본 고에서는 현재 3GPP 무선 접속 표준화에 대한 기술 논의의 중심에 서 있는 LTE-Advanced 기술에 대한 주요 표준화 동향에 대하여 살펴본다. LTE-Advanced 표준 기술은 3GPP에서 LTE 표준 기술의 후속 기술로 개발 중인 표준 기술이며, 차세대 이동통신 시스템의 국제 표준인 IMT-Advanced 표준 가운데 하나가 될 것이 확실한 표준 기술이다. ITU-R에서는 IMT-Advanced 표준 제정을 위한 일정 및 표준 요구 사항 등을 정의하였으며, 3GPP에서는 이러한 ITU-R의 표준 일정에 맞추면서 IMT-Advanced 표준을 위한 요구 사항을 충족시키기 위한 기술 논의를 진행하고 있다. 본 고에서는 IMT-Advanced 표준에 대한 표준 일정 및 요구 사항에 대하여 알아보고, 이에 대응하여 3GPP에서 진행 중인 LTE-Advanced 표준화 진행 동향에 대하여 살펴본다.
본 연구는 와이브로(WiBro) 가입과 3GPP LTE-Advanced 가입이 동시에 이루어지는 통신서비스 환경에서 통신서비스선택행위결정모형에 대한 분석을 목적으로 한다. 2009년 수도권 이동통신가입자 500명을 중심으로 설문 조사한 자료를 바탕으로 선택모형을 분석하였다. 분석결과는 첫째, 미래 통신서비스 사용자의 유망한 두 종류 선택상황에서 와이브로 선택과 3GPP LTE-Advanced 선택행위는 서로 높은 보완적 연관성을 보였다. 둘째, 이변량 프라빗 모형추정 결과 연령, 지출액 그리고 소득변수는 와이브로와 3GPP LTE-Advanced 선택행위에 중요한 영향을 미치는 결정변수로 나타났다. 반면 성별, 사용연수 그리고 이동통신제공 통신사에 관련된 변수는 두 통신서비스 선택의 중요한 변수로 작용하지 못했다. 이 분석 결과는 단일 프라빗 및 이변량 프라빗추정결과에서 동일하게 나타났다. 마지막으로 이변량 프라빗 추정결과를 이용하여 두 통신 서비스 가입전망을 실시한 결과, 와이브로 선택전망이 28.6% 그리고 3GPP LTE-Advanced 가입전망이 25.3%로 나타났다. 또한 두 통신서비스를 동시에 가입할 확률은 19.3%로 나타났다. 따라서 와이브로 선택확률이 3GPP LTE-Advanced 선택확률 보다 높게 나타났다. 분석결과의 시사점은 미래 통신서비스 선택은 근본적으로 경제적인 요인 즉 소득 및 통신비 지출정도에 의하여 결정될 것으로 볼 수 있다.
3GPP는 WCDMA의 3세대 이동통신 표준화 이후 HSDPA, MBMS, HSUPA 등의 기술을 지속적으로 추가하여 3세대 이동통신 시스템을 개량해 왔다. 또한 2005년부터는 OFDMA/SC-FDMA 전송방식을 기반으로 하는 LTE 표준화를 진행해 왔다. 현재는 ITU-R의 IMT-Advanced 표준을 위해 LTE를 개선한 LTE-Advanced를 준비하고 있다. LTE-Advanced는 IMT-Advanced 표준의 유력한 후보 중 하나로 사업자들의 폭넓은 지지를 받고 있다. 이에 본 고에서는 3GPP에서 추진하고 있는 LTE 표준 기술과 LTE-Advanced 표준화 동향을 살펴보고자 한다.
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.
본 논문에서는 3GPP LTE-Advanced에서 지원하고 있는 Relay Node의 FDD 모드에서 무선 백홀 링크 성능 향상을 위한 방안을 제안한다. 백홀 링크에서 Carrier Aggregation을 적용하기 위한 고려 사항을 살펴보고 이를 위한 RRC (Radio Resource Control) 메시지와 Relay startup 절차를 제안한다. 또한 Type 1 Relay에서 백홀과 엑세스 링크사이의 full-duplexing 가능한 reference signal를 설계하여 자원 활용을 극대화 할 수 있는 방안을 제시한다. 마지막으로 본 논문에서는 LTE Release 10 Relay의 백홀 자원 할당 방법내에서 주기적으로 전송되는 상향 제어 정보 및 무선 채널 정보의 효율적인 전송 방법을 제안한다. 이후의 3GPP RAN(Radio Access Network) 표준화는 LTE-Advanced 요소 기술들을 개선시키는 방향으로 진행될 것으로 예상되기 때문에 본 논문에서 제안된 기술들에 대한 표준 채택 논의가 활발히 진행될 것으로 기대된다.
DFT spread OFDM은 OFDM 방식의 주요한 장점을 보유하면서 낮은 cubic metric 특성을 가지는 전송 방식이다. 이러한 특성으로 인해 DFT spread OFDM은 3GPP LTE 시스템의 상향 링크 기본 전송 방식으로 채택되었으며, 3GPP LTE-Advanced 시스템에서도 이의 확장된 형태의 전송 기술이 기반이 되어 표준화가 진행되고 있다. 또한 LTE-Advanced 상향 링크에서는 성능 향상을 위해 MIMO 전송을 지원하는데, MIMO 전송에 있어서도 DFT spread OFDM의 낮은 cubic metric 특성을 유지하기 위해, 하향 링크 MIMO 방식과는 다소 다른 형태로 표준이 진행되고 있다. 본 고에서는 이러한 관점에서 3GPP LTE 시스템의 상향 링크 전송 기술인 DFT spread OFDM 기술을 소개하고, LTE-Advanced 시스템의 상향 링크 표준화 동향을 소개한다.
LTE-Advanced 표준 기술은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 에서 LTE 표준 기술의 후속 기술로 2008년 초부터 개발해오고 있는 기술이며, 차세대 이동통신 시스템의 국제 표준인 IMT-Advanced 표준 가운데 하나로 인준된 표준 기술이다. 현재, 최종 표준 완성을 목전에 두고 있는 상황이며, 완성된 표준에 대한 최종 ITU-R 표준 제출 과정이 진행 중에 있다. 본 고에서는 ITU-R의 IMT-Advanced 표준 발간 일정에 맞추어서 3GPP에서 진행해 온 논의 사항들에 대해 정리하고 또한 REL-10 LTE-Advanced 표준을 구성하고 있는 주요 요소 기술들에 대해 알아본다. 마지막으로 LTE-Advanced 기술에 대한 향후 표준화 방향 등에 대하여 알아본다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 3세대 이동통신인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 초기 표준화 이후 HSPA(High Speed Packet Access), MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service) 등의 기술 개발로 UMTS 시스템을 지속적으로 발전시켜 왔다. 그리고, 최근 새로운 무선 접속 기술에 기반한 LTE(Long Term Evolution)시스템에 대한 표준화를 거의 완료하고 ITU-R(International Telecommunications Union-Radio)의 IMT-Advanced 요구사항을 만족하는 LTE-Advanced 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 한편 최근 다양한 무선 접속 기술간 핸드오버 기술이 중요한 이슈로 부각됨에 따라 LTE-Advanced에서도 이를 수용하기 위한 기술이 요구된다. 본 고에서는 3GPP에서 추진하고 있는 LTE-Advanced기술의 표준화 동향과 향후 이에 적용 가능한 다양한 무선 접속 기술간의 핸드오버 지원 기술을 살펴봄으로써 LTE-Advanced에서의 끊김없는 이동성(seamless mobility) 제공을 위한 근간을 제시하고자 한다.
본 논문은 3GPP LTE-A 표준에서 진행되어오고 있는 M2M(Machine-to-Machine) 통신 환경에서의 트래픽 혼잡 제어(congestion control) 기법에 대한 동향과 연구이다. M2M 통신 환경에서는 다수의 MTC(Machine-type-Communication) 디바이스들이 한꺼번에 많은 데이터 트래픽 생성 및 접속을 요구하는 특징을 가진다. 이러한 통신 트래픽 상황에서는 통신 네트워크상의 혼잡상황이 발생할 가능성이 높으며, 이를 해결하기 위한 디바이스들의 트래픽 생성 및 접속 요구를 제어하는 기능이 필요하다. 이를 위해 기본적으로 3GPP LTE-A 통신 시스템에서는 backoff mechanism에 기반을 한 이동성 및 세션 관리에 의한 혼잡상황 제어 방안을 표준에서 논의해오고 있다. 본 논문에서는 현재까지 3GPP 표준에서 논의해오고 있는 혼잡 제어 방안에 대한 기본적인 개념 및 동작과 기본 성능을 파악하고, 이에 대한 문제점 및 향후 표준에서 진행될 수 있는 혼잡 제어 방안의 개선 방향에 대해 살펴본다.
Despite the exponential throughput improvement in mobile communications systems, their ability to satisfy requirements of state-of-the-art and future applications of advanced metering infrastructure (AMI) is still under investigation. Challenges are mainly due to the inadequacy of third generation partnership project (3GPP) networks to support large amounts of devices simultaneously, while the number of AMI end-devices and the frequency of their data transmission increase with new AMI-based applications. In this introductory survey, innovative and future AMI applications and their communication requirements are first reviewed. Then, we identify challenges of 3GPP long term evolution (LTE) in enabling future AMI applications. More importantly, the latest improvements to LTE-A standard release 12 and 13 are reviewed and analyzed with regards to their potential to improve the quality of LTE-enabled AMI. It is found that 3GPP enhancements on machine type communications (MTC) standards will significantly enhance AMI communications. Beyond MTC specifications, non-MTC-specific enhancements such as carrier aggregation and multi-connectivity for user equipment will also contribute greatly to improving reliability and availability of AMI devices. The paper's focus is towards improved backhaul support for innovative and future AMI applications, beyond traditional automatic meter reading.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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