1. LTE (Long Term Evolution)
ㅇ 3GPP에서는, LTE라하여 기존 이동통신 무선접속/전송 기술에 비해,
- 획기적인 비용 절감 및 성능 향상을 꾀하는,
- 장기적 표준 기술개발 목표를 추구한바 있음
ㅇ 연역
- 2008년도초 규격 제정 승인되고,
. UMTS에서 진화됨
. 3GPP Release 8 부터 시작
- 2010년 상용화
ㅇ 주요 성능 목표
- 전송속도 : 다운로드 시 100Mbps 이상, 업로드 시 50Mbps 이상
- 지연시간 : 무선 인터페이스의 링크당 지연 시간 5ms 미만
- 스펙트럼 효율성 : UMTS Release 6에 비해 다운로드에서 3~4배, 업로드에서 2~3배 이상
- OFDM 접속방식 : 다운링크 OFDMA, 업링크 SC-FDMA 사용
2. LTE의 주요 기술적 특징
ㅇ 4세대 이동통신 직전의 3.9세대라 일컬어짐
ㅇ 스펙트럼 유연성 (Spectrum Flexibility)
- 서로 다른 주파수대역, 서로 다른 가용 주파수 크기(주파수대역폭), 서로 다른 듀플렉스 방식 등
다양한 주파수 환경에서도 시스템 구축 가능
. 주파수대역
.. 450 MHz ~ 3.5 GHz 어디에서도 동작 가능
. 주파수대역폭 ☞ LTE 대역폭 참조
.. (Single Carrier인 경우) : 1.4 ~ 20 MHz 대역폭에서 유연하게 동작
.. (Carrier Aggregation인 경우) : 1.4,3,5,10,15,20 MHz 들을 결합하여, 그 이상 동작
. 듀플렉스 방식 : LTE TDD, LTE FDD 모두 지원
.. paired spectrum : LTE FDD
.. unpaired spectrum : LTE TDD
ㅇ 사용 가능 주파수대역 ☞ Wikipedia (LTE frequency bands)
* (우리나라 ☞ 이동통신 주파수 참조)
ㅇ 전송속도
- 최대가능 전송속도 : 하향 300 Mbps, 상향 75 Mbps (사실상, 대역폭 및 변조방식에 의존적임)
. 例) 20 MHz 대역, UE에서 1개 안테나, 기지국에서 2개 안테나 일 때,
.. 다운링크 100 Mbps, 업링크 50 Mbps
ㅇ 지연 최소화
- 전송 지연 : 5 ms 이내 (사용자평면)
- 제어 지연 : 50 또는 100 ms 이내 (제어평면) (transition time)
ㅇ 전송 방식
- 상하향 공히 OFDM 전송방식을 기본으로 함
- 다만, 상향은 OFDM 방식의 변종으로 간주되는 SC-FDM 방식을 사용
ㅇ 스케줄링
- 매 순간 마다, 사용자 마다, 시간 주파수 자원의 할당 및 데이터 속도를 달리 결정
- 상향링크,하향링크 모두에서 스케줄링이 동작하며,
- eNodeB에는 상향링크,하향링크 스케줄러가 각각 별도로 존재함
ㅇ 다중접속 방식
- 하향 : OFDMA (OFDM 전송방식에 기반한 다중접속 방식)
- 상향 : SC-FDMA (Single Carrier FDM에 기반한 다중접속 방식)
ㅇ 변조 방식
- QPSK, 16QAM, 64QAM
ㅇ All-IP 데이터 전용 네트워크
- LTE 시스템 만으로는 음성서비스 지원이 안되므로, 추가적인 기술이 필요함
. Circuit Switch Fallback (CSFB, 회선 교환 폴백)
.. 기존 2G/3G 망을 사용하여 음성 호를 처리 받도록 하는 기술
. IMS(IP Multimedia Subsystem)를 프로파일링한 VoLTE(Voice over LTE)
※ [참고] 기술발전 과정
GSM → WCDMA → HSDPA → HSUPA → LTE (3.9G) → 4G (IMT-Advanced, LTE-A) → 5G
3. LTE의 주요 기술 사항
ㅇ (LTE 망 구성)을 크게 2개로 구분시켜 다루고 있음
- 무선접속망 : E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)
- 코어망 : EPC (Evolved Packet Core)
ㅇ (대역폭, 자원블록, 부반송파) 간에 연관성,유연성 있음
- 사용 가능 대역폭 : 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz
- 자원 블록 (Resource Block)
. 사용자에게 시간,주파수 입방 격자 내에서 할당되는 자원 단위 (스케줄링 기본단위)
. 15 kHz 간격의 12개 부반송파
.. (MBSFN 기반에서는 7.5 kHz 간격의 24개 부반송파도 가능)
. 180 (=15 x 12) kHz 폭과 0.5 ms 슬롯 길이
- 하향링크 사용 대역폭에 따른 자원블록 수(부반송파 수)
. 1.4 MHz : 6개 (72개), 3 MHz : 15개 (180개), 5 MHz : 25개 (300개),
10 MHz : 50개 (600개) (우리나라 주로 사용),
15 MHz : 75개 (900개), 20 MHz : 100개 (1200개)
. 부반송파 수의 계산 例)
.. 例) 만일, 20 MHz 100개의 자원블록 수는, 12 x 100 = 1,200개의 부반송파 사용
ㅇ (주요 정보들을), 항상 가운데 1.4 MHz 내에 만 위치하게 함
- 무선단말이 전원을 켜고 처음으로 이동통신 시스템에 접속할 때, 핸드오버할 때 등에,
- 인접 기지국 셀 탐색 중 필요 정보들이, 항상 중간 1.4 MHz (병렬 부반송파 72개) 내에 만 있음
4. LTE의 진화 (3GPP 릴리즈)
ㅇ Release 8 : LTE
- OFDM, 다중안테나 지원, H-ARQ, 스펙트럼 유연성, 채널 의존 스케쥴링, EPC 등
ㅇ Release 9 : LTE 확장
- 측위(Positioning), MBMS, Dual-layer Beamforming 등
ㅇ Release 10 : LTE-Advanced
- 다중안테나 확장(8x8 MIMO), Relaying, CA(Carrier Aggregation) 등
ㅇ Release 11 : LTE-Advanced 확장
- CoMP 등
ㅇ Release 13 : LTE-Advanced Pro, LAA 등