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태원 옥
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1 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 Development Trend and Prospect of Personal Portable Satellite Communication/Broadcasting Service 이동통신과방송기술개발현황특집 김희욱 (H.W. Kim) 강군석 (K.S. Kang) 안도섭 (D.S. Ahn) 광역무선전송연구팀연구원광역무선전송연구팀선임연구원광역무선전송연구팀팀장 목차 Ⅰ. 서론 Ⅱ. GMPCS/ 위성 IMT-2000 Ⅲ. 국내외기술개발동향 Ⅳ. 향후기술개발전망 Ⅴ. 결론 개인휴대형이동위성통신 / 방송기술은 2GHz대의 L 대역이나 S 대역의주파수를이용하여이동하는사용자에게소형의휴대형단말기를통하여양방향의통신및방송서비스를제공하는기술이다. 본고에서는우선현재까지의개인휴대형이동위성통신 / 방송기술의발전에대해서살펴본후, 국내외기술개발동향을소개한다. 마지막으로국내에서연구가진행중인 IMT-Advanced 위성접속기술에대한소개로향후개인휴대형이동위성통신 / 방송기술의발전방향에대해전망해보고자한다. 119

2 I. 서론 미래의이동통신서비스의특징은높은전송률과서비스융합을목표로 3세대서비스를확장한형태가될것이며융합기술에따른고품질, 멀티서비스로요약할수있다. 이외에미래이동통신망은언제어디서나컴퓨팅이제공되며사용자가자신의위치와상관없이현재의상황에알맞은서비스를제공받을수있도록하는유비쿼터스네트워크에서중심축의역할을할것으로기대되고있다. 지금까지이동통신서비스는지상시스템을통해서주로제공되어왔다. 그러나미래의이동통신서비스및유비쿼터스시대에맞는서비스를제공하기에는지상시스템의용량이제한적이다. 이에따라이를해결할이동통신기술에대한필요성이대두되고있는데그중하나가이동위성통신기술이다. 이는바로위성이가지고있는가장큰장점중의하나인광역성을통해지상통신이커버하지못하는지역에서서비스를제공해주고넓은지역에한꺼번에동일한정보를서비스하는방송이나멀티캐스팅서비스를효율적으로제공할수있기때문이다. 따라서본고에서는이러한미래유비쿼터스정보화사회의큰축이될이동위성통신, 특히개인휴대형이동위성통신 / 방송기술을중점적으로기술발전방향에대해살펴보고자한다. 우선개인휴대형이동위성통신 / 방송의시초라할수있는 GMPCS와위성 IMT-2000 에대해살펴본후, 국내외적인기술개발동향을소개한다. 마지막으로국내에서연구가진행중인 IMT-Advanced 위성접속기술에대한소개로향후개인휴대형이동위성통신 / 방송기술의발전방향을전망해보고자한다. Ⅱ. GMPCS/ 위성 IMT 년대중반에들어서면서소형휴대단말기를이용한지상이동통신서비스의수요가폭주하였고, 지상이동통신으로는서비스를제공할수있는범위가제한적이어서위성을이용한서비스범위확대를 고려하게되었다. 그러나보편적으로사용되었던정지궤도위성시스템은전송거리가너무길어서전파손실이심하고, 전파지연시간이길어서고품질의실시간서비스를제공할수없다는단점이있었다. 따라서이동위성통신용으로저궤도중심의비정지궤도위성군을고려하게되었고, 이와같은시스템을 Big LEO라고부르게되었다. 여기에는 Globalstar[1], Iridium[2], ICO[3] 등의시스템이포함되어있다. 이러한시스템의주요목적은고품질의실시간휴대음성서비스를제공하며, global roaming, 즉전세계어디서나하나의단말기를이용하여통신을할수있게하는것이었다. 이러한목적에비추어 Big LEO 시스템을 GMPCS 시스템이라고불렀다. GMPCS 시스템의하나인 Globalstar 시스템은기개발된지상이동통신망을적극활용하여위성시스템및사용자단말기의기술적부담을최소화하고, 일반가입자를대상으로서비스를제공하는것이목적이었으며, Iridium은연구시험단계수준인재생형 OBP 기술을사용하여위성간링크를구성하여지구국시스템의부담을최소화한대신사용자단말기의기술적부담을높였고, 위성커버리지를전세계로하여지구상의어디에서도통신이가능할수있도록하였다. 그러나이러한 GMPCS 시스템들은 1990년대말잘못된수요예측과기술적인미비등으로사업의실패를초래하였다. 예를들면지상이동통신단말기에비하여지나치게단말기가커서휴대가불편하다거나, 건물내통신이불가능한점과비싼통화료등이사용자들로하여금큰매력을느끼지못하게한것이다. 반면에, 1990년대중반부터전세계적으로지상이동통신서비스에대한수요가증가함에따라시간과장소에무관하게제공될수있는 IMT-2000 시스템이 ITU를중심으로개발되기시작하였다. 시간과장소에무관하게서비스가제공되기위해서는필수적으로위성시스템이일부시스템을담당하여야한다는것이초기설계당시의개념이었고, 이에따 120

김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 라 IMT-2000 시스템의위성부문에대한개발도진행되었다. 1990년대후반 GMPCS 시스템의개발및다양한새로운유사시스템의설계가한창진행되고있을무렵 IMT-2000 시스템의위성부문도이러한시스템의영향을매우크게받아유사한형태로개발이되고있었다.

3 김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 라 IMT-2000 시스템의위성부문에대한개발도진행되었다. 1990년대후반 GMPCS 시스템의개발및다양한새로운유사시스템의설계가한창진행되고있을무렵 IMT-2000 시스템의위성부문도이러한시스템의영향을매우크게받아유사한형태로개발이되고있었다. 그러나, 상기한바와같이 GMPCS 시스템들의사업적인실패로말미암아 IMT-2000 시스템의위성부문에대한기술개발도상당히지연또는중단되었고위성부문과는별개로지상시스템은이미 IMT-2000 시스템을구현및서비스를하고있다. 그당시위성부문으로제안된시스템에는한국의 TTA에서제안한 SAT-CDMA를비롯하여 Horizon, ICO, Satcom2000, SW-CDMA, SW- CTDMA가있었는데 [4] 그완성도는지상시스템규격에비해매우뒤떨어져있으며실제구현도거의이루어지고있어현재선진국을중심으로 IMT 위성부문에대한기술개발작업을 IMT 뿐만아니라 IMT-2000 이후시스템까지고려하여수행하고있다 [5]. Ⅲ. 국내외기술개발동향 1. 유럽의 GEO 기반개인형위성이동통신 / 방송서비스기술개발동향 유럽은일련의다국적프로젝트를통하여개인휴대형이동위성통신 / 방송기술을개발하고있다. 먼저 ASMS-TF을결성하고진행되었던 S-DMB 관련유럽의위성이동통신서비스기술개발프로젝트는 ( 그림 1) 과같은단계로이루어졌다 [6]. ( 그림 1) 에서 SATIN 프로젝트는 IP 기반패킷모드를이용한 S-UMTS 시스템구성및무선접속방식을개발하는것을목표로하여위성이향후이동통신시스템에서어떤역할을하는지를규명하여여러가지서비스시나리오를개발하였다. ( 그림 2) 는 SATIN의시스템구성과서비스개념도를나타낸 ESA/CNES studies are carried out in parallel SDMB concept principles 1st concept emergence broadcast vehicular market System definition Implementation validation Satellite launch Commercial operation IST/FP5 Satin IST/FP5 MODIS IST/FP6 MAESTRO IST/FP6 3rd Call ( 그림 1) 유럽 S-DMB 프로젝트일정 Gateway USRAN Core network Proof of SDMB concept Business opportunity assessed & key performance validated Intermediate module (Gap filler) Base station UTRAN Direct access baseline(i)+optional(ii) Rural/maritime/ aviation/remote environments ( 그림 2) SATIN 시스템구성도 Mass market Indirect access baseline(i) Urban/suburban environment 것이다 [6]. SATIN 프로젝트 3G 망에서위성망 (S-UMTS) 의역할을기존의 S-UMTS 는지상망 (T-UMTS) 에보완적인커버리지를제공한다는커버리지보완에서 S-UMTS를통해효율적인방송및멀티캐스팅서비스를제공함으로써서비스보완으로의관점이동이있었으며위성은대형다중빔안테나와디지털 페이로드를장착한정지궤도위성군을, 무선인터페이스로는 WCDMA FDD를적용하였다. 고려하는서비스시나리오는다음과같다. 기본시나리오 : S-UMTS( 하향링크 )+T-UMTS 121

4 ( 상향링크 ) 로구성되며 IMR을사용하여휴대단말에단방향위성서비스를제공한다. 선택시나리오 : 기본시나리오 +S-UMTS( 상향링크 ) 로구성되며선박, 항공기, 차량단말에양방향위성서비스제공및 IMR을이용하여도심및건물내의휴대단말에까지서비스를제공한다. 다음으로진행된프로젝트는 MODIS 프로젝트로써이프로젝트는 SATIN 프로젝트의기본적인개념연구에이어위성및지상시스템을결합하여 3G 이동통신망에서방송및멀티캐스팅서비스를제공하기위한타당성및방법연구를목표로하였다. 2002년 4월에시작하여 2004년 9월에종료된프로젝트로써 ( 그림 3) 과같이이동위성통신서비스용으로할당된이동위성서비스 (MSS) 대역을이용하여위성 DMB 서비스를제공하기위한실험테스트베드를구축하여실험서비스를제공하였다 [6]. 이프로젝트는다음과같은이슈를가지고진행되었다. 새로운위성서비스및응용에대한정의와지상 UMTS 서비스의위성접속네트워크에서의지원 3G GSM/GPRS와의상호작용정의 방송및멀티캐스팅서비스를제공하기위한셀룰러와위성 DMB 부문의상호협력 위성 DMB 사용자단말기능구조의정의 마지막으로 MAESTRO 프로젝트는 2004년 1월부터시작된 MODIS 의연계프로젝트이다. ( 그림 4) 는 MAESTRO 프로젝트의기술검증을위한테스트베드구성예를보여준다 [6]. MAESTRO 프로젝트에서는위성 DMB의효율적인서비스제공을위하여 B3G 시스템에부응할수있는고효율의새로운전송방식을포함하여기술표준화등을목표로하여 2년간수행되었다. 역시지상이동통신시스템에서핫이슈가되고있는 OFDM과같은다중반송파기술의타당성검증또한이루어졌다. UMTS/ GPRS Bi mode terminal (S-DMB enabled) W-CDMA MSS band W-CDMA MSS band S-DMB satellite 3GPP RAN Node B S-DMB Terrestrial repeater R N C 3GPP core network FSS band S-DMB hub S-DMB data server ( 그림 3) MODIS 서비스개념도 Content provider 1 Content networking Content provider N Upgrade Add Replace Propagation emulator Satellite emulator based on 3G node B Content source Integrated SDMB/GPRS handsets Terrestrial repeater co-sited with 3G base stations Hub emulator based on RNC simulator Multimedia contents SGSN GGSN Experimental 3G BM-SC 2.5G network ( 그림 4) MODIS 테스트베드를이용한 MAESTRO 테스트베드구성시나리오 MSC HLR 122

유럽은현재 S-DMB 프로젝트다음으로 Thales 의주도로이동단말에유비쿼터스방송및광대역양방향서비스를제공하기위해 ( 그림 5) 와같이스펙트럼사용을최적화하는위성 / 지상협력적시스템설계를목적으로 SUNRISE 프로젝트가제안중에있으며 OFDM 기반의무선인터페이스를고려하여 SDR 1, CR, Relay 기술개발등의내용을포함하고있다 [6].

5 김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 S-DMB 프로젝트에서진행되었던연구결과들은현재유럽표준화기구인 ETSI의 SES S- UMTS( 현재 MSS로이름변경 ) 회의에서기술규격및기술보고서로작성되었다. 특히 S-DMB 프로젝트에서고려하고있던 WCDMA 무선인터페이스는 S-UMTS G family 규격으로제정되었으며현재위성 IMT-2000 무선인터페이스를권고하고있는 ITU-R 권고서 M. 1457의 SRI-G 규격으로채택되었다. 유럽은현재 S-DMB 프로젝트다음으로 Thales 의주도로이동단말에유비쿼터스방송및광대역양방향서비스를제공하기위해 ( 그림 5) 와같이스펙트럼사용을최적화하는위성 / 지상협력적시스템설계를목적으로 SUNRISE 프로젝트가제안중에있으며 OFDM 기반의무선인터페이스를고려하여 SDR 1, CR, Relay 기술개발등의내용을포함하고있다 [6]. 그리고 ETSI SES MSS 회의에서는 5 GHz 이하 MSS 대역에서 IMT-2000 및 IMT- Advanced의지상부문과통합된이동위성시스템을개발하고있으며, 현재 OFDM 기반의 3GPP LTE 규격과최대한공통성을가지면서긴왕복지연시간과같은위성의고유한특징을반영한 OFDM 기반의위성접속기술을개발하고있다. 다음으로유럽의 Mobile TV 관련위성이동서비스기술개발동향을살펴보자. Thales가주도하고있는유럽의 Mobile TV는 nationwide 커버리지에서는위성을통해서, 그리고옥내환경에서는지상중계기를사용하여 DVB-SH 시스템을통해멀티미디어방송서비스제공을목표로하고있다. ( 그림 6) 에서보여주는 DVB-SH 시스템은 DVB Technical Module 의 ad-hoc 그룹에의해 2006년부터개발이되었으며, 개발된규격은 ETSI SES SDR 2 회의에서위성디지털라디오규격으로표준화되고있다 [7]. 이시스템은 3GHz 아래의주파수대역을목표로하고있으며주로 S 대역을고려하고있다. DVB-SH 시스템은두개의타입이존재하는데하나는위성링크와지상링크모두에서 OFDM을사용하는 SH-A와위성링크에서는 TDM 신호를사용하고지상링크에서는 OFDM 을사용하는 SH-B 타입이있다. Satellite Overlay Mobile TV & Radio 4G Multimedia Services Self-Managed QoS, Mobility and Security Smart QoS Unicast & Multicast Routing Schemes Cross-Layer Optimizations Context-Aware Framework Multi Band & Multi Standard Terminals Interactive Services Optimized Radio & Access Management Interference Mitigation Cognitive Radio Techniques Safety Applications Backhaul Support Existing Telecommunications Infrastructure Stand-alone Terminals Cooperative Data Delivery Interoperability with Fixed & Mobile Network Vertical Hand-over: Between Mobile Systems & SUNRISE Service Area Broadcast Multi Hop Distribution ( 그림 5) SUNRISE 프로젝트개념도 123

6 Content Service & network head-end Broadcast distribution network DVB-SH broadcast head-end TR(b) personal gap fillers OFDM TR(a) transmitters DVB-SH signal TDM/ OFDM ( 그림 6) DVB-SH 개념도 Direct-to-mobile DVB-SH satellite OFDM TR(c) transmitters Reception cell Distribution signal 전형적으로위성수신의경우빌딩등과같은건물에의한 shadowing 으로부터야기되는 line-ofsight 신호의 long term impairment 가문제가되는데 DVB-SH에서는이러한문제를해결하기위해위성신호가수신되지않는지역에서는이를커버하기위해 CGC를사용하며, 또한이러한문제를극복하도록 DVB-SH 수신기를개발하였다. 예를들어 Class-1 수신기의경우물리계층에서는 short term impairment를대처하는알고리듬을사용하고링크계층에서 long term impairment 를대처하도록설계되었으며, Class-2의경우물리계층에서도 longterm impairment를대처할수있도록개발되었다. 또한 DVB-H의경우개발단계에서 DVB-T와의 backward compatibility가중요한이슈가되었으나 DVB-SH의경우 S 대역에서의서비스를고려하기때문에 DVB-T 와의 backward compatibility가중요한이슈가되지않기때문에 DVB-T 와는다르게오류정정부호로써 turbo 부호를사용하여수신기성능을향상시켰다. 이러한 DVB-SH 서비스제공을위해사용될위성은 2009년경동작할예정이나위성이동작하기전에 DVB-SH는지상네트워크를통한지상중계기를통해일부지역에서서비스를시작할계획이다. 마지막으로현재음성및저속데이터등의 BGAN 위성이동통신서비스를제공하고있는 Inmarsat은 2011년경에지름이 10m 이상되는 reflector를가지는 I-XL 위성을통해서향후사용될지상망과호환성을가지도록시스템을업그레이드하여보다향상된 BGAN 확장서비스를제공하고, 방송서비스를 OFDM 기반의시스템에위성수신성능향상을위해강화된인터리버및 turbo coding 등의기술을사용하여도심지나옥내환경에서는 CGC를통해서, 그리고 CGC가커버하지못하는지역에서는 I-XL 위성을통해서제공할예정에있다 [8]. 2. 미국의개인형위성이동통신 / 방송서비스기술개발동향 먼저 MSV 시스템을살펴보자. MSV는 L 대역 ( 하향링크 : 1525~1559MHz, 상향링크 : ~ MHz) 에서동작하는정지궤도이동위성시스템을개발하고있다. 이시스템은 SBN과다수의 ATC로이루어진 ATN의상호의존적이고통합된두네트워크로이루어져있다. 이러한 MSV 시스템구조는 ( 그림 7) 과같다 [9]. 그림과같이고객에게높은질및경제적인서비스를제공하기위해 SBN이지상측면에서실용적 이지못하고비경제적인지역을지원하고, ATN은지상측면에서효과적인인구밀집된지역을지원하는형태로시스템이이루어진다. 그리고 MSV 시스템사용자단말로는음성이나고속의패킷데이터서비스를제공하는셀룰러타입을고려하고있는데이러한사용자단말은위성또는 ATC를통한 L 대역에서통신이가능한통합된송수신기를가지고 L 대역을통해위성과 ATC를통해통신하기위해서대체로같은무선인터페이스를사용한다. 다음으로미국에 DAB 서비스를제공하는 Sirius 를살펴보자. Sirius는 3대의 HIO을이용하여 100 개의오디오채널 ( 음악 : 60개, 뉴스, 오디오, 오락 : 40개 ) 을통해고정및고속의서비스를제공한다. ( 그림 8) 은이러한 Sirius의서비스구조를보여준다 [10]. 124

김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 Powerful Space Segment More than 10dB of return link margin, w/-10dbw terminal EIRP Geostationary Satellites 101 107.

Infrastructure Integrated Into Existing Cellular/PCS Network Seamless/ transparent network extension Existing PCS/Cellular Towers L-Band Towers 1525~1559MHz 1626.5~1660.

7 김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 Powerful Space Segment More than 10dB of return link margin, w/-10dbw terminal EIRP Geostationary Satellites Standard Subscriber Equipment Common L-Band RF chain for satellite and ATC Same Mass-Market Air Interface - ATC and satellite use same protocol (CDMA/W-CDMA) Terrestrial and Satellite L-Band Infrastructure Integrated Into Existing Cellular/PCS Network Seamless/ transparent network extension Existing PCS/Cellular Towers L-Band Towers 1525~1559MHz ~1660.5MHz PSTN BSC GSS Local Base Station Controller NOC GSS Existing GSS or Next-Gen Core Switching Architecture GSS GSS Satellite Downlink and Switching - Treated as Another Node on Terrestrial Network PDN RAN-Radio Access Network ( 그림 7) MSV 시스템개념도 Sirius Satellite VSAT Satellite Remote Uplink Sites Studio Mobile Receiver TDM OFDM TDM Terrestrial Repeaters Detect & Decod MRC 4-Second Buffer TDM Demod 1 TDM Demod 2 COFDM Demod RCVR Front End 12.5MHz Sirius 12.5MHz XM Radio Two HEOs - High Elevation Angle - Large Azimuth Separation Terrestrial Repeater ( 그림 8) Sirius 시스템개념도 3. 일본의개인형위성이동통신 / 방송서비스기술개발동향 ETS-VIII는다음세대이동위성통신을위한기술개발위성으로써 ( 그림 9) 는 ETS-VIII 서비스개념도를보여준다 [11]. 그림에서와같이 ETS-VIII 은고속의데이터통신서비스, 방송서비스, 긴급서비스, 해양서비스그리고이동위성음성서비스등을목표로하고있다. 이와같은 ETS-VIII의주 목적은 GEO 위성을이용하여 S 대역에서개인형이동위성서비스를실현하는데있다. 4. 국내의개인형위성이동통신 / 방송서비스기술개발동향 국내에서도 2004년부터 3G 이동통신을수용하고 3G 이후유비쿼터스이동통신망구현을위한차세대개인휴대형위성멀티미디어기술인 위성 125

IMT-2000+ 기술 을개발하였으며, ( 그림 10) 은개발될시스템의개념도를나타낸것이다. 개발된시스템에서위성은지상이동통신시스템이지역적으로커버하기힘든곳을메워줄수있는 fill-in 서비스와넓은지역을동시에커버할수있다는특징을이용한방송및멀티캐스팅서비스를주요타깃으로하고있다.

기술과가장큰차이점은사용자단말에서부터위성까지의직접적인역방향링크가형성될수있다는것이될것이다. 한국전자통신연구원은위성 IMT-2000+ 기술로써개발된 GEO 기반의 SAT-CDMA 규격을위성 IMT-2000 무선인터페이스규격을권고하는 ITU-R 권고서 M.1457에추가하였는데, 지상규격과의호환성에중점을두고위성시스템이가지는주요특성에적합한우수한기술들이개발되었다.

8 IMT 기술 을개발하였으며, ( 그림 10) 은개발될시스템의개념도를나타낸것이다. 개발된시스템에서위성은지상이동통신시스템이지역적으로커버하기힘든곳을메워줄수있는 fill-in 서비스와넓은지역을동시에커버할수있다는특징을이용한방송및멀티캐스팅서비스를주요타깃으로하고있다. High Speed Data Communication Sound Broadcasting ETS-VIII Emergency Communication Navigation ( 그림 9) ETS-VIII 서비스개념도 Mobile Satellite Phone 개발된기술은현재국내에서서비스하고있는위성 DMB 기술의한단계업그레이드된형태로볼수있으며, 위성 DMB 기술과가장큰차이점은사용자단말에서부터위성까지의직접적인역방향링크가형성될수있다는것이될것이다. 한국전자통신연구원은위성 IMT 기술로써개발된 GEO 기반의 SAT-CDMA 규격을위성 IMT-2000 무선인터페이스규격을권고하는 ITU-R 권고서 M.1457에추가하였는데, 지상규격과의호환성에중점을두고위성시스템이가지는주요특성에적합한우수한기술들이개발되었다. 위성시스템은지상시스템과비교할때전파지연이매우길다는것이가장큰특색중의하나이다. 따라서 SAT-CDMA 에서는이러한점을고려하여아래와같은핵심기술을개발하였으며, 유럽의표준화기구인 ETSI와단일규격작성을위한 harmonization 작업을수행하고있다. 상향링크임의접속기법 상향링크패킷접속기법 하향링크동기기법 FSS Band MSS Band Forward Link: WCDM or OFDM Radio Interface Return Link: WCDMA or SC-FDMA Channel Compensation Multi-carrier Transmission Adaptive Modulation Radio Resource Management Satellite Communication (Terrestrial Fill-in) Gateway Network Management Center IWF Terrestrial Network LS AUS Billing PSTN/PLMN/ PSDN/WWW Personal Mobile Satellite Terminal (Target Service: Terrestrial Fill-in, MBMS) ( 그림 10) 위성 IMT 시스템개념도 126

김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 지연보상전력기법 빔선택다이버시티기법 Ⅳ. 향후기술개발전망 미래의통신사회에서는현존하는다수의네트워크및서비스가통합되어각개인에게연결된여러개의컴퓨터를통하여개인중심의통신서비스를제공받을수있는유비쿼터스통신서비스가제공될것이다.

9 김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 지연보상전력기법 빔선택다이버시티기법 Ⅳ. 향후기술개발전망 미래의통신사회에서는현존하는다수의네트워크및서비스가통합되어각개인에게연결된여러개의컴퓨터를통하여개인중심의통신서비스를제공받을수있는유비쿼터스통신서비스가제공될것이다. 이와같은유비쿼터스통신시대에서는넓은지역을동시에커버하여지역적인한계를극복하고, 동일한품질로넓은지역을한꺼번에서비스할수있는위성의역할이중요하게대두될것으로판단된다. 따라서, 미래의유비쿼터스통신시대에위성의역할이란서비스측면에서볼때지상이동통신시스템이지역적으로커버하기힘든곳을메워줄수있는 fill-in 서비스와넓은지역을동시에커버할수있다는특징을이용한방송및멀티캐스팅서비스를주요타깃으로하게될것이다. 또한, 네트워크계층 측면에서지상망과의통합을통하여커버리지확대를꾀하고최상위글로벌계층에서의독보적인위치를유지할것이다. 한국에서도 2008 년부터위성 IMT 기술을고도화하면서, 정지위성을이용하여현재 DMB 보다고품질의개인휴대형위성이동멀티미디어서비스를제공하며육ㆍ해ㆍ공어디서나 seamless 서비스제공이가능하도록하는기술인 IMT- Advanced 위성접속기술 을개발하기시작하였는데 ( 그림 11) 은개발될시스템의개념도를나타낸것이다. 이러한차세대개인휴대형이동위성통신 / 방송시스템에서는최적화된 4G 지상망의보완및연동기술과 4G 지상망무선접속규격과공통성을유지하기위해 OFDM 기반의위성휴대통신서비스를경제적으로제공하기위한효율적인전송방식및위성접속기술이개발되어야할것이다. 특히, 차세대위성이동통신시스템에서는스펙트럼의효율적인활용이매주중요하게대두될것이며, 이를위하여아래와같은지능적기술들이고려되어야할것이다. 개발부분 OFDM based Satellite Radio Interface Interactive MBMS Voice & Data Communication Geostationary Satellite Interactive and Voice & Data Radio Interface Interoperability with Terrestrial Systems Vertical Handover 통신, 방송리턴링크 : 지상무선망이용 도심지역 CGC Core Network Satellite Gateway PSTN/PLMN/ PSDN/WWW Terrestrial Systems Base Station Controller ( 그림 11) 위성 IMT-Advanced 시스템개념도 127

10 고효율적인변복조및부복호방식을적용한적응형다중반송파전송방식 사용자이동으로인하여발생하는간섭제거기술및위성과 CGC간의효율적인주파수사용기법 최적화된무선접속관리 Cross-layer 최적화 지능적인유니캐스트 / 멀티캐스트라우팅기법 위성과 CGC 환경을고려한최적의 MIMO 기법 지상망과의수직적핸드오버 용어해설 GMPCS: 중저궤도에수십개의위성을띄워전세계어디서나휴대용단말기를통해음성및데이터통신서비스를제공할수있는이동위성통신위성 IMT-2000: 시간과장소에무관하게 IMT-2000 서비스를제공하기위해서는필수적으로위성부문이일부시스템을담당하여야한다는개념아래 ITU 을중심을개발된이동위성통신유럽의 S-DMB: 지상망을재사용하기위해지상 IMT 과같은 WCDMA 무선인터페이스를기반으로지상 T-UMTS 의인접대역인위성 IMT-2000 주파수대역 (S 대역 ) 에서디지털멀티미디어방송서비스를제공하는것을목적으로함. 현재 DVB-SH 을이용한 Mobile TV 서비스로인해관심이저조됨 Mobile TV: Nationwide 커버리지에서는위성을통해서그리고도심 / 옥내환경에서는지상중계기 (CGC) 를이용하는 DVB-SH 시스템을통해 S 대역의위성 IMT-2000 주파수대역에서멀티미디어방송서비스를제공하는것을목표로하고있음 MSV 시스템 : L 대역에서인터넷접속, 음성통화등유비쿼터스무선광역서비스를셀룰러타입의단말기에제공하기위해통합된위성 / 지상보조장치네트워크를가지는 GEO 기반의이동위성통신시스템위성 IMT 기술 : 한국전자통신연구원에서 2004 년도부터개발한 3G 를이동통신을수용하고 3G 이후유비쿼터스이동통신망구현을위한차세대개인휴대형위성멀티미디어기술 ETSI SES MSS: 5GHz MSS 대역에서 IMT-2000 및 IMT-Advanced 의지상부문과통합된이동위성시스템에관한표준화를담당하고있는 ETSI 의표준화회의 V. 결론 본고에서는개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스기술의시초인 GMPCS 및위성 IMT-2000 서비스기술에대하여간략히소개하고국내외의기술개발동향을살펴보았다. 국내에서는전자통신연구원을중심으로개인휴대형이동위성통신을위한여러가지핵심기술을확보하고있으며, 이를기반으로향후유비쿼터스정보화시대에발맞추어 위성 IMT-Advanced 위성접속기술 을개발중에있다. 이기술이성공적으로개발될경우저비용, 고품질의통신서비스를효율적으로제공할수있는신기술확보를통해지상무선망과의상호보완을통해유비쿼터스 / 글로벌이동통신및멀티미디어방송을위한차세대개인휴대형위성이동통신인프라구축이가능하며지상무선망의설치가어려운도서벽지, 국립공원지역등에대한정보화격차해소및국민복지증대에기여할수있을것으로판단된다. 약어정리 3GPP 3rd Generation Partnership Project ATC Ancillary Terrestrial Component ATN Ancillary Terrestrial Network BGAN Broadband Global Area Network CGC Complementary Ground Component CR Cognitive Radio DAB Digital Audio Broadcasting DVB-SH Digital Video Broadcasting-Satellite Service DVB-T Digital Video Broadcasting-Terrestrial ETSI European Telecommunications Standard Institute FDD Frequency Division Duplex GEO Geostationary Earth Orbit GMPCS Global Mobile Personal Communications by Satellite GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communication HIO Highly Inclined elliptical Orbit IMR Intermediate Module Repeater IMT International Mobile Telecommunications 128

11 김희욱외 / 개인휴대형이동위성통신 / 방송서비스개발현황및전망 IP Internet Protocol ITU International Telecommunications Union LEO Low-Earth Orbit LTE Long Term Evolution MAESTRO Mobile Applications & services based on Satellite & Terrestrial interworking MIMO Multiple Input Multiple Output MODIS MObile DIgital broadcast Satellite MSS Mobile Satellite Service OBP On-Board Processing OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex S-DMB Satellite-Digital Mobile Broadcasting S-UMTS Satellite-Universal Mobile Telecommunication Service SATIN Satellite-UMTS IP-based Network SBN Satellite Based Network SDR 1 Satellite Digital Radio SDR 2 Software Defined Radio SES Satellite Earth Stations and systems SUNRISE Self organized & Ubiquitous mobile Network with distributed Radio InfraStructurE T-UMTS Terrestrial-Universal Mobile Telecommunication Service TDM Time Division Multiplex WCDMA Wideband Code Division Multiple Access 참고문헌 [1] [2] [3] [4] Recommendation ITU-R M.1457, Detailed specifications of the radio interfaces of IMT-2000, revision 6, [5] 김수영, 안도섭, 유럽의이동통신기술개발동향, 한국통신학회추계종합학술대회, [6] [7] [8] [9] [10] [11] 129

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378>

<4D6963726F736F667420576F7264202D2032303133303330385FB1E2BCFAB5BFC7E2BAD0BCAE2DB8F0B9D9C0CF20B3D7C6AEBFF6C5A92DC3D6BFCF2E646F6378> 2013-03-08 모바일 네트워크 기술 동향 모바일 네트워크의 개념과 기본적인 배경 지식에 대해 소개하고, 최근 업계 동향을 살펴봄 목차 1. 모바일 네트워크 개요...2 2. 3G 네트워크 기술 소개...4 3. LTE-A 최신 동향...7 최완, wanne@etri.re.kr ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실 ETRI 차세대콘텐츠연구소 콘텐츠서비스연구실