LTE의 최종 진화, LTE-A Pro

LTE-A는 R.10 이후로 CA가 지원되는 기술이라는 점은 앞에서 설명을 드렸습니다. 그런데 LTE-A 다음은 뭘까요? LTE-B? LTE-C? 실제로 이렇게 우스꽝스러운 이름으로 불린 적이 있어요. 그런데 공식적으로는 LTE-A Pro라고 합니다. LTE-A Pro는 5G의 전 단계로 LTE 기술 계열의 최종 진화 방향입니다. LTE-A Pro는 R.13과 R.14 규격에서 정의된 기술입니다. 그렇다면 R.15도 있을 것이냐? 당연합니다만 R.15 부터는 5G 규격에 대한 논의가 시작될 것으로 보입니다.

 

 

주요 기술로는 4 x 4 MIMO와 256QAM으로 볼 수 있습니다. 4 x 4 MIMO는 2 x 2 MIMO 대비 2배의 전송률을 지원할 수 있고 256QAM은 64QAM 대비 33% 정도의 속도 향상을 가능하게 합니다. 256QAM은 정보전송량을 6비트에서 8비트로 증가시키므로 8 나누기 6을 하면 33% 정도 증가하게 됩니다.

 

 

위에 표에서 보시면 그 이외에도 업링크 CA와 Multi Path TCP 등도 있습니다. 뭐 어쨌든 이 모든 기술들은 데이터 전송 속도를 높이기 위한 것입니다. 그렇다면 도대체 얼마나 빨라질까요? 사업자별로 조금씩 다르겠지만 SK텔레콤을 놓고 보면 다운링크 기준으로 20MHz 광대역 2개와 10MHz 3개가 있으니 총 70MHz가 있습니다. 이것을 5밴드 CA를 하게 되면 이론적으로 최대 525Mbps까지 나옵니다. 여기에 4 x 4 MIMO로 2배가 되니까 1,050Mbps가 되고 256QAM 덕분에 33% 증가하니까... 꺄악 결론적으로는 1.4Gbps까지 나옵니다. 올해 나오는 스마트폰들은 4 x 4 MIMO와 256QAM을 지원하고 있습니다. 중요한 것은 사업자별로 CA의 포트폴리오가 다르다는 것이고 여기에서 아마 SKT, KT, LGU+간에 속도 차이가 발생하게 될 것입니다. KT는 어떻게 될지 한번 계산해 볼까요? KT는 하향으로 55MHz를 가지고 있는데 여기서 5MHz는 미사용 대역이라 50MHz 기준으로 계산해보면 4밴드 CA하면 375Mbps가 나오고 MIMO로 2배 증가하면 750Mbps 마지막으로 256QAM하면 975Mbps가 되네요. LGU+는? KT와 마찬가지 수준일거 같아요. 하향 50MHz를 보유하고 있으니까요.

 

LTE-A Pro는 LTE의 최종 진화 방향인 동시에 5G 기술의 도입이 시작된 것이라고 보실 수 있어요. 그 이유는 MPTCP와 수직빔포밍 같은 기술 때문이죠. 기존에는 전파를 전달할 때 안테나에서 1개의 빔(Beam)을 보냈었는데, 빔포밍에서는 1개의 안테나에서 2개의 빔을 동시에 내보내게 됩니다. 이렇게 되면 또 이론적으로 최대 2배의 전송속도 향상이 가능해집니다. 예를 들어, 어떤 안테나가 특정 지역에 150Mbps의 전파를 보내는 상황에서 해당 지역에 2명이 동시에 있을 경우 현재는 1개 안테나에서 보내는 1개의 빔을 2명이 나눠서 사용하므로 사용자당 최대 이용 가능 속도는 75Mbps에 불과하게 됩니다. 하지만, 수직 빔포밍 기술을 적용하면, 1개의 안테나에서 2개의 빔을 동시에 보내 2명 모두 150Mbps의 속도로 서비스를 이용할 수 있게 됩니다.

 

 

MPTCP는 WiFi를 사용하여 TCP 경로를 추가로 확보함으로써 데이터의 전송률을 높이는 방식입니다. 하나의 데이터를 여러 개의 경로로 나눠서 보내면 더 빨라지는 개념입니다. MPTCP는 여러 개의 IP 주소를 가지게 됩니다. 각각의 TCP Sub-flow에 하나의 IP가 부여되기 때문입니다. WiFi 대역을 CA하는 LTE-U와는 개념이 살짝 다릅니다. 그런데 이렇게 하려면 단말만 MPTCP를 지원하면 되는게 아니라 서버도 지원을 해야 하는데 통상적인 서버는 MPTCP를 지원하지 않는 문제가 있습니다. 이것을 해결하기 위해 MPTCP 프록시 서버라는 것을 추가로 두게 됩니다. 다음 글에서는 LTE-U에 대해 살펴보겠습니다. 그럼 이만...