LTE   Long Term Evolution, 3G LTE   3G 미래 장기 진화

(2017-09-07)

LTE-A, LTE-Advanced

1. LTE (Long Term Evolution)3GPP에서는 LTE라하여 기존 이동통신 무선접속/전송 기술에 비해,
     획기적인 비용 절감 및 성능 향상을 꾀하는 장기적 표준 기술개발 목표를 추구한바 있음

  ㅇ 2008년도초 규격 제정 승인되고(3GPP Release 8 부터 시작), 2010년 상용화 


2. LTE 주요 특징4세대 이동통신 직전의 3.9세대라 일컬어짐

  ㅇ 스펙트럼 유연성(Spectrum Flexibility)
     - 서로 다른 주파수대역, 서로 다른 가용 주파수 크기, 서로 다른 듀플렉스 방식 등
       다양한 주파수 환경에서도 시스템 구축 가능

        . 주파수대역
           .. 450 MHz ~ 3.5 GHz 어디에서도 동작 가능

        . 주파수대역폭  
           .. (Single Carrier인 경우)      : 1.4 ~ 20 MHz 대역폭에서 유연하게 동작 
           .. (Aggregated Carriers인 경우) : 그 이상에서도 동작

        . 듀플렉스 방식 : LTE TDD, LTE FDD 모두 지원
           .. paired spectrum  : LTE FDD
           .. unpaired spectrum : LTE TDD

     - LTE 대역폭 : 얼마나 많은 부반송파가 사용될 수 있는가를 의미
        . 이는 할당 가능 자원블록 수를 의미 => 최대가능 전송속도
           .. 부반송파 간격(15 kHz) 및 심볼 길이는 동일하게 유지하며
           .. 대역폭은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz로 확장 가능
           .. (단, 10, 15, 20 MHz 대역폭인 경우에는 2.6 GHz, 3.6 GHz 주파수대역에서 동작)

  ㅇ 전송속도
     - 최대가능전송속도 : 하향 300 MHz, 상향 75 MHz (대역폭변조방식에 의존적)
        . 例) 20 MHz 대역, UE에서 1개 안테나, 기지국에서 2개 안테나 일 때,
           .. 다운링크 100 Mbps, 업링크 50 Mbps

  ㅇ 지연 최소화
     - 전송 지연 : 단방향 15 ms 이내 (사용자평면)
     - 제어 지연 : 10 ms 이내        (제어평면)

  ㅇ 전송방식
     - 상하향 공히 OFDM 전송방식을 기본으로 함
        . 단, 상향은 OFDM 방식의 변종으로 간주되는 SC-FDM 방식을 사용

  ㅇ 다중접속방식
     - 하향 : OFDMA (OFDM 전송방식에 기반한 다중접속 방식)
     - 상향 : SC-FDMA (Single Carrier FDM에 기반한 다중접속 방식)

  ㅇ 변조방식
     - 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 
     GSMWCDMAHSDPAHSUPA → LTE → 4G (IMT-Advanced, LTE-Advanced)


3. LTE 주요 기술 사항

  ㅇ LTE 망 구성
     - 무선접속망 : E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)
     - 코어망     : EPC (Evolved Packet Core)

  ㅇ 대역폭, 자원블록, 부반송파
     - 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 정보를 항상 가운데 1.4 MHz에 만 위치하게 함
     - 무선단말전원을 켜고 처음으로 이동통신 시스템에 접속할 때, 핸드오버할 때 등에,
     - 인접 기지국 셀 탐색 중 필요 정보가 항상 중간 1.4 MHz (병렬 부반송파 72개)에 만 있음

 
4. 3GPP LTE 진화

  ㅇ Release 8  : LTE
     - OFDM, 다중안테나 지원, H-ARQ, 스펙트럼 유연성, 채널 의존 스케쥴링 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


5. LTE-Advanced 목표

  ㅇ 하향 1000 Mbps, 상향 500 Mbps 
     -이상적으로, 20 MHz x 5개 반송파 결합으로 100 MHz에서 하향 3000 Mbps, 상향 1500 Mbps

  ㅇ 기존 LTE와 역호환 가능


[3GPP-LTE] 1. LTE,LTE-A 2. SAE,EPC 3. E-UTRAN 4. ICIC(셀간 간섭 조정) 5. 셀 탐색 6. LTE 식별
[LTE 계층,프로토콜] [LTE 채널] [LTE 스케줄링] [LTE-Advanced] [VoLTE]

 
        최근수정     요약목록     참고문헌