롱 텀 에볼루션

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
Shows the countries where 3GPP Long Term Evolution is available
2012년 5월 8일 기준, 전 세계 LTE 서비스중인 나라      LTE 서비스 상용화      LTE 서비스 계획 (LTE망 설치중)      LTE 서비스 시험중

3GPP 롱 텀 에볼루션(영어: 3GPP Long Term Evolution) 또는 단순히 LTEHSDPA 보다 한층 진화된 휴대전화 고속 무선 데이터 패킷통신규격이다. HSDPA의 진화된 규격인 HSPA+와 함께 3.9세대 무선통신규격으로 불린다.

3세대 비동기식 이동통신기술 표준화 기구 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12월 확정한 무선 고속 데이터 패킷 접속규격인 Release 8을 기반으로 하고 있으며, 핵심기술인 OFDMMIMO를 이용하여 HSDPA보다 12배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있다. 다운로드 속도는 최대 173Mbps이다.(2x2 MIMO 기준)

LTE는 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4세대 무선 기술(4G)을 향한 한 단계이다. 현재 이동통신의 세대가 전체적으로 3G(3세대)라고 알려진 곳에서, LTE는 4G로 마케팅된다. 표준화 기구가 설정한 규격과 비교하여 LTE는 IMT 어드밴스 4G 요구사항을 완벽하게 만족시키지 못하기 때문에 3.9G이다. 미국의 버라이즌 와이어리스와 AT&T 모빌리티 그리고 몇몇 세계적 통신사는 2009년 시작되는 네트워크의 LTE 변경 계획을 발표했다.

특히 대한민국의 경우 2013년 9월부로 KT,SK Telecom,LG U+ 3개 통신사가 모두 전국에 LTE를 서비스하고 있다.

2009년 12월 14일 스웨덴 스톡홀름노르웨이 오슬로에서 텔리아소네라(TeliaSonera) 사업자에 의해 최초로 상용서비스를 시작했다.[1]

개요[편집]

LTE 표준은 100Mbps의 하향링크 최고 속도, 50Mbps의 상향링크 최고 속도, 10ms 이하의 RAN(Radio access network) round-trip time을 제공한다. 또한 반송파 대역폭을 1.4MHz에서 20MHz까지 조정이 가능하며, TDD와 FDD를 이용한 전이중통신을 지원한다.

LTE 표준의 일부는 SAE(System Architecture Evolution)이라고 불리며, 이는 GPRS 코어 네트워크를 대체하고 과거의 시스템이나 GPRS, WiMAX와 같은 비-3GPP 시스템 사이에서의 이동성을 보장하기 위해 설계된 플랫 IP 기반 네트워크 아키텍처이다.[2]

LTE의 주요 이점은 높은 처리량, 낮은 지연 시간, 플러그 앤 플레이, 같은 플랫폼에서 FDD와 TDD를 사용할 수 있다는 점, 향상된 end-user experience, 단순한 아키텍처, 그로 인한 낮은 운영비이다. LTE는 또한 GSM, cdmaOne, UMTS, CDMA2000와 같은 구형 네트워크 기지국으로의 원활한 이동을 지원한다. LTE의 다음 단계는 LTE 어드밴스드(LTE Advanced)이며, 현재 3GPP Release 10에서 표준화가 진행 중이다.[3]

현재 상황[편집]

표준의 대부분은 3G UMTS를 4G 이동통신 기술로 개선하는 것이며, 4G는 근본적으로 상위에 향상된 멀티미디어 서비스를 갖는 이동 광대역 통신기술이다. 표준은 아래와 같다.

  • 4x4 안테나의 경우 326.4 Mbit/s, 2x2 안테나의 경우 172.8 Mbit/s의 최대 하향속도(20MHz 대역폭 기준).[4]
  • 단일 안테나의 경우 대역폭 20MHz당 86.4Mbit/s의 상향속도[4]
  • 음성 중심 클래스부터 최대 전송률을 지원하는 하이엔드 터미널까지 5개의 클래스가 정의됨
  • 매 5MHz 셀마다 최소 200명의 활성 유저 지원(구체적으로, 200개의 활성 데이터 클라이언트)
  • Small IP 패킷에 대해 Sub-5 ms의 지연
  • 향상된 스펙트럼 유연성. 이는 1.4MHz부터 20MHz까지의 스펙트럼 슬라이스를 지원한다.(W-CDMA는 5Mhz 슬라이스가 필요하였고, 5MHz가 보통의 스펙트럼 할당량인 국가에서 기술의 롤-아웃 문제로 이어졌다. 이는 GSMIS-95와 같은 과거의 표준에서 자주 사용되었던 대역폭이다.) 대역폭을 5MHz로 제한하면 핸드셋 당 대역폭도 제한된다.
  • 교외지역에서 사용되는 900MHz 주파수 대역에서는, 5km의 최적 셀 크기와 적정 성능(reasonable performance)하에서 30km의 셀 크기를 지원하며, 허용 성능(acceptable performance)하에서는 100km의 셀 크기를 지원한다. 도심지역에서는 고속 모바일 광대역 통신을 지원하기 위해 더 높은 주파수 대역(EU에서는 2.6GHz)이 사용된다. 이 경우, 셀 크기는 1km 이하이다.
  • 이동성 지원이 탁월하다. 사용되는 주파수 대역[5]에 따라서, 350km/h 또는 500km/h에서도 고성능 모바일 데이터 전송이 가능하다.
  • 기존의 시스템과의 공존 가능 (사용자는 데이터 전송을 시작하고 커버리지를 벗어나면, 추가 조작없이 GSM/GPRS, W-CDMA 기반 UMTS, 심지어 cdmaOne, CDMA2000과 같은 3GPP2 네트워크를 사용하여 동작을 계속할 수 있다.)
  • MBSFN(Multicast broadcast single frequency network)을 지원. 이 기능은 LTE 기반 모바일 TV와 같은 서비스를 지원하며, 이는 DVB-H 기반 TV 방송의 경쟁 서비스이다.

표준 기술의 많은 부분이 시스템 아키텍처를 단순화하는 데에 초점이 맞춰져 있다. 예를 들면 기존의 UMTS 서킷 + 패킷 스위칭 결합 네트워크에서 all IP 플랫 아키텍처 시스템으로 전이되고 있다.

기술[편집]

  • 주파수 대역폭
1.4, 3, 5, 10, 15, 20MHz에서 선택 (최대 20MHz)
  • 데이터 변조 방식
QPSK, 16QAM, 64QAM 중 하나 (순방향 64QAM 옵션)
  • 다중화 방식
FDD의 경우 OFDMA (순방향) / SC - FDMA (역방향)
위에서는 단일 반송파를 사용 SC - FDMA를 채용하여 전력 소비량 및 PAPR(Peak to Average Power Ratio)감소를 고려했다.
  • 전이중 모드
FDD 또는 TDD
  • 경로 다중화
(기지국 안테나 × 단말기 안테나) 1 × 2, 2 × 2, 4 × 2, 4 × 4 MIMO.

All IP 네트워크[편집]

차세대 네트워크는 인터넷 프로토콜(IP)를 기반으로 한다. NGMN(Next Generation Mobile Networks Alliance)를 보면 그 예를 볼 수 있다.[6]

2004년, 3GPP는 IP를 미래의 차세대 네트워크로 제안하고 All IP 망(AIPN)의 타당성 조사를 시작했다. 제안서는 3GPP Release 7(2005)을 추천했으며,[7] 이는 LTE와 같은 상위 계층 OSI 모델 프로토콜의 기반이다. 인터넷 프로토콜(IP)는 OSI 모델 계층 3(네트워크 레이어) 프로토콜이다. 이러한 추천은 SAE(3GPP System Architecture Evolution)의 일부이다. 그러나 All IP 네트워크의 어떤 측면은 release 4에 이미 규정되어 있었다.[8]

주파수 대 & 채널 대역폭 목록[편집]

EUTRAN
운영 주파수 대
업링크
운영 주파수 대
BS 수신
UE 송신
다운링크
운영 주파수 대
BS 송신
UE 수신
이중 모드 채널
대역폭 (MHz)
통칭 중심 주파수 지역
001 I (1) 192 1920MHz ~ 1980MHz 211 2110MHz ~ 2170MHz FDD 5, 10, 15, 20 IMT 2100MHz 아시아, 유럽, 이스라엘, 대한민국 (LG U+),
필리핀 (스마트), 일본 (NTT 도코모, KDDI, 소프트뱅크)
002 II (2) 185 1850MHz ~ 1910MHz 193 1930MHz ~ 1990MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS 1900MHz 캐나다, 라틴 아메리카, 미국
003 III (3) 171 1710MHz ~ 1785MHz 180 1805MHz ~ 1880MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 DCS 1800MHz 영국 (EE), 핀란드,[9] 독일[10], 오스트레일리아, 홍콩[11][12],
일본 (E모바일), 폴란드, 싱가포르[13], 대한민국(SKT, KT)
004 IV (4) 171 1710MHz ~ 1755MHz 211 2110MHz ~ 2155MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 AWS 1700MHz 캐나다, 라틴 아메리카,
미국 (AT&T, 빅 리버 브로드밴드, T모바일, 버라이즌, 메트로PCS)
005 V (5) 0824 824MHz ~ 849MHz 0869 869MHz ~ 894MHz FDD 1.4, 3, 5, 10 CLR 850MHz 미국, 대한민국 (LG U+, SKT), 이스라엘
006 VI (6) 0830 830MHz ~ 840MHz 0875 875MHz ~ 885MHz FDD 5, 10 UMTS 800 850MHz
007 VII (7) 250 2500MHz ~ 2570MHz 262 2620MHz ~ 2690MHz FDD 5, 10, 15, 20 IMT-E 2600MHz 캐나다[14][15], 유럽연합, 라틴 아메리카, 싱가포르[13],
브라질[16],홍콩[17], 러시아 연방, 말레이시아[18], 대한민국(LG U+)[19]
008 VIII (8) 0880880MHz ~ 915MHz 0925925MHz ~ 960MHz FDD 1.4, 3, 5, 10 GSM 900MHz 유럽연합, 라틴 아메리카, 일본 (소프트뱅크-2014년), 대한민국(KT)
009 IX (9) 174 1749.9MHz ~ 1784.9MHz 184 1844.9MHz ~ 1879.9MHz FDD 5, 10, 15, 20 UMTS 1800 1800MHz
010 X (10) 171 1710MHz ~ 1770MHz 211 2110MHz ~ 2170MHz FDD 5, 10, 15, 20 Extended AWS
(superset of band 4)
1700MHz 에콰도르, 페루, 우루과이
011 XI (11) 142 1427.9MHz ~ 1447.9MHz 147 1475.9MHz ~ 1495.9MHz FDD 5, 10 PDC 1500MHz 일본 (KDDI)[20]
012 XII (12) 0699 699MHz ~ 716MHz 0729 729MHz ~ 746MHz FDD 1.4, 3, 5, 10 lower SMH blocks A/B/C 700MHz 미국 (C 스파이어, U.S. 셀룰러)
013 XIII (13) 0777 777MHz ~ 787MHz 0746 746MHz ~ 756MHz FDD 5, 10 upper SMH 블록 C 750MHz 미국 (버라이즌)
014 XIV (14) 0788 788MHz ~ 798MHz 0758 758MHz ~ 768MHz FDD 5, 10 upper SMH 블록 D 750MHz 미국 (낮은 가격 제시로 주파수 경매 유찰)
017 XVII (17) 0704 704MHz ~ 716MHz 0734 734MHz ~ 746MHz FDD 5, 10 lower SMH 블록 B/C
(subset of band 12)
700MHz 미국 (AT&T)
018 XVIII (18) 0815 815MHz ~ 830MHz 0860 860MHz ~ 875MHz FDD 5, 10, 15 Japan lower 800 850MHz 일본 (KDDI)
019 XIX (19) 0830 830MHz ~ 845MHz 0875 875MHz ~ 890MHz FDD 5, 10, 15 Japan upper 800 850MHz 일본 (NTT 도코모)
020 XX (20) 0832 832MHz ~ 862MHz 0791 791MHz ~ 821MHz FDD 5, 10, 15, 20 EU's Digital Dividend 800MHz 유럽연합, 러시아 연방
021 XXI (21) 144 1447.9MHz ~ 1462.9MHz 149 1495.9MHz ~ 1510.9MHz FDD 5, 10, 15 PDC 1500MHz 일본 (NTT 도코모)
022 XXII (22) 341 3410MHz ~ 3490MHz 351 3510MHz ~ 3590MHz FDD 5, 10, 15, 20 3500MHz
023 XXIII (23) 200 2000MHz ~ 2020MHz 218 2180MHz ~ 2200MHz FDD 1.4, 3, 5, 10 S-Band (a/k/a AWS-4) 2000MHz 미국 (디쉬 네트워크)
024 XXIV (24) 162 1626.5MHz ~ 1660.5MHz 152 1525MHz ~ 1559MHz FDD 5, 10 L-Band 1600MHz 미국 (라이트스퀘어드)
025 XXV (25) 185 1850MHz ~ 1915MHz 193 1930MHz ~ 1995MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 Extended PCS
(superset of band 2)
1900MHz 미국 (스프린트)
026 XXVI (26) 0814 814MHz ~ 849MHz 0859 859MHz ~ 894MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15 ESMR + CLR
(밴드 5, 6, 18, 19 포함)
850MHz 미국 (스프린트)
026 XXVII (27) 0806 806MHz ~ 824MHz 0851 851MHz ~ 869MHz FDD 1.4, 3, 5, 10, 15 ESMR 850MHz
028 XXVIII (28) 0703 703MHz ~ 748MHz 0758 758MHz ~ 803MHz FDD 5, 10, 15, 20 APAC 700 750MHz 오스트레일리아 (옵터스, 텔스트라-2015년), 뉴질랜드,
일본 (NTT 도코모, KDDI, E 모바일-2015년), 멕시코, 우루과이
028 XXIX (29) 185 1850MHz ~ 1910MHz
또는
171 1710MHz ~ 1755MHz
0716 716MHz ~ 728MHz FDD 5, 10 700 MHz lower blocks D/E 700MHz 미국 (AT&T 캐리어 어그리게이션)[21]
WCS 결번 2305 2305MHz ~ 2315MHz 2350 2350MHz ~ 2360MHz FDD 5, 10 US WCS blocks A/B 2300MHz 미국 (위성 디지털 오디오 라디오)[22]
033 XXXIII (33) 190 1900MHz ~ 1920MHz TDD 5, 10, 15, 20 유럽연합
034 XXXIV (34) 201 2010MHz ~ 2025MHz TDD 5, 10, 15 유럽연합
035 XXXV (35) 185 1850MHz ~ 1910MHz TDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS uplink
036 XXXVI (36) 193 1930MHz ~ 1990MHz TDD 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 PCS downlink
037 XXXVII (37) 191 1910MHz ~ 1930MHz TDD 5, 10, 15, 20 PCS guardband
038 XXXVIII (38) 257 2570MHz ~ 2620MHz TDD 5, 10, 15, 20 유럽연합, 러시아 연방
039 XXXIX (39) 188 1880MHz ~ 1920MHz TDD 5, 10, 15, 20 중국
040 XL (40) 230 2300MHz ~ 2400MHz TDD 5, 10, 15, 20 오스트레일리아, 중국, 인도
041 XLI (41) 249 2496MHz ~ 2690MHz TDD 5, 10, 15, 20 BRS/EBS 미국 (클리어와이어), 일본 (Wireless City Planning)
042 XLII (42) 340 3400MHz ~ 3600MHz TDD 5, 10, 15, 20
043 XLIII (43) 360 3600MHz ~ 3800MHz TDD 5, 10, 15, 20
044 XLIV (44) 070 703MHz ~ 803MHz TDD 5, 10, 15, 20 APAC 700

주석[편집]

  1. 삼성전자, 세계 최초 LTE 상용 서비스 개시 이데일리 2009년 12월 14일 작성
  2. (2009) 《LTE – an introduction》. Ericsson
  3. (2009) 《LTE – An End-to-End Description of Network Architecture and Elements》. 3GPP LTE Encyclopedia
  4. Rumney, Moray. 3GPP LTE: Introducing Single-Carrier FDMA. 《Agilent Technologies》.
  5. Sesia, Toufik, Baker: LTE - The UMTS Long Term Evolution; From Theory to Practice, page 11. Wiley, 2009.
  6. http://www.ngmn.org Next Generation Mobile Networks Alliance
  7. 3GPP TR 22.978 All-IP network (AIPN) feasibility study
  8. 3GPP Work Item 31067
  9. Reuters UK
  10. [1] NGNM on DT LTE deployment
  11. Wireless Federation
  12. OFTA 1800 MHz Auction
  13. http://www.ida.gov.sg/doc/Policies%20and%20Regulation/Policies_and_Regulation_Level2/20060530180904/publicconsult_4Gspectrum.pdf
  14. Bell getting ready ~ launch 2,600 LTE spectrum, speeds will "double what's currently available" | MobileSyrup.com
  15. Decisions on the Transition ~ Broadband Radio Service (BRS) in the Band 2500-2690 MHz and Consultation on Changes Related ~ the Band Plan - Spectrum Management and Telecommu...
  16. http://www.anatel.gov.br/Portal/verificaDocumen~s/documen~.asp?numeroPublicacao=255900&assun~Publicacao=null&caminhoRel=In%EDcio-Radiofreq%FC%EAncia-Apresenta%E7%E3o&filtro=1&documen~Path=255900.pdf
  17. http://www.hkcsl.com/en/pdf/2012/o2f_delivers_smoother_4G_experience_for_HK_consumer_Eng.pdf
  18. http://biz.thestar.com.my/news/s~ry.asp?file=/2013/1/1/business/12522828&sec=business
  19. http://blog.uplus.co.kr/1599
  20. In~Mobile "Japan Opening up New Spectrum for LTE..."
  21. New Band LTE Downlink FDD 716-728 MHz
  22. LTE in the US Wireless Communications Service (WCS) Band

같이 보기[편집]

바깥 고리[편집]