관련 기술들에 의해 상황 인식(Context Awareness)이 실현될 것이다. 이러한 상황 인식을 바탕으로 차세대 이동통신 환경에서는 사용자의 요구와 사용자 주변 상황에 가장 적절한 서비스가 제공되는 상황 인식 서비스가 핵심 서비스로 부상될 것이다. 본 논문에서는 서비스 사용자와 서비스 제공자들을 연결시켜 주는 차세대 이동통신 서비스 플랫폼을 기반으로 제공되는 차세대 이동통신 서비스 환경을 기술한다. 그리고, 이러한 서비스 환경에서 차세대 통합망, 센서 및 센서 네트워킹 기술, 단거리 통신 기술의 발전에 따른 상황 정보수집 범위의 확대, 서비스 이용 범위의 다양성 등에 따라 분류된 상황 인식 서비스의 진화 단계를 제시한다.
디지털기술이 컴퓨터와 통신의 융합을 가능케하고 있으며, 이어서 최근 방송과 통신기술의 융합이 언급될 정도로 방송과 통신과는 밀접한 관계가 있다. 통신과 방송은 CATV, 위성방송, 디지털 방송 시스템 등에서 이미 기술적으로 많은 공통부분이 이용되고 있다. 따라서 각 가정의 가입자 선로에 광가입자선 또는 광대역 무선이 도입되면 B-ISDN, ATM 등의 기술을 이용하여 넓어진 대역으로 종래의 방송 프로그램뿐만 아니라 전화, 인터넷 등 통신서비스가 함께 지원되는 통신방송종합망의 형태가 실현될 것으로 예견되고 있다[1]. 본 고는 차세대 이동통신 시스템인 IMT-200 기술에 대해 언급하였다. 이동통신의 원리, IMT-2000 시스템 구성 및 필요성을 다루고, 이를 실현하기 위한 신기술에 대한 소개 및 문제점을 검토하고, 향후 방송과의 연관관계에 대해 논한다.
차세대 이동 통신은 기존의 음성 서비스뿐만 아니라 훨씬 높은 용량을 필요로 하는 고품질 멀티미디어 서비스를 제공하여야 하므로 기지국의 용량을 획기적으로 증가시키는 스마트 안테나 기술이 요구되고 있다. 스마트 안테나에 대한 논의가 IMT-2000 표준화에서 활발히 이루어지고 있으며 실시간 적응 알고리즘을 장착한 스마트 안테나 제품들이 상용화되어 출시되고 있는 시점이다. 본고에서는 차세대 이동 통신 기술로 각광 받고 있는 스마트 안테나 기술의 개념, 스마트 안테나의 종류, 적응 신호 처리 알고리즘, 스마트 안테나의 IMT-2000 표준화 동향 그리고 적용 사례들을 기술하고자 한다.
차세대 이동통신 서비스나 Beyond 4G 이동통신 서비스의 단말기는 유비쿼터스 정보화 사회의 도래에 발맞춰 기존의 single mode 시스템에서 탈피하여 3G LTE, Mobile WiMAX(WiBro), DMB, IEEE 802.11b/g/n 등의 다중 이동통신 서비스를 지원하는 단말기로 발전하는 추세이다. 또한 고속 데이터 전송을 위한 MIMO 및 스마트 안테나 등의 다중 접속 기능은 다중 밴드/다중 모드/다중 경로 처리 구조의 RF transceiver를 요구하고 있다. 이러한 융합 universal 단말기를 구현하기 위해서는 여러 이동통신 서비스를 지원하는 "Reconfigurability and Convergence" RF transceiver가 필요하지만 현재의 집적 기술로는 0-수 GHz에 할당되어 있는 모든 이동통신 서비스를 지원하는 단말기 구현에 제약사항이 많기 때문에 미국 및 유럽의 국외 연구기관과 기업에서는 2-3개의 선택적인 이동통신 서비스를 지원하는 RF transceiver를 개발하여 세계 시장에서 경쟁 준비를 하고 있다. 본 고에서는 차세대 이동통신 단말기의 RF transceiver 칩 셋 기술과 국내외 개발 동향에 대해 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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