본 논문에서는 자율주행자동차를 지원하기 위한 전방향성 특성의 이중대역 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 4G/LTE 대역 (1,710~2,170MHz)과 5G/NR 대역 (3,400~3,700MHz)을 동시에 지원하기 위한 50Ω의 단일급전이 이용된 새로운 구조의 이중대역 평판 모노폴(Dual-band Planar Monopole) 안테나의 특징을 가진다. 이중대역 특성을 위해 평판 모노폴 안테나에 측면 방사체를 추가 한 후 슬릿을 통하여 목표 성능에 최적화 되었다. 평판 모노폴 구조는 LTE 대역에서 동작하며, 동일 급전을 사용하는 모노폴 구조에 추가된 측면 방사체와 함께 5G NR 대역에서 동작을 한다. 제안된 안테나는 96.0mm의 지름을 갖는 접지면 위에 $38.5{\times}36.0{\times}1.0[mm^3]$의 크기로 설계되었다. 제작과 측정결과로부터 LTE 대역의 1,710~2,170MHz와 5G NR 대역의 3,400~3,700MHz에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하였으며, 해당 주파수 대역에서 각각 1,480~2,260MHz와 3,310~3,930MHz의 넓은 임피던스 대역폭을 얻을 수 있었다. 또한 무반사 챔버의 측정결과로부터 제안된 평판 모노폴 안테나의 이득과 전방향성 방사패턴(Omni-directional Radiation Pattern)을 확인하였다.
본 고에서는 20MHz 대역에서 다운링크 100Mbps, 업링크 50Mbps의 데이터 전송속도를 지원하는 IP 기반의 셀룰러 기술인 LTE 및 IMT - Advanced 요구사항을 만족하는 최초의 규격이 될 것으로 보이는 LTE-Advanced에 대해서 살펴보았다. LTE 기술의 이론적인 하향링크 최대 성능은 20MHz 대역폭에서 약 326Mbps 정도이다. 최근까지 전 세계 대규모 이동통신사들이 LTE를 차세대 네트워크 표준으로 채택하고 구체적인 상용화 일정 발표 및 시범테스트에 돌입하고 2010년 현재 5개 이동통신 사업자는 상용서비스를 실시하고 있다. 실질적인 4세대인 LTE-Advanced 기술은 2011년 3월 중에 마무리되고, 빠르면 2012년에 설치되기 시작할 것이다. 차세대 이동통신 표준화 동향 중에서 특히 3GPP LTE 표준화 동향 시장 및 서비스 동향을 살펴본다. 또한 ETRI가 개발한 3GPP LTE 단말 모뎀 개발 현황을 살펴보았다.
최근 국내에서 사용하는 무선 네트워크 중 Wi-Fi와 LTE등을 가장 많이 사용하고 있는 상황이다. 또한 모바일을 많이 사용하는 우리 사회에서 주로 이용하는 서비스는 웹서핑, SNS, 어플리케이션(APP) 및 파일 다운로드 등이 있다. 이와 같이 생활을 하면서 데이터양이 많이 요구되는 시점에서 모바일 사용자들은 빠르면서 안전한 것을 원하고 있다. 그리고 현재 사용되고 있는 무선 네트워크로는 통신사망(3G, 4G(LTE), LTE-A)과 Wi-Fi(802.11n-2.4GHz, 802.11ac-5GHz)가 있으며, 사용자가 주로 사용하는 통신사망에서는 4G(LTE), Wi-Fi에서는 802.11n-2.4GHz를 가장 많이 사용하고 있다. 위와 같이 무선 네트워크를 안전하고 빠르게 사용하기 위해서 개발된 기술 중에 Li-Fi가 있다. Li-Fi는 빛(가시광선)으로 통신하는 기술이며, Wi-Fi(802.11n-2.4GHz)의 100배, LTE-A의 66배 빠른 기술이다. 그러나 현재 Li-Fi를 상용화 하기에는 큰 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 Li-Fi의 상용화 문제점을 기존에 많이 사용되고 있는 Wi-Fi와 비교 분석하고자 한다.
4세대 이동통신 시스템인 LTE에서는 음성 서비스를 제공하기 위한 코어 망이 존재하지 않으며, IP 기반의 패킷 코어망으로 통합되었다. 따라서, 음성 서비스를 제공하기 위해서는 VoIP 방식이 도입되어야 하지만, LTE 초기에는 서비스 커버리지의 불연속성 등으로 3세대 네트워크의 음성 서비스 코어망을 통하여 일시적으로 음성 서비스를 제공하게 된다. 그러나, 향후 LTE 네트워크가 본격적으로 확산될 경우 고품질 음성 서비스를 위하여 필연적으로 VoIP 방식으로의 전환이 불가피하다. 본 논문에서는, 향후 본격적으로 상용화가 예상되는 VoLTE 서비스의 용량을 분석한다. 분석 결과에 따르면, LTE에서는 채널 대역폭 증가 비율 대비 VoLTE 용량 증가 비율이 높음을 확인할 수 있었다. 또한, VoLTE 용량 감소 없이 제어 채널용 자원을 늘릴 수 있는 방안이 존재함을 확인하였다.
최근 다양한 모바일 스마트 기기 및 앱의 활발한 사용, 클라우드 서비스의 등장 등으로 과거 어느 때보다 전송속도에 대한 사용자의 요구가 증대하고 있다. 또한 WCDMA/HSPA, cdma2000/EV-DO, WiMAX 등의 복수 표준으로 대표되었던 3G/3.5G 때와는 달리 LTE가 4G의 거의 유일한 표준으로 정착되고 있는 상황이다. 본 논문은 LTE 기반으로 LTE보다 10배 빠른 전송속도들 달성하기 위해 연구되고 있는 B4G(Beyond 4G) 기술 및 동향에 대하여 기술한다.
본 논문은 UAV의 RF방식에 따른 정보 송수신의 한계를 극복하기 위해 이동통신 기반의 비행 중인 수 많은 UAV의 위치를 동시에 확인하고 관제를 N:N으로 할 수 있도록, LTE모뎀을 경량 및 저전력 기술을 활용하여 운행중인 UAV에 대한 정보를 수신하고 통제 할 수 있는 방안을 연구하였다. 본 연구를 통해 언제 어디서든지 네트워크에 접속하여 고해상도의 영상을 전송하여 실시간 위치추적 관제 할 수 있는 방안을 제시 하고, 이를 위해 LTE기반의 UAV의 통신 모듈 시스템을 제시함으로써 실시간 고속의 데이터 통신 기술을(3G, 4G LTE, 블루투스) 활용하여 LTE 모뎀의 요구사항 및 기준 요건을 제시하여 비행 중인 UAV의 동시 모니터링을 위한 N:N 관제 체계 개념 및 구현 기술(관제 시스템 구조, 관제 데이터 흐름도, 비행계획 수립 및 전송, 실시간 위치추적) 검증에 대해서 연구하였다.
다양한 네트워크 통합에 대한 요구사항의 증가로 인하여 미래에는 하이브리드/통합 위성-지상 시스템의 중요성이 증가할 것으로 예상된다. 이 경우 위성 시스템과 지상 시스템은 서로 호환성을 가지도록 하는 것이 시스템의 효율성 측면에서 매우 중요하다. 3GPP Long Term Evolution (LTE) 규격은 현재 4G 시스템의 가장 강력한 후보 중 하나이다. 따라서 본 논문에서는 3GPP LTE 규격에 바탕을 둔 이동 위성 시스템에서의 인터리버 설계에 대해 소개한다. LTE를 포함하는 모든 4G 지상 시스템 규격에서는 효과적인 자원의 사용을 위해 수 msec 단위로 갱신이 가능한 적응적 변조 및 부호화를 채택하였다. 그러나 위성 시스템의 긴 왕복지연 때문에 이러한 적응형 방식을 그대로 적용하기는 불가능하고, 단기 페이딩에 효과적으로 대응할 수 없다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위한 방안으로써, 본 논문에서는 적응형 전송방식과 결합된 인터리버 방식을 제안한다. 특히, LTE 규격에 바탕을 둔 이동위성시스템을 고려하여 다양한 인터리버 설계 결과를 제시하고, 성능 시뮬레이션 결과를 비교 분석한다.
아이폰을 비롯한 새로운 스마트 기기의 도입으로 촉발된 폭발적인 데이터 트래픽의 증가는 사회.경제적으로 큰 변화를 가져 왔으며, 앞으로도 그 추세가 계속될 것으로 예측되고 있다. 국내의 경우 증가하는 데이터 트래픽을 수용하기 위해 10MHz의 LTE 시스템을 도입하여 상용 서비스를 시작한 바 있으며, 올해 하반기부터는 20MHz의 광대역 LTE 서비스와 함께 2개의 반송파를 집성하는 CA(Carrier Aggregation) 기술이 적용된 LTE-Advanced, 즉 4G 상용 서비스를 이미 개시하였다. LTE 상용 서비스가 본격화 되기 시작하면서 제조업체와 대학, 연구소 등을 중심으로 다음 세대 이동통신 기술에 대한 관심이 보다 높아졌으며, 최근 LTE-Advanced 상용 서비스 개시를 계기로 5G 이동통신에 대한 논의가 본격적으로 시작되고 있다. ITU-R WP(Working Party) 5D는 2012년 7월에 개최된 제13차 회의에서 2020년 및 그 이후의 미래 IMT 시스템을 위한 비전(Vision) 및 기술동향 연구를 수행하기로 결정하였으며, 2013년부터 본격적인 연구에 착수하여 미래 IMT 기술동향 보고서와 미래 IMT 비전 권고를 각각 2014년과 2015년까지 개발할 계획이다. 이와 관련하여 3GPP와 IEEE 802도 현재 표준화가 진행되거나 진행 예정인 최신 기술들을 중심으로 미래 IMT 기술동향 보고서에 대한 기고를 제출하였다. 향후 ITU-R WP 5D는 전례로 볼 때 현재 진행 중인 2020년 및 그 이후의 미래 IMT 시스템을 위한 비전 및 기술동향 연구 작업이 마무리하면, 4G인 IMT-Advanced의 경우와 마찬가지로 5G의 기술적 요구사항을 정의하고, 5G 후보 기술규격을 외부 표준화 기구들로부터 제안 받아 5G 기술로 승인하는 과정을 밟게 될 것이며, 이후 이 요구사항을 만족하는 시스템을 5G 이동통신 시스템이라고 명명하게 될 것이다. 5G 이동통신 시스템에 대한 요구사항은 다양한 의견 교류를 통해 큰 틀에서 컨센서스를 이루어가는 중이며, 이러한 내용이 ITU-R WP 5D의 기술적 요구사항에 반영되어 보다 구체화 될 것이다. 반면 5G에 대한 기술적 접근방법에 대해서는 여러 시각들이 존재하는 것이 사실이나, 현재 이에 대한 논의가 활발히 진행되고 있으며, 결국은 관련 표준화 기구들에서의 논의를 통해 그 접근방법이 최종적으로 결정될 것으로 보인다. 본 고에서는 먼저 5G 이동통신 요구사항과 4G 이후의 표준화 기술에 대해 살펴 본 후, 향후 이동통신 기술이 어떤 시나리오에 따라 발전할 것인지, 5G 네트워크는 어떤 구조를 갖게 될지, 그리고 어떤 기술이 적용될 지 등에 대해 개인적인 시각에서 전망해보고자 한다.
통신시장의 경쟁 심화, 소비자 요구 다양화, 통신비 부담 증가와 더불어 유무선 통신 기술 발달로 유무선 융합 서비스의 출현이 기대되어 2007년부터 펨토셀이 각광받기 시작했다. 유무선사업자에 대한 이동통신 사업자의 경쟁력 강화와 신규 수익 모델 창출 방안으로 이동통신 전화 중심의 유무선 융합 기술인 펨토셀이 부상된 것이다. 펨토셀(Femtocells)은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동통신용 기지국으로서, 음영지역을 해소하는 대안이며, 유무선 컨버전스 서비스를 위한 실내 통신 인프라로 활용할 수 있다는 점에서 전 세계 통신업체들의 관심이 높아지고 있다. 한편 이동통신 모뎀이 3G WCDMA에서 4G LTE/LTE-Adv.로 급속히 변경될 것으로 예측되고 있다. 펨토셀이 음영지역을 대체하는 효과만으론 시장활성화가 급속하게 이루어지지 않았으나, 4G 이동통신으로 넘어가면서 LTE 펨토셀 보급도 급물살을 탈 것으로 예측된다. 그 이유는 LTE가 패킷데이터 전송에 기반을 둔 다양한 서비스 지원이 가능한 이동통신으로서 하향링크 최대 전송속도 300Mbps peak data rate가 가능하기 때문이다. 휴대셋에서 고속의 멀티미디어 서비스가 가능해 질 수 있음을 시사하는 것이다. 본보고서는 LTE 기반 펨토셀 구조를 살펴보고, 표준화동향 및 산업체 동향을 살펴보고자 한다.
최근 LTE(Long-Term Evolution) 이동통신시스템이 보급되어 본격적인 서비스가 제공되고 있다. 특히 LTE 시스템은 3G 시스템 등 과거 이동통신시스템 대비 월등한 전송 속도를 보장함으로써 높은 전송 속도를 요구하는 서비스도 이동단말을 통해서 제공될 수 있도록 하고 있다. 향후 IPTV와 같은 멀티미디어 서비스가 LTE 시스템을 통해서 제공되기 위해서는 실제 사용 환경에서 LTE 시스템이 보여주는 전송 속도의 변화에 대한 기본적인 이해가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 CQI와 BLER과 같은 무선 품질 지표가 LTE 시스템의 전송 속도에 영향을 미치는 체제에 대해서 살펴보고 실측 결과를 통해서 이를 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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