Embargo		없음
배포일자 : 2018.02.07.(수)				배포번호 : 2018-09호
문의	5G기가서비스연구부문		이동응용연구부장		김영진(042-860-5617)	E-mail : yjkim@etri.re.kr
	이동응용연구부		기지국SW연구실장		나지현(042-860-5408)	E-mail : jhna@etri.re.kr
	커뮤니케이션전략부		성과홍보실장		정길호(042-860-0670)	E-mail : khchong@etri.re.kr
	성과홍보실		행정원		정병인(042-860-6634)	E-mail : byengin@etri.re.kr
매수 : 보도자료 3매(사진 5매, 참고자료 5매)						배포처 : ETRI 성과홍보실

<기지국도 배낭처럼 메고 다닌다> ETRI, 배낭형 소형셀 기지국SW 상용화 눈앞 - LTE TDD/FDD 소형셀 SW국산화, 이중연결성 기술로 세계와 어깨 - ㈜유캐스트, 배낭형 수km내 64명 접속, 사업화 5G시장 선점 - 통신사각지대 해소, 외국기술종속 탈피로 기술독립가능

야구장이나 축구장처럼 사람들이 갑자기 많이 모이는 지역에서는 스마트폰 통화나 통신이 쉽지 않다. 국내 연구진이 이러한 불편함을 없애는 진보된 소형셀 기지국 SW기술을 개발, 상용화를 앞두고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2016년 LTE 소형셀 기지국 SW개발 성공에 이어 LTE-TDD기술과 이중연결성이 지원되는 SW기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

이러한 기술들은 향후 건물이나, 운동경기장, 가정 등에서 활용이 가능하고 기존 SW기술이 업그레이드 됨에 따라 향후 5G(세대)에서도 활용될 수 있는 핵심기술로 평가받고 있다.

연구진이 개발한 LTE-TDD기술은 상향(Uplink)과 하향(Downlink)의 비율을 시간으로 나눠 사용이 가능한 기술이다. LTE에서는 7가지 방법으로 상·하향 링크 비율을 달리할 수 있다. 예컨대 한정된 데이터에 대하여 상황에 맞게 상·하향 데이터속도 비율을 조절 할 수 있는 셈이다.

또 이중연결성이 지원되는 SW기술은 향후 5G에서도 활용이 가능하다. LTE-A 프로(Pro)기술이라 불리는데 사용자가 두 개의 기지국을 동시 연결하여 데이터를 송·수신하는 기술이다. 5G에서는 4G와 5G 기지국을 동시 연결해 사용도 가능하다.

아울러 연구진은 추가적으로 기지국간 간섭을 제어하여 셀의 가장자리에 해당되는 부분에서 사용자의 전송 속도를 높여주는 향상된 간섭제어(eICIC)기능, eMBMS기능도 개발했다. 또 소형셀 기지국 SW를 검증하는 시험환경기술도 성공적으로 개발했다고 밝혔다.

ETRI가 개발한 LTE-FDD/LTE-TDD　SW는 국내 뿐만 아니라 해외 수출이 가능한 모델이며 연구진은 4건을 기술이전 했다. 임시 LTE망을 구성할 수 있는 반경 수백m ~ 수Km 거리에서 배낭형태 기지국으로 상용화도 가능할 전망이다.

연구진은 특히 과거에는 소형셀의 가입자 수용이 8명 정도였는데 이를 8배 늘려 64명이 동시접속도 가능케 만들었다. 기존 방식에서는 FDD방식만 사용이 가능했는데 이를 TDD방식까지 넓혔다.

본 기술은 향후 사람이 많이 모이는 경기장, 백화점, 재난지역, 군통신 등 트래픽이 급증하는 곳에 적당하며 실내·외 건물 벽이나 전봇대, 통신안테나 등에 마치 무선랜 AP처럼 척척 붙이거나 배낭을 메고 다니면서 활용될 것으로 보인다. 연구진은 소형셀의 크기는 용도에 따라 실내용은 무선랜 AP 크기정도로 실외용은 신발박스 크기로 최소화했고 배낭으로 만들 경우 무게는 10kg내외라고 설명했다.

이로써 셀간 경계의 통신음영 및 사각지대의 해소는 물론, 기존 사용하던 외국산 제품을 대체, 관련기술의 자립화에도 큰 도움이 될 전망이다.

따라서 실제 1만명을 수용하는 야구경기장의 경우, 소형셀 1백개 정도를 붙이게 되면 기존 데이터 서비스 대비 50배 정도의 전송속도로 받을 수 있게 된다. 소형셀 1대의 가격은 대략 수 십 ~ 수 백 만원 대로 예상된다.

ETRI 기술경제연구본부의 조사에 따르면 현재 통신시장에서 대형기지국(매크로)이 차지하는 비율이 약 80%에 달하고 있지만 5년 후면 소형셀 시장이 점점 커질 것으로 예상하고 있고 LTE-TDD시장도 점차 증가하는 추세다.

현재 LTE 기반 소형셀 기지국 관련 SW는 대부분 수입에 의존하고 있어 가격 경쟁력 약화, 기술 차별화 미비, 제품출시가 늦어지는 등의 문제가 있었다. ETRI가 기술 개발에 성공함으로써 이러한 문제점 해결이 가능케 되었다.

연구진이 세계적 수준의 기업들과 성과측면에서 어깨를 나란히 하자 글로벌 칩 제조사들과 협업을 위한 국제공동연구도 타진중이다.

ETRI 정현규 5G기가서비스연구부문장은“본 기술로 LTE　소형셀 기술 독립을 원하는 업체의 기술경쟁력 강화와 5G 이동통신 스몰셀 시장을 선점하고자 하는 중소기업에게 큰 도움이 될 것이다”라고 말했다.

정보통신기술진흥센터(IITP) 이재학 이동통신 PM도 “소형셀 기지국 SW기술이 국산화되어 중소기업의 효과적 활용이 예상되며, 이러한 기술력을 바탕으로 5G로 이어질 수 있도록 노력 하겠다”고 밝혔다.

ETRI는 본 기술이 과학기술정보통신부와 IITP의“초연결 스마트 모바일 서비스를 위한 5G 이동통신 핵심기술 개발”과제의 일환으로 개발되었다고 밝혔다.

한편, 연구진은 오는 26일부터 스페인 바르셀로나에서 개최되는 MWC 2018에 ㈜유캐스트와 함께 기술을 출품, 해외마케팅을 할 예정이다. 연구진은 지난 4년간 기술개발을 통해 국내·외 특허 120건, SCI 논문 10편 등의 성과를 올린바 있다. <보도자료 본문끝>

<참고자료 1>

ETRI 스몰셀 기술 관련 참고사항

#1 전 지구인의 축제, 동계올림픽, 그동안 강원도는 통신이 원활한 곳이었다. 하지만, 많은 사람들이 한꺼번에 몰리게 됨에 따라 실내 빙상경기장 주변이나 사람이 많은 쇼핑몰, 전시관 등에서 올림픽 금메달 장면을 스트리밍 서비스로 보고 싶은데 자꾸 끊긴다. 사업자는 철탑기지국을 설치하려고 하니 많은 시간과 비용이 필요하고 또 올림픽이 끝나면 통신 장비의 활용도가 낮아지는 문제가 있어서 고민스럽다. 이때, 소형셀 기지국을 활용한다면 설치와 철수가 와이파이 만큼 쉽지만 와이파이 보다 고품질 서비스를 받을 수 있어 저렴한 비용으로 가입자 서비스 만족도를 높일 수 있다. #2 지진으로 상용이동통신시스템이 망가졌다. 지진지역의 피해상황 및 지역정보를 파악하는 것이 급선무이다. 지휘통제부와 구조대원간, 구조대원간의 통신이 필요한 상황에서 한 구조대원이 배낭형 기지국장비를 메고 재난현장에 도착한다. 지진이 발생한 지역내에서 구조대원, 지휘체계간의 통신이 가능케 된다. 구조대원은 피해상황을 영상으로 촬영하여 지휘통제부로 보내서 지휘통제부의 정확한 의사결정을 도울 수 있으며 긴급한 상황에서 주변 구조대원과의 통신을 통해 협력하여 긴급구난에 나선다.

이동통신 망은 기지국 별로 일정한 양의 데이터를 전송할 수 있고 해당 기지국에 접속한 사용자들이 데이터 용량을 나눠쓰기 때문에 기지국 출력이 작은 소형기지국의 경우 해당 영역내에 소수의 사용자들에게 좋은 품질의 데이터를 전송할 수 있는 특징이 있다.

소형셀 기지국은 크기가 작아 여러 대를 손쉽게 설치할 수 있어서 인구 밀집 지역에 기지국이 갑자기 필요로 한 상황이나, 한꺼번에 많은 데이터 전송속도를 필요로 하는 곳에 더 많이 사용될 예정이다. 이러한 소형기지국의 핵심기술이라 할 수 있는 기지국 SW가 국산화되어 고정식 기지국 뿐 만 아니라 이동식 기지국인 배낭형 기지국에 활용될 예정이다.

개발된 소형셀 기지국 SW 기술은 외산 제품에 대한 차별화된 경쟁력을 갖기 위하여 LTE-FDD 뿐만 아니라 LTE-TDD의 모든 형상지원 (업링크 다운링크 비율에 따라 7개까지 지원), 한다.

ETRI의 기술은 3GPP기반의 LTE 소형셀 기지국뿐만 아니라 이동이 가능한 배낭형 기지국, 차량형 기지국, 클라우드 기지국, 기지국 진단장치, 기지국 에뮬레이터 등 다양한 제품에 활용되며 5G에서 재 활용될 수 있는 기반기술이다. ETRI는 소형셀 기지국 SW개발에 필요한 시험장치로 Rel.13까지 지원하는 EPC Emulator, 소형셀 기지국 운용관리 SW, SON 서버 프로토타입 기술, 그리고 소형셀 기지국 SW를 타켓 HW가 없는 상태에서도 개발할 수 있는 시험환경을 모두 개발하였으며 이들 시험장치들로 인하여 소형셀 기지국 SW의 완성도를 높일 수 있었다고 밝혔다.

또한 ETRI에서는 완성도가 높은 LTE 소형셀 기지국 SW기술을 활용하여 올해부터 5G NR기반의 스몰셀 기지국 SW도 국산화 연구개발도 진행할 예정이다.

<참고자료 2>

[그림 1] 스몰셀 기술 개념

[그림 2] LTE기반 스몰셀 기지국 망 구성도

[그림 3] LTE-TDD　기술

※ LTE-TDD(Time Division Multiplexing) 기술 : 국내에서 서비스하고 있는 LTE-FDD(Frequency Division Duplex)는 데

이터를 송·수신할 때 각기 다른 주파수 영역을 사용하는 데 비해 LTE-TDD는 송수신 같은 주파수 영역을 이용한

다. 송신과 수신 비율에 따라 7가지 방법으로 설정할 수 있으며, ETRI에서는 7가지 모두 설정가능하도록 개발.

<참고자료 3>

배낭형 LTE 기지국

배낭형 기지국은 소형셀 기지국과 EPC, 그룹통신을 위한 서버, 밧데리 팩이 배낭형태로 만들어진 기지국이다. 군, 긴급 재난망, 특수 목적망에 활용될 것으로 예상되며, 목적에 따라 다양한 응용서버가 포함될 수 있다. 배낭형 기지국은 기존의 기지국과는 별도로 망을 구축할 수 있다.

[그림 4] 배낭형 기지국 기술 구성 예

<참고자료 4>

eMBMS기술

eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)는 LTE를 기반으로 일대 다수의 서비스를 제공하는 기술로 특정지역에 HD 급의 스트리밍서비스를 다수가 보고 싶어할 때 사용하면 무선 전송 효율을 올릴 수 있다.

eMBMS기술은 기본 LTE 망에 BM-SC, MCE, MBMS-GW와 같은 논리적인 기능엔티티가 추가되며, eNB에는 MBMS를 위한 새로운 프로토롤(M2AP, SYNC), PMCH(Physical Multicast Channel) 채널, MCCH (MBMS Control Channel), MTCH(MBMS　Traffic Channel)등의 기능이 추가된다.

ETRI가 개발한 소형셀 기지국 SW는 MBMS-GW, MCE와의 망인터페이스를 제공하며, eMBMS서비스를 위한 SYNC프로토콜, eMBMS 제어 플렌, 데이터 플랜, 그리고 eMBMS용 스케쥴러 기능을 제공한다. 현재 eMBMS기능을 제공하는 단말과 소형셀 기지국용 L1 칩이 제공되지 않아 ETRI에서는 소형셀 기지국 개발환경을 통하여 이 기능을 검증한 상태이다.

[그림 5] eMBMS　테스트베드 구성도

※ eMBMS（evolved Multimedia Broadcast Multicast Service) : LTE기반으로 일대 다수의 서비스를 제공하는 기술

EPC : Evolved Packet Core,

BM-SC:Broadast Multicast Service Center

MCE : Multicell/Muticast Cooridinated Entity

M-GW : MBMS Gateway

<참고자료 5>

LTE-A Pro 이중연결성 기술

이중연결성 기술은 단말이 두 대의 기지국과 동시에 연결되어 데이터를 받을 수 있는 기술이다. 보통은 셀 커버리지가 다른 두 대의 기지국과 연결되며, 대형기지국인 매크로 기지국으로부터는 안정적인 음성서비스를 소형셀 기지국으로부터는 대용량의 서비스를 받는다. 이중연결성 기술은 아직 상용단말이 지원하지 않고 있으며, 이에따라 기술검증은 ETRI에서 개발한 개발환경을 통하여 이루어졌다. 이 기술은 5G의 첫 번째 버전인 NSA (Non-Stand Alone) 규격에서 활용됨에 따라 5G의 기반기술로 활용될 예정이다.

[그림 6] 이중연결성 기능 개념도예

[그림 7] 이중연결성 데이터 전송 예