2010 IT 산업전망컨퍼런스
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이동통신서비스진화 3 2G Voice + SMS 3G Voice + Data 3.5G Voice + Data 4G CDMA (154kbps) 4G 3G 2G Voice W-CDMA/HSDPA (2Mbps/14Mbps) DMB/ Digital Camera/ MP3 Phone Person-to-machines SMS E-mail Multimedia Messaging Bell Sound Downloading Audio Streaming Person-to-person Wireless Internet Still Image WiBro (30/50Mbps) Game/ Moving Picture Phone Mobile Video Conferencing E-Commerce + Internet Machine-to-machines Location Service Interactive game kbps 9.6 32 64 128 144 384 2,000 OFDMA (100M/1Gbps) Voice + Data + Internet + Sensing Three-Dimensional Picture Phone Streaming Video Mobile Television High Speed Wireless Internet Video Download 10,000 Actual Feeling Communication
이동통신기술진화 4
이동통신표준진화 5
IMT Naming (ITU-R Resolution 56) ITU-R WP5D 2 차회의 (2008.6.) 에서최소요구사항정의 - 대역폭 : scalable bandwidth up to 40MHz - 최대젂송속도 : 하향 600 Mbps 상향 270 Mbps IMT root name that encompasses both IMT-2000 and IMT-Advanced collectively encompasses also its enhancements and future developments 6 IMT-2000 IMT-Advanced be applied to those systems, system components, and related aspects that include new radio interface(s) that support the new capabilities of systems beyond IMT-2000
IMT-Advanced 표준화일정 7
IEEE 802.16m 기술요약 RIT 로제출 FDD 와 TDD 를모두포함 IEEE 802.16m 은 16 (Fixed) 16e (Mobile) 의진화 Stage 1 (SRD) EMD Stage 2 (SDD) 의단계임 아직표준이확정된것은아님 (WG Ballot 10월말에시작 ) 16m 은 16e와 backward compatible 할것임 16m 의추가기술요소 New frame structure SU-MIMO and MU-MIMO Multi-BS MIMO Advanced Interference Mitigation Relay Femto cell 8
LTE-Advanced 기술요약 LTE-Adv. 는 SRIT 로 FDD RIT 와 TDD RIT 구성되어있음 LTE-Adv. 는 LTE Rel.10 & Beyond 로공식적으로정의됨 아직표준이확정된것은아님 LTE = Rel.8 Rel. 10 은 Rel.8과 backward compatible 할것임 LTE-Adv. 의추가기술요소 MU-MIMO Coordinated Multipoint Transmission and Reception (CoMP) Wider Bandwidth Relay Femto cell 9
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이동통신산업 11
이동통신시장 - 트랜드 (1/2) 풀브라우징, 무선데이터정액제도입, 스마트폰확산등으로인한모바일트래픽급증및 Moible WiMAX, LTE 등모바일브로드밴드서비스제공본격화 mvoip, Mobile IPTV 활성화기반마련 기존 3G 이동통신망에서일부사업자에의해제공되었던 mvoip 서비스가모바일브로드밴드망에서는기술적인안정성을확보하게될전망이며, Mobile IPTV 서비스도입으로방송시청공간의일대확장가능 수 Giga-bps 급전송속도지원하는초고속근거리통신기술과광역이동서비스를지원하는셀룰러이동통신기술의결합을통한융합서비스제공중요성증대 Mobile CPU 를사용하여기존 PC 를소형화 경량화한넷북, 스마트북같은 PC( 성능 ) 와기존소형휴대기기에이동통신기능 ( 무선접속성 ) 을갖춘새로운모바일기기가속속등장 스마트폰의확산으로고속 대용량데이터송수신을위한고성능부품과제품차별화를위한사용자인터페이스기술의중요성증대 DMB 탑재휴대폰, Mobile WiMAX/HSDPA 듀얼데이터모뎀등이출시, mvoip 제공가능이동전화, Mobile IPTV 탑재등컨버전스가이동전화단말을중심으로지속적으로도입 터치스크린이후에 3D UI가차기 UI의핵심기술로부상하며하이앤드단말에서부터탑재되고있음 12
이동통신시장 - 트랜드 (2/2) 공사과정에서탄소배출및통신매체, 관로등자원소모가필요한유선통신네트워크를저전력 친환경기지국설치후무선으로중 고속데이터전송이가능한모바일브로드밴드기술이대체 이동중정보및설비모니터링, 양방향고속전송등의특성으로실시간자동전력관리시스템구현에유리한무선통신기술이스마트그리드에적용확산 상용셀룰러기술의성숙및서비스시장의포화에따라 M2M, 공공망및특수임무수행, uhome 고용량무선통신, 스마트그리드등의응용분야로무선통신기술의적용범위가확대될전망 10 년까지사물통신기반구축및사물정보이용활성화에관련한법률이제정되고사물통신요금제도및전용주파수확보등이이루어진후, '12 년까지사물통신공공망을구축 운영될전망 공공재난무선통신망, 군용전술이동통신망, 디지털홈네트워크등에서의첨단무선통신기술을활용하여효율성제고및신규부가가치창출작업이진행중 13
이동통신시장 - 현황및전망 세계동향 : 3G 로의이행이가속화되고, 유무선통합서비스, 스마트폰확산등으로데이터통신비중이증대되고있으며, 고속 대용량데이터전송이가능한 4G 이동통신표준기술도경쟁이심화 3G 가입자비중 : 14.8%( 09] 19.3%[ 10] 27.5%[ 12] 35.9%[ 15] 데이터이동통신비중 : 21.6%( 09) 22.7%( 10) 24.7%( 12) 26.8%( 15) 국내이동통신서비스시장도 WCDMA, 데이터서비스수요로이행 WCDMA 가입자비중 : 64.2%( 10) 73.7%( 11) 82.2%( 13) 89.0%( 15) 데이터이동통신비중 : 24.5%( 10) 26.6%( 11) 32.1%( 13) 36.5%( 15) 시장규모면에서경기침체우려와선진시장포화등으로잠시위축되고있으나, 신흥시장의 3G 전환으로고기능폰 스마트폰의수요증가등으로 10 년부터는성장세회복전망 W-CDMA 시장가속화및 Mobile WiMAX 신규시장확대 14
4G 주요산업체전략 단말기점유율세계 1 위노키아는 GSM 및 WCDMA 핵심원천기술력을기반으로신흥저가폰시장및프리미엄시장에서독보적경쟁력확보 4G 차세대통싞기술로 Mobile WiMAX 채택 - 2009 년 7 월서비스개시 - 개방형체제도입 - MVNO 허용 15
ETRI 의 4 세대이동통신연구개발현황 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 ITU Spectrum Allocation (WRC-07) Vision Definition Requirement Definition Standard Definition System Deployment WiBro 4G 3G LTE I 3G 음성 + 데이터 W-CDMA/HSDPA (2Mbps/14Mbps) WiBro 1 단계 4G 1 단계 3.5G WiBro (30/50Mbps) 게임 / 동영상폰 음성 + 데이터 + 인터넷 4G 2 단계 3G LTE WiBro 2 단계 4G II III LTE 기반 4G WiBro 기반 4G 음성 + 데이터 + 인터넷 + 센싱 IMT-Advanced (DL600/UL270Mbps) 실감영상폰 DMB/ 디카 /MP3 폰 IV 802.11 VHT 16
Smart Phone- 정의 ( 기존휴대폰 ) 17
Smart Phone- 기술적측면에서확산배경 18
Smart Phone- 경쟁원천의변화경로 19
Smart Phone- 기술진화방향 20
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Beyond 4G 기술개발동인 (1/3) 모바일인터넷서비스의확산 스마트보급확대와더불어다양한어플리케이션과서비스확대 다양한 Connected device 단순휴대폰형태의단말에서벗어나무선랜, 이동통신등무선으로연결되어새로운서비스를제공할수있는다양한단말의등장 22
Beyond 4G 기술개발동인 (2/3) 다양한통신기술의통합 정보에접근가능한다양한통신기술이존재하며다른통신기술에접속가능한단말의등장 스마트폰은일반적으로 3G 이동통신과무선랜에접속가능 무선데이터트래픽의급증 스마트폰등새로운단말보급으로무선데이터수요가기하급수로증가전망 TV 등큰화면의단말은기존대비 30~200 배정도의데이터수요를필요로하며, 향후비디오와데이터트래픽이음성트래픽을압도할전망 모바일트래픽은 2008-2013 에걸쳐 66 배이상증가할전망 23
Beyond 4G 기술개발동인 (3/3) 환경친화적 Green radio 의필요 CO2 절감을위한에너지절약형기기및기술개발필요 통신수익증가의둔화 정액제도입등으로트래픽증가양상과수익증가양상의분리로저비용통신기술필요 24
Beyond 4G 기술요구사항 다양한사용자의요구수용을위한데이터전송률증대 최대 1-5Gbps 전송율제공, 주파수사용효율향상및 Cell edge 사용자에대한전송률향상 CO2 절감을위한에너지절약 (Green Radio Network) 비트당전송에너지절감을통한사용자 / 운용자의전송효율향상 25
Beyond 4G 기술방향 26
Beyond 4G 기술방향 -Advanced Access Networks (1/3) 멀티티어 (Multi-tier) 네트워크기술 작은크기의셀일수록 CAPEX/OPEX 비용이적게들며, Indoor 사용자에대해향상된커버리지제공 매크로 / 피코 / 펨토셀의중첩 (Heterogeneous cellular) 및릴레이네트워크를통한전송효율향상 27
Beyond 4G 기술방향 -Advanced Access Networks (2/3) 동적인스펙스럼공유로인한간섭제어기술필요 antenna array 를통해간섭셀에대한 nulling 기술 (Interference sensing with cell shaping) fractional frequency reuse, power control 등 advanced radio resource management 기술 Interference alignment 등간섭제거기술 이동성과네트워크관리기술필요 잦은 handover 를피하기위한지능적 handover 기술 자동적으로환경을탐지하고정보를수집하며이에따라최적화를수행하는 SON (Self Organization Network) 기술 차세대 Femtocell 기술 주파수이용율향상을위해 Interference 를더이상 AWGN 으로가정하지않고처리하는기술 28
Beyond 4G 기술방향 -Advanced Access Networks (3/3) MAC 오버헤드저감및저지연무선접속제어기술 Enhanced QoS and QoE E911 요구사항을만족하는이동통신네트워크기반고정밀위치측위기술 주변환경에의적응하는자율망접속, 구성및운용기술 Advanced MIMO 기술 Network MIMO, Centralized cloud MIMO, Cooperative MIMO, Link-aware MIMO, Energy-aware MIMO Wireless Ethernet backhaul 기술 Direct Digital RF 신호처리기술 Bandpass Sampling Direct Waveform Synthesis Client cooperation 통신기술 모바일비디오 / 인터넷서비스용 Application-aware PHY/MAC 29
Beyond 4G 기술방향 Machine-to-Machine : automated flow of data from machine to machine M2M enables large set of applications by embedding every day devices with mobile transceivers Opens a new dimension to connectivity: Anywhere, Anytime, ANYTHING Cellular M2M can offer significant advantage for new services and applications 소형, 저가, 저전력특성을갖는셀룰러 M2M 무선통신모듈기술 전력효율적이며 M2M 통신트래픽에최적화된무선전송및다중화기술 커버리지확장 / 출력최소화를위한고효율협력수신및협력전송기술 효율적인랜덤접속및예약접속기술 Lower cost through standardization 30
Beyond 4G 기술방향 스마트기지국 기존개념과달리각기지국에는 Radio Unit 만존재하며신호처리를위한디지털 Unit 은 Cloud Communication Center 에내장된다수의신호처리블록에서통합처리 Heterogeneous 환경에서도동작가능하도록범용프로세서를사용하여구축하며각기지국마다의불균형화된부하를중앙집중형기지국내에서분선수용하는 Load Balancing 기능부가 31
f1 f2 이동통신응용시스템 - 공공안전재난구조 (1/2) PPDR 차세대국가통합무선망개념도및역할 경찰청 소방방재청의료기관 재해대책본부 행안부 NGO 국가위성센터 평시에법과질서유지, 생명과재산보호, 긴급한상황을책임지는기관에서사용하는전파통싞 중앙지휘통제센터 PTT 서버 LBS 서버 IMS 서버 AAA 서버공공서비스서버 National-Managed IP Network ACR 사회기능의심각한붕괴및생명, 건강, 재산, 홖경에큰위협을초래하는국가적재난시, 이상황을책임지는기관에서사용하는전파통싞 ITU-R M.2033 참고 Dynamic Group (Push-To-Talk) Communication 범읶 싞속한긴급상황전파 / 특수임무공조 Public Protection 공공안전 Wireless Backhaul Nomadic BS Master MS Direct Communication 재난시서비스커버리지복구 / 확장타기술과의통합및융합 Damaged BS 서비스불능구갂 Disaster Relief 다이렉트모드재난구조통싞기술 m-government 공공서비스컨텐츠관공서대민서비스 국민 국가공공무선읶프라홗용대국민서비스 m-government 공공서비스 32
이동통신응용시스템 - 공공안전재난구조 (2/2) PPDR 공공안전및재난구조임무도전요소 커버리지증대 / 고속이동성접속성강화 강건성및홗용성극대화가용성강화 특수임무무선통싞보안개선보안성강화 극한홖경적응력극대화적응성강화 4G(WiBro-Adv) based FDD Access Coverage Enhance. Very Low E-to-E / Call Setup Delay for Public Safety Voice & Data Group Call Various Service Contents for Public Safety Direct Communication Very High Security Requirements for Public Safety Support National Security Algorithm Self-Organizing Network Nomadic BS Capability Direct Communication for Disaster Relief PPDR m-government 평시편익도전요소 국가통합무선망에대한읶식전홖공공서비스에서공공안전재난구조 (PPDR) 에대한비중확대공공무선읶프라의경제성및효율성증대추구 상용이동통싞망과의호홖필요성증대 WiBro-Adv (802.16m) Legacy Support 4G Mobile-WiMAX 단말지원평시국가공공무선서비스홗용대한민국 PPDR 통싞망을위한기술방식도입가능성증대 PPDR 통싞망홗용도증대 16m 전송 +16n 기능 Medium Backward Compatibility WiBro-Adv. 전송기술홗용과특수임무응용기술개발개발 / 상용화기갂단축 WiBro-Adv. 홗용도극대화로규모의경제추구 PPDR 차세대국가통합무선망장점및우수성 TETRA WiBro-Adv LTE-Adv GRIDMAN (16m+16n) Channel Bandwidth Peak Data Rate Range Availability in PPDR [ 단위 : Low/Medium/High] [ 단위 : 대역폭 ] [ 단위 : Short/Medium/Long] [ 단위 : Low/Medium/High] [ 단위 : Yes/No] Group Call 33
이동통신응용시스템 - 국방통신 전술정보통신망 [TICN : Tactical Information and Communciation Network] 34
이동통신응용시스템 - 철도신호제어 세계각국은전통적인궤도회로대신에 CBTC(Communication based Train Control: 무선통신기반열차제어 ) 의실용화연구개발을진행중 국내상용이동통신기반으로고속이동열차와지상관제국간열차제어정보의지속적이고고신뢰도의통신과공공안전용 CCTV 서비스와열차내무선인터넷서비스를제공하는시스템 35
스마트메쉬기술 (1/2) 안정적인서비스제공들을위한정적인게이트웨이와라우터를사용하는인프라스트럭처기반의무선네트워크 Self-origination, self-healing, 멀티홉통신 Infrastructureless vs. Infrastructure Hierarchical vs. Flat Mostly user-to-gateway traffic vs. Mostly user-to-user traffic Semi-mobility vs. Mobility Business oriented vs. Academic oriented No resource constrained in router vs. Resource constrained 36
스마트메쉬기술 (2/2) 메쉬기술이적용되는환경적차이비교 대상이동성통달거리전송량전력노드밀집동기 클라인트메쉬 단말노드간메쉬 High (~350 km/h) 단거리 (1hop-2 km) 소용량 ( 링크간 ~ 1 Mbps) 제한적배터리 높음 ( 수십 ~ 수백 ) 기준신호제한적 백본메쉬 이동기지국간간메쉬 Low (~60 km/h) 원거리 (1hop-5 km) 대용량 ( 링크간 ~ 50 Mbps) 양호 ( 차량전원공급 ) 낮음 (~ 수십 ) 외부기준사용가능 (GPS) 적용기술관점의차이 클라이언트메쉬 - 메쉬망구성이자주변화하는환경을위해적응성과생존성이높은소용량메쉬 백본메쉬 통달거리가길고비교적안정적인대용량이동백본메쉬기술 Topology 자원할당 제어오버헤드 연결성 동기화방식 스마트안테나 전력관리 클라인트메쉬 자주변화 간헐적소형패킷위주 높음 Relay / Ad-hoc mesh 분산동기화방식 제한적 다이버서티방식 Sleep/Idle 기능지원중요 37 백본메쉬 안정적 지속적대형패킷위주 낮음 Full mesh 전역동기화방식 적응성빔포밍방식 용량및신뢰성중심
38 Thank you!