삼성전자 세계 최고속도에 실제 서비스환경에서 품질보장할 다양한 기술도 확보

 [특별기획/삼성4G포럼]⑤ 1Gbps 무선통신, 2010년 꿈의 통신시대가

열린다

4세대 이동통신, 즉 4G란 이동 중 100Mbps, 정지 상태에서는 1Gbps급 속도를 제공하는 무선 통신
기술로, 지난 2005년 10월 ITU(국제전기통신연합)이 ''IMT-어드밴스드(advanced)''를 공식 명칭으로
결정한 바 있다. 

하지만 현재의 3G와는 완전히 다른 새로운 세대의 통신 기술이라는 점을 강조하기 위해 여전히 4G라는
용어가 널리 쓰이고 있다.

4G의 가장 큰 특징은 무엇보다 고속의 데이터 전송에 있다. 현재 가장 빠른 3G보다 10~100배
(100Mbps~1Gbps)의 전송 용량을 지원하기 때문이다. 이 밖에도 All IP 환경을 위한 패킷 전용 시스템
구현, 주파수 효율성의 향상, 셀 커버리지의 증대 등이 4G의 특징으로 꼽힌다.

서비스 등급을 차별화함으로써 가격대비 전송률을 최적화할 수 있고, 서비스를 효율적으로 지원하기
위해 단말기 하드웨어를 다양하게 재구성할 수 있는 점도 4G만의 장점이다.

4G의 주파수 밴드와 대역폭은 아직 유동적인데, 현재 후보 주파수로는 410~470MHz, 614~806/862MHz
및 3.4~4.2GHz가 유력하고, 가변 대역폭(Scalable 대역폭)은 5/10/20/40/100MHz가 될 전망이다.

◆ 고속전송·주파수효율 향상…통신품질의 일대혁신
= 이러한 4G 서비스는 몇 가지 핵심기술로 이루어져 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division
Multiple Access) 기술, SDR(Software Defined Radio) 기술, MIMO(Multiple-Input/Output) 기술,
LDPC(Low Density Parity Check) 기술, 스마트안테나 기술 등이 그것이다.

OFDMA는 주파수 대역을 수백개로 쪼개어 주파수간 간섭을 최소화하고 다수의 대용량 데이터를 동시에
고속으로 전송하는 기술이며, SDR은 주파수범위·변조방식·무선출력 등 주요 무선 특성을 소프트웨어로
업데이트 또는 변경할 수 있는 모뎀 기술이다.

LDPC는 수신된 데이터의 복호(decoding) 시간을 줄이는 효율적인 오류정정기술이며, 스마트안테나는
기지국이 단말에서 보내는 신호를 근거로 사용자 위치를 파악해 해당 사용자에게 전파신호를 집중해서
전송하는 역할을 한다.

MIMO는 여러 개의 안테나로 데이터를 동시에 송수신해 전송 효율을 높여주는 기술인데, 이론적으로
300Mbps를 속도를 낼 수 있다고 알려진 802.11n 무선랜에 이미 적용이 됨으로써 최근 가장 주목을 받고
있는 기술이다.

◆ 삼성, 2006년 최초의 4G기지국 핸드오버 성공
= 2006년 4G포럼에서 삼성전자는 정지된 무선 네트워크 환경에서 1Gbps, 시속 60km로 이동하는 차 안
에서는 100Mbps의 속도를 구현하는 무선통신을 시연했다. 그간 와이브로에 집중하던 삼성전자가 4G
기술에서도 세계의 경쟁자들과 어깨를 나란히 하는 순간이었다.

그런데, 지난해 행사에서 삼성전자가 보여준 기술은 기존에 세계 유수의 통신장비 제조사나, 통신사업자
들이 보여준 4G 기술과는 사뭇 달랐다. 단순히 ''4G의 속도''만을 구현한 시연이 아니었기 때문이다.

기존의 4G 시연이 기지국 하나를 놓고 그 안에서 이동하며 100Mbps 속도로 통신한 것과 달리, 삼성
전자는 서로 다른 기지국 사이를 넘나드는 4G의 핸드오버를 세계 최초로 선보였다.

특히 두 기지국의 경계를 넘어갈 때도 기존에 접속했던 기지국의 신호 때문에 속도 저하, 에러 등 통신
품질이 나빠지는 현상을 막기 위해 ''인접 셀(cell) 간섭제거 기술''을 독자 개발, 서비스의 안정성을
높였다.

◆ 8×8 MIMO, 대역폭·콘텐츠 QoS기술도 확보
= 특히 삼성전자는 지난해 4G포럼에서 이동 차량에서는 4×4, 정지 상태에서는 8×8의 MIMO 기술을
선보였다.

이는 6×6 MIMO를 시연한 NTT도꼬모를 앞선 것이며, 8×8 MIMO 기술을 이용해 세계 최초로 3.5Gbps
의 전송속도를 구현한 실험 결과도 발표한 바 있다.

기존 무선랜은 1개의 전파가 1개의 경로를 따라 전달되기 때문에 장애물의 영향으로 신호가 약해지는
문제가 있었지만, 8×8 MIMO 기술은 각각 8개의 송신·수신 안테나로 모든 신호를 동시에 주고받기
때문에 3.5Gbps나 되는 대용량 데이터 전송이 가능해진 것이다.

또 정지 상태 역시 경쟁자들은 사용자를 한 사람으로만 설정한 상황에서 1Gbps 통신을 구현했던 것과
달리, 삼성전자는 4명의 사용자에게 고루 고품질 서비스를 제공하는 시연을 함으로써 큰 기술적 발전을
이뤄냈다.

◆ 삼성전자 4G, ''속도는 기본, 품질도 OK''
= 이와 관련해 삼성전자는 "속도만이 문제가 아니다. 동영상 화질 등을 손상시키지 않고, 또한 심리스
하게 서비스를 제공할 수 있느냐는 속도와는 또 다른 ''품질''의 문제다"며, "4G의 서비스 품질 면에서는
삼성전자가 가장 앞서 있다고 생각한다"고 설명하고 있다.

삼성전자 김기호 전무는 "여러 사용자가 동시에 4G 서비스를 이용할 수 있게 하려면 사용자 별로
대역폭을 할당할 수 있어야 되고, 다양한 콘텐츠를 하나의 단말기에서 동시에 이용하려면 콘텐츠 별
우선순위도 부여할 수 있어야 한다"면서, "이를 위해 다양한 소프트웨어 기술을 개발, 적용했다"고
말했다.

삼성전자의 이러한 기술적 성과는 4G 기술이 빠르면 2010년 상용화될 것이라는 예상에 더욱 기대를
불어넣게 만든다.

단순히 ''속도''의 한계에 도달한 것을 넘어, 서비스가 가능한 여러 가지 주변 장치들도 함께 마련함으로써
기술로서의 4G가 아닌, 서비스로서의 4G를 구현해가고 있기 때문이다.

김재철기자 [mykoreaone@ddaily.co.kr] 2007/08/25 09:16:48
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