LTE-U에 대해 알아봅시다

오늘은 LTE-U에 대해서 알아보시죠. 이동통신 사업자들은 LTE 주파수 확보를 위해 수천억원을 들여 정부로 부터 주파수를 임대한다는 사실은 이미 말씀드린 바 있습니다. 그런데 퀄컴이 ISM 밴드를 사용해서 데이터 전송속도를 높이는 LTE-U(LTE-Unlicensed) 기술을 발표했습니다. 이 기술은 WiFi의 5GHz 대역을 CA해서 속도를 높이는 방식입니다. 와우! 정말 매력적인 기술이죠? ISM 밴드는 정부로부터 허가를 받을 필요가 없고 주파수 이용 대가도 지불할 필요가 없으니까 말입니다. 5GHz 대역에서는 현재 WiFi만 사용되고 있고 대역폭도 380MHz로 넓어서 만약 이것을 CA 할 수 있다면 데이터 전송속도를 획기적으로 높일 수 있게 됩니다. 물론 Unlicensed만 사용하는 것은 아니고 Licensed 대역을 기본으로 하고 거기에 Unlicensed 대역을 추가로 CA 하는 개념입니다. LTE를 위한 주파수 대역폭을 적게 확보하고 있거나 주파수를 추가로 임대할 투자금이 부족한 사업자에게는 매우 매력적으로 다가올 수 밖에 없을 겁니다.

 

 

LTE-U를 구현하는 방식은 SDL(Supplementary Downlink) 방식과 TDD 방식 두 가지가 있습니다. SDL 방식은 비면허 대역을 다운링크 CA로 사용하는 것을 의미합니다. 그리고 TDD 방식은 다운링크와 업링크를 시간적으로 배치해서 다운링크와 업링크에서 CA를 사용할 수 있는 방식입니다. 그런데 하나 궁금한게 있습니다. 그렇다면 시스템의 관점에서는 기존 기지국에서 서비스가 되는 것일까? 아닙니다. LTE-U를 지원하기 위해서는 별도의 펨토셀을 구축해야 합니다. 특히 트래픽이 집중되는 곳에서 와이파이를 통한 데이터 전송속도 향상에 유용하게 사용될 수 있습니다. 그렇다면 단말기는? 단말기도 당연히 LTE-U가 지원되는 칩셋이 들어가야 서비스가 가능합니다.

 

 

이렇게 훌륭한 기술임에도 불구하고 여전히 문제가 있습니다. ISM 밴드는 본질적으로 규제가 적은 대역이긴 합니다만 기존에 이 대역에는 WiFi를 통해 서비스를 이용하는 다수의 사용자가 존재합니다. 아무리 허가없이 쓸 수 있다고 하더라도 LTE-U로 인해 기존 WiFi 사용자들에게 문제가 생긴다면 과연 WiFi 진영에서 이것을 받아들일 수 있을까요? LTE-U가 되면 WiFi가 사용할 수 있는 주파수 대역이나 채널은 당연히 줄어들 것이고 이렇게 되면 WiFi의 데이터 전송속도 하락은 피할 수가 없게 됩니다. 이런 문제를 방지하기 위해 LBT(Listen Before Talk)를 도입해야 한다는 주장이 등장하게 되었습니다. LBT는 쉽게 얘기하면 "말하기 전에 먼저 들어라", 즉 전파를 송신하기 전에 해당 채널이 사용되고 있는지 아닌지 확인하라는 의미입니다. 만약 LBT가 없이 서비스를 하게 되면 다수의 기기들이 서로 전파를 쏘려고 할 것이기 때문에 아무도 전송을 하지 못하게 될 수도 있습니다. 와이파이에는 LBT가 이미 적용이 되어 있습니다.(WiFi에 적용된 LBT 기술은 CSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance라고 불립니다.)

 

LBT 없이 WiFi와 LTE가 공존할 경우 LTE는 OFDMA의 특성상 다수의 사용자가 동시에 데이터를 전송할 수 있기 때문에 WiFi는 해당 채널을 LTE가 차지하고 있으면 아예 데이터를 전송할 수 없게 됩니다. 이렇게 WiFi와의 공존을 위해서 LBT 기술을 도입한 것을 LAA(License Assisted Access)라고 부릅니다. LAA는 주파수 사용 상태를 감시하고 채널이 비어있을 때만 짧은 시간동안 전송하고 잠시 쉬었다가 채널이 비게 되면 다시 전송하는 것을 반복합니다. 이렇게 하면 LTE가 ISM 밴드를 독점하는 것을 감소시킬 수 있습니다. 이제 이 카테고리의 포스트는 5G 딱 하나만 남았습니다. 마지막까지 힘내서 마무리 할 수 있기를... ㅎㅎ