- 1 -

2008. 10. 29.2008. 10. 29.

정정 현규현규hkchung@etri.re.krhkchung@etri.re.kr

이동통신연구본부이동통신연구본부//방송통신융합연구부문방송통신융합연구부문

IT R&D Global LeaderIT R&D Global Leader

Mobile Research Activites of ETRIMobile Research Activites of ETRI이동통신이동통신 기술기술 현황과현황과 발전전망발전전망이동통신이동통신 기술기술 현황과현황과 발전전망발전전망

- 2 -

목목 차차목목 차차

11 이동통신기술이동통신기술 발전전망발전전망

22 4G 4G 표준화표준화 동향동향 및및 기술기술

향후향후 기술기술 전망전망33

- 3 -

User-oriented SystemUbiquitous Convergence Service

(Broadband,Ubiquitous,Convergence,Intelligence)

Service-oriented SystemHigh-speed Wireless Internet

(Broadband)

Technology-oriented

System(Voice Quality/Roaming)

cdmaOnecdmaOne(9.6~13kbps) WW--CDMA/HSDPACDMA/HSDPA(384kbps~2Mbps/14.4Mbps) WiBroWiBro(30/ 50Mbps)

cdma2000 cdma2000 rA,BrA,B/HSUPA/HSUPA(3~70Mbps/5.8Mbps)

OFDMOFDM(600Mbps이상)

Voice+ SMSVoice+ SMS Voice+DataVoice+Data Voice+Data+Wireless Voice+Data+Wireless InternetInternet

Voice+Data+WirelessVoice+Data+WirelessInternet+SensingInternet+Sensing

DMB/Digital Camera/MP3 Phone Game/Video Phone 3D Video/Rich Multimedia Phone

HSDPA: High-Speed Downlink PacketAccess

HSUPA: High-Speed Uplink Packet Access

WPAN: Wireless Personal Area Network

NeMA: New Mobile Access

NoLA: New Nomadic/Local Area Wireless Access

OFDM: Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing

MIMO: Multiple Input Multiple Output

SDR: Software Defined Radio

3GPP LTE : 3GPP Long Term Evolution

GSM : Global System for Mobile Communications

ECMA: European Computer

Manufacturers Association

5G

Beyond

IMT-Advanced

3G

3GPP LTE

IMTIMT--Advanced Advanced

WiBro/Mobile WiMAX

WiBro Advanced

VHT(NoLA)

WiMAX

EV/DO-rA,BHSDPA/HSUPA

cdmaOne/GSMWPAN

Bluetooth, Zigbee

2.4GHz WLAN

802.11b/g

5.8GHzWLAN802.11a

WLAN802.11n

54Mbps

수 Gbps

100Mbps

Mobility

30~50Mbpscdma2000/W-CDMA

270Mbps

9.6~13kbps

153.6Kbps/2Mbps

3.1~14.4Mbps/5.8Mbps

2G

3GPP LTEAdvanced(NeMA)

MultiGiga Bits

60GHz/3~6Gbps

IEEE 802.15c / ECMA

cdma2000cdma2000(153.6kbps)GSMGSM(13kbps)

36Mbps

11~54Mbps

600Mbps 이상

WiBroEvolution

200Mbps

1. 이동통신 망1. 이동통신 망

Data Rates

2G 3G 4G(2011~ )

- 4 -

n IMT : root name that encompasses both IMT-2000 & IMT-Advanced collectively

- IMT-2000 : encompasses also its enhancements and future developments

- 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

n ITU-R WP5D 2차 회의(2008.6.)

에서 최소 요구사항 정의

- 대역폭 : scalable bandwidth

up to 40MHz

- 최대전송속도 : 하향 600 Mbps

상향 270 Mbps

u ITU-R의 IMT-Advanced 정의u ITU-R의 IMT-Advanced 정의

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 5 -

410~430MHz

• NOC (지지국가 없음)

Global IMT 역 확보

450 ~ 470 MHz

698 ~ 790 MHz

2 300 ~ 2 400 MHz

3 400 ~ 3 600 MHz

IMT IMT 역역

450~470MHz

• 유럽을 제외한 다수 제안서에서 IMT 분배 찬성

• 전세계 IMT 지정을 위한 신규 각주 도입 및 결의안 수정 완료

- 한국 : 가용 주파수 여유 없음

WRC07 WRC07 회의회의 결과결과

WRCWRC--07 07 결과결과

470~806/862MHz

• 지역별 IMT 대역을 따로 결정, IMT PRIMARY 분배

- Region 1 : 790~862MHz 대역

- Region 2 : 698~806 MHz 대역

- Region 3 : 790~806MHz 대역

* 한국 : 698~790MHz 대역 (footnote:5.YYY)

2 300~2 400MHz

• 전세계 공동대역으로 IMT 지정을 위한 각 주 도입 및 결의안작업 완료

2 700~2 900MHz

• NOC (지지국가 없음)

3 400~4 200MHz

• 지역별 IMT 대역을 따로 결정, IMT 분배

(국가별 사용, 전파 제약 조건 포함)

- Region 1 : 3 400 ~ 3 600MHz 대역

- Region 2 : 3 400 ~ 3 500MHz 대역

- Region 3 : 3 400 ~ 3 600MHz 대역

4 400~4 900MHz

• NOC (지지국가 없음, only 일본)

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 6 -

IMT-Advanced 표 규격 : 2011년 까지 완 목표

- WP5D 1차 회의(2008.1. 네 ) : Circular Letter 송부

- 2차 회의(2008.6. 두 이) IMT-Advanced 최소요구사항 작 완료

- 3차 회의(2008.10. 울) Workshop 4차 회의(2009.2.) Proposal 시작

v 3차 회의 Workshop에 는 각국과 표 단체 등이 각자의 IMT-Advanced 추진 향

주요 규격의 특징 등을 표 (IMT workshop)

3GPP, 3GPP2 등 존 표 단체를 통한 IMT-Advanced 표 안

- 3GPP : 3G LTE의 Advanced 버 안 상 (2008.3. 회의에 Study Item 승인)- 3GPP2 : UMB 의 일부 능개 버 안 상 (퀄컴 심)

IEEE를 통한 IMT-Advanced 표 안

- IEEE 802.16m : Mobile WiMAX의 IMT-Advanced 버 안 상 (2009.9. )- 타 IEEE 802.20, 802.11 등의 이 어떤 태로 안 지는 미

u IMT-Advanced 표준동향u IMT-Advanced 표준동향

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 7 -

IMT-Advanced 표준 규격 개발 일정

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 8 -

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

ITU-R

3GPP

3GPP2

IEEE 802

~2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

1xEV-DO rev B

1xEV(DL/UL:100/50Mbps)1xEV-DO rev C(DL/UL:100/50Mbps)

Phase 1 Evol. Phase 2 Evol.

3GPP2IMT-Advanced Stand.

Phase 1 Publication

Phase 2 Framework

Phase 2 Publication

3GPP LTE/SAE (Rel. 8)

(DL/UL : 100/50Mbps)

WRC ‘07

Issuing Circular letter

Submissionbeginning

Final submission due

IEEE 802.16m, IEEE 802.11 VHTIMT-Advanced Stand.

LTE: Long Term Evolution SAE: System Architecture Evolution VHT: Very High Throughput

Harmonization &

Standard Building

4G Spectrum

3GPP IMT-Adv. Stand.(LTE Advanced)

u Evolution of Global Standardsu Evolution of Global Standards

- 9 -

2008 2009 2010 20112007

ITU-R WP5D

Tentative schedule

LTE

#394 Mar-

#4027 May-

#419 Sep-

#422 Dec-

#43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52

#128 Jan-

TSG-RANmeeting

#211 Jun-

#38 Oct-

#411 Feb-

#510 Jun-

#614 Oct-

#7 #8 #9 #10

WP5Dmeeting

Circular Letter Proposals

Evaluation

Consensus building

Specifications

IMT.RADIO

IMT.RSPEC

Study Item

#38&WS26 Nov-

LTE-Advanced Requirements

Release of CL

Approve the SID.Start the SI

IMT-Advanced Workshop

Work Item

Early/ additional submission

Completesubmission

Finalsubmission

First release of 3GPP specs

3GPP LTE-Advanced 표준 규격 개발 일정

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 10 -

2008 2009 2010 20112007

ITU-R WP5D

Tentative schedule

IEE802.16m#53

#128 Jan-

IEEE802.16mmeeting

#211 Jun-

#38 Oct-

#411 Feb-

#510 Jun-

#614 Oct-

#7 #8 #9 #10

WP5Dmeeting

Circular Letter Proposals

Evaluation

Consensus building

Specifications

IMT.RADIO

IMT.RSPEC

System Description Doc.

Release of CL,Requirements

Init.Prop.

Early submission

WiBro-Advanced 표준 규격 개발 일정

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

Final Proposal

16m Amendment Spec.

#54 #55 #56 #57 #58 #59 #60 #61 #62 #63 #64 #65 #66 #67 #68 #69 #70 #71 #72 #73

Refinement

Refinement

Finalsubmission

First Release of 16m Spec.

ITU-basedUpdates

#52

- 11 -

q 4세대 이동통신 기술 진화 로드맵

WCDMA

(HSDPA/HSUPA 포함)

cdma2000-EVDO

cdma2000-EVDO rA

Mobile WiMAX

3GPP LTE Adv.

(3GPP 표준)

WiMAX Adv.

(IEEE 표준)

UMB Adv.

(3GPP2 표준)

4G 4G 이동통신이동통신 기술기술

v WCDMA 진영은 3GPP LTE Adv.로, cdma2000 진영중 일부(EVDO 이후 표준채택 사업자)는 UMB Adv.로 진화 가정

v Mobile WiMAX 사업자는 WiMAX Adv.기술을 4G 이동통신 기술방식으로 채택 가정

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 12 -

IMT-Adv. 최소 요구사항

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

1.1. Cell spectral efficiencyCell spectral efficiency

2.2. Peak Spectral EfficiencyPeak Spectral Efficiency

3.3. BandwidthBandwidth

4.4. Normalized Cell edge user throughputNormalized Cell edge user throughput

5.5. Latency Latency

6.6. VoIP Capacity VoIP Capacity

7.7. MobilityMobility

8.8. HandoverHandover

- 13 -

rr Cell spectral efficiencyCell spectral efficiency

rr Peak Spectral EfficiencyPeak Spectral Efficiency

Downlink peak spectral efficiency is 15 b/s/Hz

Uplink peak spectral efficiency is 6.75 b/s/Hz

assumptions on antenna configuration downlink – 4x4, uplink – 2x4

BandwidthBandwidth

The RIT shall support a scalable bandwidth up to and including

40 MHz

Test environment Downlink (b/s/Hz/cell) Antenna config. - 4x2

Uplink (b/s/Hz/cell)Antenna config. - 2x4

Indoor 3 2.25

Microcellular 2.6 1.8

Base coverage urban 2.2 1.4

High speed 1.1 0.7

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 14 -

rr Normalized Cell edge user throughputNormalized Cell edge user throughput

rr Latency Latency

Control plane latency : 100 ms

User plane latency : 10 ms

rr VoIP Capacity VoIP Capacity

Test environment Downlink (b/s/Hz) Uplink (b/s/Hz)

Indoor 0.1 0.07

Microcellular 0.075 0.05

Base coverage urban 0.06 0.03

High speed 0.04 0.015

Test environment Min VoIP capacity (Active users/sector/MHz)

Indoor 50

Microcellular 40

Base coverage urban 40

High speed 30

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

- 15 -

rr MobilityMobility

Handover Type Interruption Time (ms)

Intra-Frequency 27.5

Inter-Frequency– within a spectrum band– between spectrum bands

4060

2. 4G 표 화 동향2. 4G 표 화 동향

항목 요구사항 수치

환경 실내 마이크로 셀 매크로 셀 고속 환경

이동 시, 링크 기준

주파수 효율

(bps/Hz)

1.0

(3km/h)

0.75

(30km/h)

0.55

(120km/h)

0.25

(350km/h)

rr HandoverHandover

- 16 -

구분

IEEE 802.16e OFDMA

(Mobile WiMAX)

IEEE 802.16m (Mobile WiMAX

Advanced)

3GPP

LTE (Long Term Evolution)

3GPP

LTE-Advanced

Duplex 방식 TDD TDD/FDD FDD, TDD FDD, TDD

다중접속방식 (DL) OFDMA OFDMA OFDMA OFDMA

다중접속방식 (UL) OFDMA OFDMA SC-FDMAN x SC-FDMA,

Clustered DFT-S-OFDM, or OFDMA

채널 역폭 10MHz 최대 80MHz1.4, 3, 5, 10, 15,

20MHz최대 100MHz

다중 안테나 (DL) 최대 2x2 최대 4x4 최대 4 x 4 최대 8 x 8

다중 안테나 (UL) 최대 2x2 최대 4x4 최대 1 x 4 최대 4 x 8

최 전송률 (DL) 50Mbps 1Gbps 300Mbps 1Gbps

최 전송률 (UL) 20Mbps 300Mbps 75Mbps 500Mbps

최 이동속도 150Km/h 350Km/h 350km/h 500km/h

셀간 간섭 화

방식

Fractional Freq. Reuse(FFR)

Interference Canceller

Soft/Adaptive FFREnhanced FFR

Tx/Rx Beamforming

Semi-static 셀간 간섭 조정

(부분 주파수 재사용)

Coordinated multipoint 전송(셀간 간섭 조정

및 다중 셀 MIMO)

리피터/릴레이 리피터, 릴레이 리피터, 릴레이 리피터 리피터, 릴레이

이동통신 방식별 기술 비교

3. 향후 망3. 향후 망

- 17 -

IMT-Advanced 개

- LTE-Advanced(2010년), WiBro-Advanced(2011년) 핵심 확보 표 화

2010년이후는 Enhancement, Beyond 등의 핵심 개 표 화 추진

- 러다임 : Convergence, Ubiquity, Broadband, Intelligence

3. 향후 망3. 향후 망

시스템

Convergence

Access 네트워크속

스펙트럼 이용 단말 응용

Ubiquity Broadband Intelligence

• Mobility 기술• 무선자원관리 기술• QoS 관리 기술• Ubiquitous 제어기술

• 적응전송기술• 다중접속기술• 무선자원 관리 기술• Smart Radio 기술• 스펙트럼 공유기술• Unlicensed band 기술• Ubiquitous 제어기술

• 고주파수 효율 전송기술

• 안테나 기술• 다중접속기술• Fixed 멀티홉 릴레이기술• MAC 성능향상기술• Mobile MultihopRelay 기술

• 다중접속기술• Smart Radio 기술• 저전력 제어기술• Ubiquitous 제어기술

Convergence

다양한 복합 서비스를

Seamless 하게 제공하기 위한

융합기술

Ubiquity(Universal Access)

다양한 무선전송 규격에

접속이 가능한 범용 접속기술

Broadband

고속 이동시에도 고속 데이터

서비스가 가능한 광대역 기술

Intelligence

다양한 통신채널 환경하에서

최적의 통신채널을 확보하고

유지하기 위한 지능화 기술

- 18 -

IMT-Adv 실용/상용 단계

Phase -I Phase -II

08 09 10 11 12 13 14 15~

IMT-Adv 표준화

Beyond IMT-Adv 선도 시제품 개발

Ubiquitous Access 원천기술Smart Radio, Digital RF,

Ambient Network,간섭제거, 자율측정, Cross LayerSeamless 서비스 호환성 기술,

Fast Vertical HO, etc

Ubiquitous Access 응용기술자율인지접속 기술, 다중가변 광대역 RF 기술,지능형 네트워킹 기술, 시스템 재구성 기술,

저전력 단말기술, 망융합기술

IMT-Adv Enhancement 핵심기술, 표준화

Convergence, Universal Access, Broadband,Convergence, Universal Access, Broadband, IntelligenceIntelligence

Beyond IMT-Adv /원천 단계

IMT-

Ad

vBe

yo

nd

IMT-

Ad

v

IMT-Adv 핵심기술시제품

IMT-Adv 상용화

IMT-Adv Enhancement 표준화

Beyond IMT-Adv 시스템 기반 기술 연구

3. 향후 망3. 향후 망

- 19 -www.etri.re.kr

이동통신이동통신 기술기술 현황과현황과 발전전망발전전망이동통신이동통신 기술기술 현황과현황과 발전전망발전전망