4G

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이 글은 모바일 인터넷 접속 규격에 관한 것입니다.다른 용도는 4G(동음이의명료화)를 참조하십시오.
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아날로그
디지털.

4G는 4세대 광대역 셀룰러 네트워크 테크놀로지의 제4세대로서 3G를 계승하고 있으며, 그 이전의 5G입니다.4G 시스템은 ITU가 정의한 기능을 IMT Advanced에서 제공해야 합니다.모바일 웹 액세스, IP 텔레포니, 게임 서비스, 고화질 모바일 TV, 화상 회의, 3D TV 등 현재 응용 프로그램이 될 수 있습니다.

그러나 2010년 12월 ITU는 4G의 정의를 Long Term Evolution(LTE), Worldwide Interoperability for Micrown Access(WiMAX) 및 Evolutioned High Speed Packet Access(HSPA+)[1]로 확장했습니다.

최초의 릴리스 WiMAX 규격은 2006년에 한국에 상용 도입되어 그 후 세계 대부분의 지역에 도입되고 있습니다.

최초 출시 LTE 표준은 2009년 노르웨이 오슬로와 스웨덴 스톡홀름에 상업적으로 배치되었으며, 이후 세계 대부분 지역에 배치되었습니다.그러나, 최초 출시 버전이 4G LTE로 간주되어야 하는지에 대해서는 논란이 되어왔다.4G 무선 셀룰러 표준은 국제전기통신연합(ITU)에 의해 정의되었으며 전송 기술과 데이터 속도 등 표준의 주요 특성을 규정합니다.

각 세대의 무선 셀룰러 테크놀로지는 대역폭 속도와 네트워크 용량을 증가시켰습니다.4G 사용자는 최대 100Mbit/s의 속도를 얻을 수 있는 반면 3G는 최대 14Mbit/s의 속도를 약속했습니다.

기술 개요

2008년 11월, 국제 전기 통신 연합-무선 통신 부문(ITU-R)은 4G 서비스의 최고 속도 요구사항을 초당 100메가비트(Mbit/s=125메가바이트)로 설정하면서, 국제 이동 통신 고급(IMT-Advanced) 규격으로 명명된 4G 표준에 대한 요구사항을 지정했습니다.r 고이동성 통신(열차나 자동차 등) 및 저이동성 통신(보행자나 정지 사용자 [2]등)을 위한 1기가비트/초(기가비트/초)입니다.

Mobile WiMAX 및 LTE의 첫 출시 버전은 최대 비트 전송률이 1Gbit/s보다 훨씬 낮기 때문에 완전한 IMT-Advanced 규격은 아니지만 서비스 공급자에 의해 4G 브랜드로 지정되는 경우가 많습니다.오퍼레이터에 따르면 네트워크의 세대는 역방향 호환성이 없는 새로운 테크놀로지의 도입을 의미합니다.2010년 12월 6일, ITU-R은, 이러한 2개의 테크놀로지와 그 외의 3G이 넘는 테크놀로지가, IMT-Advanced 준거 버전의 선구자, 및 「성능과 응답 능력의 대폭적인 향상」을 나타낸다면, 「4G」로 간주할 수 있다고 인정했습니다.현재 도입되고 있는 최초의 제3세대 시스템 등입니다.[3]

모바일 WiMAX 릴리즈 2(무선이라고도 함)MAN-Advanced 또는 IEEE 802.16m) 및 LTE Advanced(LTE-A)는 위의 두 시스템의 IMT-Advanced 준거 하위 호환 버전으로,[citation needed] 2011년 봄에 표준화되었으며, 1기가비트/초 단위로 속도가 보장됩니다.서비스는 [needs update]2013년에 제공될 예정입니다.

이전 세대와는 달리, 4G 시스템은 기존의 회선 교환 전화 서비스를 지원하지 않고 IP 전화와 같은 올 인터넷 프로토콜(IP) 기반 통신에 의존합니다.아래 그림과 같이, 3G 시스템에서 사용되는 확산 스펙트럼 무선 기술은 모든 4G 후보 시스템에서 폐기되고 OFDMA 멀티 캐리어 전송 및 기타 주파수 도메인 균등화(FDE) 방식으로 대체되어 광범위한 멀티 패스 무선 전파(에코)에도 불구하고 매우 높은 비트 전송률이 가능합니다.피크 비트레이트는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신용 스마트안테나 어레이에 의해 더욱 향상됩니다.

배경

모바일 통신 분야에서 '세대'란 일반적으로 서비스의 기본 성격의 변화, 후방 호환성이 없는 전송 기술, 더 높은 피크 비트레이트, 새로운 주파수 대역, 더 넓은 채널 주파수 대역폭(헤르츠) 및 많은 동시 데이터 전송을 위한 더 큰 용량(더 높은 시스템 스펙트럼 효율)을 말합니다.ency(비트/초/헤르츠/사이트).

1981년 아날로그(1G) 전송에서 1992년 디지털(2G) 전송으로 처음 전환된 이후 약 10년마다 새로운 모바일 세대가 등장하고 있습니다.2001년에는 3G 멀티미디어 지원, 스펙트럼 확산 전송 및 200kbit/s의 최소 피크 비트 전송률이 뒤를 이었고, 2011/2012년에는 모바일 초광대역(기가비트 속도) 액세스를 제공하는 올 인터넷 프로토콜(IP) 패킷 교환 네트워크를 지칭하는 "실제" 4G가 뒤를 이었다.

ITU는 미래의 글로벌 통신에 사용되는 테크놀로지에 대한 권장사항을 채택하고 있지만 실제로는 표준화 또는 개발 작업 자체를 수행하지 않고 IEEE, WiMAX 포럼, 3GPP 등의 다른 표준 기관의 작업에 의존합니다.

1990년대 중반, ITU-R 표준화 조직은 2000 kbit/s의 피크 비트 전송률을 요구하는 [4]3G 시스템으로 간주해야 하는 표준을 위한 프레임워크로서 IMT-2000 요건을 발표했습니다.2008년 ITU-R은 4G 시스템의 IMT Advanced(International Mobile Telecommunications Advanced) 요건을 지정했습니다.

어떤 상업적으로 2009년부터 다중 입력 다중 출력 없이 21Mbit/s 하류(11Mbit/s 상류로)을 제공한다 이용 가능했다는 IMT20003GPP-UMTS가족에서 가장 빠른3G-based 표준은 HSPA+ 기준 즉 단 하나의 안테나를 가지고 2011년에 DC-HSPA+(두개의 5MHzUMTS통신사의 동시 사용)는 경우에는 5을 사용하여 최대 42Mbit/s 최대 비트 전송률 다운 스트림을 가속화했다.]제일의 것이다r 2x2 MIMO. 이론적으로는 최대 672 Mbit/s의 속도가 가능하지만 아직 도입되지 않았습니다.CDMA2000 패밀리에서 가장 빠른 3G 기반 표준은 EV-DO Rev. B로, 2010년부터 사용 가능하며 다운스트림 15.67 Mbit/s를 제공합니다.

4G LTE 네트워크용 주파수

참조: LTE 주파수 대역

IMT-Advanced 요건

이 문서에서는 ITU-R에서 정의한 바와 같이 IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications Advanced)를 사용하는 4G에 대해 설명합니다.IMT-Advanced 셀룰러 시스템은 다음 [6]요건을 충족해야 합니다.

  • all-IP 패킷 교환 네트워크를 기반으로 합니다.
  • 모바일 액세스 등 이동성이 높은 경우 최대 약 100 Mbit/s의 데이터 전송 속도가 최대 1 Gbit/s의 데이터 전송 속도(노멀/로컬 무선 액세스 [2]등 이동성이 낮은 경우 최대 1 Gbit/s의 데이터 전송 속도)를 실현합니다.
  • 네트워크 자원을 동적으로 공유 및 사용하여 셀당 더 많은 동시 사용자를 지원할 수 있습니다.
  • 5~20MHz(옵션으로 최대 40MHz)[2][7]의 스케일러블 채널 대역폭을 사용합니다.
  • 다운링크에서는 피크링크 스펙트럼 효율이 15비트/초/Hz, 업링크에서는 6.75비트/초/Hz(다운링크에서는 67MHz 미만의 대역폭에서 1기가비트/초가 가능함을 의미합니다).
  • 실내의 경우 시스템 스펙트럼 효율은 다운링크의 경우 3비트/초/Hz 셀, [2]업링크의 경우 2.25비트/초/Hz 셀입니다.
  • 이기종 네트워크 간의 원활한 핸드오버

2009년 9월에는 4G [8]후보로서 ITU(International Telecommunication Union)에 기술 제안이 제출되었습니다.기본적으로 모든 제안은 다음 두 가지 기술을 기반으로 합니다.

모바일 WiMAX와 첫 출시 LTE의 구현은 WiMAX 2(802.16m 사양에 기반)와 LTE Advanced가 배치되기 전까지 상당한 증가를 제공하는 임시방편적인 솔루션으로 여겨졌습니다.후자의 표준 버전은 2011년 봄에 비준되었다.

LTE Advanced에 대한 첫 번째 3GPP 요구 조건은 2008년 [9]6월에 승인되었습니다.LTE Advanced는 3GPP 사양의 릴리스 10의 일부로 2010년에 표준화되었습니다.

일부 소스에서는 LTE 및 모바일 WiMAX의 최초 출시 구현을 4G 이전 또는 4G에 가깝다고 간주합니다. 이는 고정 수신의 경우 1기가비트/초, 모바일의 경우 100메가비트/초의 계획된 요구 조건을 완전히 준수하지 않기 때문입니다.

4G로 광고된 제품을 출시했지만 일부 출처에 따르면 일반적으로 3.9G로 불리는 4G 이전 버전인 일부 이동통신사에 의해 혼란이 발생했지만, ITU-R Vodafone 네덜란드는 4G로 광고된 LTE의 예로서 ITU-R에 의해 현재 4G로 불릴 수 있다.LTE Advanced를 '4G+' 서비스로 광고하면서 말이다.브랜드 3의 공통 인수.신세대인 9G 시스템은 3G 기술과 다른 주파수 대역을 사용하고, 새로운 무선 인터페이스 패러다임을 기반으로 하며, 표준이 3G와 역호환되지 않는 반면, 일부 표준은 동일한 표준의 IMT-2000 준거 버전과 순호환된다.

시스템 표준

IMT-2000 준거 4G 규격

2010년 10월 현재 ITU-R Working Party 5D는 2개의 업계 개발 테크놀로지(LTE Advanced 및 Wireless)를 승인했습니다.MAN-Advanced)[10]는 ITU의 International Mobile Telecommunications Advanced 프로그램(IMT-Advanced 프로그램)에 포함되어 있습니다.이 프로그램은 향후 몇 년 이내에 이용 가능한 글로벌 통신 시스템에 초점을 맞추고 있습니다.

LTE 어드밴스드

참고 항목: © 3GPP Long Term Evolution (LTE)

LTE Advanced (Long Term Evolution Advanced)는 3GPP 조직이 2009년 가을에 ITU-T에 공식적으로 제출한 IMT-Advanced 표준 후보이며 [needs update]2013년에 출시될 예정입니다.3GPP LTE Advanced의 목표는 ITU [11]요구 사항에 도달하고 이를 능가하는 것입니다.LTE Advanced는 본질적으로 LTE의 확장입니다.신기술이 아니라 기존 LTE 망을 개선한 것이다.이 업그레이드 경로를 통해 공급업체는 WCDMA에서 HSPA로의 업그레이드와 마찬가지로 LTE를 제공하고 LTE Advanced로 업그레이드할 수 있습니다.LTE와 LTE 어드밴스드도 추가 스펙트럼과 멀티플렉싱을 활용해 데이터 속도를 높일 계획이다.또한 조정된 멀티 포인트 전송은 향상된 데이터 속도를 처리하는 데 도움이 되는 더 많은 시스템 용량을 제공합니다.

LTE 어드밴스트의 데이터 속도
LTE 어드밴스드
피크 다운로드 1000 Mbit/s
최대 업로드 0500 Mbit/s

IEEE 802.16m 또는 무선MAN-Advanced(고급)

IEEE 802.16m 또는 무선802.16e의 MAN-Advanced(WiMAX 2)의 진화는, 고정 수신에 대해서는 1 Gbit/s, [12]모바일 수신에 대해서는 100 Mbit/s의 IMT-Advanced 기준을 만족시키는 것을 목표로 하고 있습니다.

포러너 버전

3GPP 롱텀에볼루션(LTE)

참고 항목: » LTE Advanced
Telia 브랜드 삼성 LTE 모뎀
Huawei 4G+ 듀얼 밴드 모뎀

4G 이전의 3GPP Long Term Evolution(LTE) 기술은 종종 "4G – LTE"라는 브랜드로 표시되지만, 첫 번째 LTE 릴리스는 IMT-Advanced 요구 사항을 완전히 준수하지 않습니다.LTE의 이론상 순 비트 전송률은 다운링크에서 최대 100 Mbit/s, 20 MHz 채널을 사용하는 경우 업링크에서 최대 50 Mbit/s입니다. 또한 다중 입력 다중 출력 (MIMO) (안테나 어레이)을 사용하는 경우 더 많이 사용됩니다.

물리적 무선 인터페이스는 High Speed OFDM Packet Access (HSOPA; 고속 OFDM 패킷 액세스)라는 초기 단계에 있었으며, 현재는 Evolutioned UMTS Terrepical Radio Access (E-UTRA; 진화 UMTS 지상파 무선 액세스)로 명명되었습니다.최초의 LTE USB 동글은 다른 무선 인터페이스를 지원하지 않습니다.

세계 최초의 LTE 서비스는 2009년 12월 14일 스칸디나비아의 수도 스톡홀름(Ericsson 및 Nokia Siemens Networks 시스템)과 오슬로(Huawei 시스템)에서 공개되었으며 4G 브랜드로 출시되었습니다.사용자 단말기는 [13]삼성에 의해 제조되었다.2012년 11월 현재, 미국에서 공개적으로 이용 가능한 5개의 LTE 서비스는 MetroPCS,[14] Verizon Wireless,[15] AT&T Mobility, US Cellular,[16] [17]Sprint 및 T-Mobile [18]US에 의해 제공됩니다.

T-Mobile Hungary는 2011년 10월 7일 공개 베타 테스트(친절한 사용자 테스트)를 시작했으며 2012년 [citation needed]1월 1일부터 상용 4G LTE 서비스를 제공하고 있습니다.

국내에서는 SK텔레콤과 LG U+가 2011년 7월 1일부터 LTE 서비스를 이용할 수 있도록 했으며,[19] 2012년까지 전국으로 확산될 예정이다.KT텔레콤은 2012년 3월까지 2G 서비스를 종료하고 2012년 6월까지 같은 주파수로 전국 LTE 서비스를 완료했다.

영국에서는 2012년 [20]10월 EE, 2013년 [21]8월 O2 및 Vodafone, 2013년 [22]12월 Three가 LTE 서비스를 시작했습니다.

LTE의 데이터 속도
LTE
피크 다운로드 0100 Mbit/s
최대 업로드 0050 Mbit/s

모바일 WiMAX (IEEE 802.16e)

모바일 WiMAX(IEEE 802.16e-2005) 모바일 무선 광대역 액세스(MWBA) 규격(한국에서는 WiBro라고도 함)은 4G 브랜드로 분류되는 경우가 있으며, 20MHz 와이드 [citation needed]채널에서 128Mbit/s 다운링크 및 56Mbit/s 업링크에 대한 피크 데이터 레이트를 제공합니다.

KT는 2006년 [23]6월 서울에서 세계 최초로 상용 모바일 와이맥스 서비스를 개통했다.

Sprint는 2008년 9월 29일부터 모바일 WiMAX를 사용하기 시작했습니다.현재 버전은 4G [24]시스템의 IMT Advanced 요건을 충족하지 못하는데도 모바일 WiMAX를 "4G" 네트워크로 브랜딩하고 있습니다.

러시아에서는 벨라루스 및 니카라과 WiMax 광대역 인터넷 접속이 러시아 Scartel사에 의해 제공되었으며, 4G, [25]Yota라는 브랜드가 붙여졌습니다.

WiMAX의 데이터 속도
와이맥스
피크 다운로드 0128 Mbit/s
최대 업로드 0056 Mbit/s

최신 버전의 WiMax 2.1에서는 이전 WiMax 표준과 호환되지 않도록 표준이 업데이트되었으며 대신 LTE-TDD 시스템과 호환되므로 WiMax 표준과 LTE가 효과적으로 통합됩니다.

중국 시장용 TD-LTE

글로벌 통신업계에서 롱텀에볼루션(LTE)과 와이맥스가 활발히 추진되는 것처럼 기존(LTE)도 4세대 이동통신의 최강자 기술로 중국 시장을 빠르게 점령했다.LTE 무선 인터페이스 기술의 두 변종 중 하나인 TD-LTE는 아직 성숙하지 않았지만, 많은 국내외 무선 통신사들이 차례로 TD-LTE로 눈을 돌리고 있다.

IBM의 데이터에 따르면 LTE가 향후 시장의 주요 원천이기 때문에 67%의 사업자가 LTE를 고려하고 있습니다.위 소식은 와이맥스 사용을 고려하는 사업자는 8%에 불과하지만, 와이맥스는 시장에서 고객에게 가장 빠른 네트워크 전송을 제공할 수 있고 LTE에 도전할 수 있다는 IBM의 주장을 확인시켜 줍니다.

TD-LTE는 최초의 4G 무선 모바일 광대역 네트워크 데이터 표준은 아니지만, 중국 최대 통신 사업자인 차이나 모바일에 의해 개정되어 발표된 중국의 4G 표준입니다.일련의 현장 시험 후, 는 향후 2년 이내에 상용 단계로 출시될 예정입니다.에릭슨의 부사장 Ulf Ewaldson은 다음과 같이 말했다.이어 "중국 산업부와 차이나모바일은 올해 4분기 대규모 현장 테스트를 실시할 예정인데 그때까지 에릭슨이 도와줄 것"이라고 덧붙였다.그러나 현재의 발전 추세로 볼 때 차이나모바일에 의해 주창된 이 표준이 국제 시장에서 널리 인정받을 수 있을지는 여전히 논쟁의 여지가 있다.

폐지된 후보 시스템

UMB(구 EV-DO Rev. C)

주요 기사:울트라 모바일 광대역

UMB(Ultra Mobile Broadband)는 차세대 애플리케이션 및 요구사항에 맞게 CDMA2000 휴대폰 표준을 개선하기 위해 3GPP2 표준화 그룹 내에서 중단된 4G 프로젝트의 브랜드 이름입니다.2008년 11월, UMB의 주요 스폰서인 퀄컴은 기술 개발을 중단하고 [26]대신 LTE를 선호한다고 발표했다.목표는 다운스트림 275 Mbit/s 및 업스트림 75 Mbit/s 이상의 데이터 속도를 달성하는 것이었습니다.

Flash-OFDM

초기에 Flash-OFDM 시스템은 4G 표준으로 더욱 발전할 것으로 예상되었습니다.

iBurst 및 MBWA(IEEE 802.20) 시스템

iBurst 시스템(또는 HC-SDMA, High Capacity Space Division Multiple Access)은 4G의 이전 버전으로 간주되는 초기 단계에 있었습니다.이후 모바일 광대역 무선 액세스(MBWA) 시스템으로 개발되었으며 IEEE 802.20으로도 알려져 있습니다.

모든 후보 시스템의 주요 기술

주요 기능

제안된 모든 4G 기술에서 다음과 같은 주요 기능을 확인할 수 있습니다.

  • 물리층 전송 기술은 다음과 같습니다.[27]
    • MIMO: 멀티 안테나 및 멀티 유저 MIMO를 포함한 공간 처리를 통해 초고분광 효율을 달성합니다.
    • Frequency-Domain-Equalization(다운링크에서의 Multi-Carrier Modulation(OFDM; 멀티 캐리어 변조)이나 업링크에서의 Single-Carrier Frequency-Domain-Equalization(SC-FDE; 싱글 캐리어 주파수 도메인 균등화) 등)은 다음과 같습니다.복잡한 등화 없이 주파수 선택 채널 속성을 이용하려면
    • 업링크 내 주파수 도메인 통계 다중화(OFDMA) 또는 (단일 반송파 FDMA)(SC-FDMA, 선형으로 사전 인코딩된 OFDMA, LP-OFDMA): 채널 조건에 따라 다른 사용자에게 다른 서브 채널을 할당하여 가변 비트환율
    • 터보 원리 오류 수정 코드:수신측에서 필요한 SNR을 최소화하기 위해
  • 채널 의존 스케줄링:시간 가변 채널을 사용하려면
  • 링크 적응:어댑티브 변조 및 오류 수정 코드
  • 모바일용 모바일 IP 사용
  • IP 기반 펨토셀(고정 인터넷 광대역 인프라스트럭처에 연결된 홈 노드)

이전 세대와 달리, 4G 시스템은 회선 교환식 전화를 지원하지 않습니다.IEEE 802.20, UMB 및 OFDM 규격은[28] 공동 릴레이라고도 불리는 소프트 핸드오버를 지원하지 않습니다.

다중화 및 액세스 방식

최근에는 Orthogonal FDMA(OFDMA), Single Carrier FDMA(SC-FDMA), Interleaved FDMA 및 Multi-Carrier CDMA(MC-CDMA) 등의 새로운 접근 방식이 차세대 시스템에서 더욱 중요해지고 있습니다.이는 효율적인 FFT 알고리즘과 주파수 영역 균등화를 기반으로 하므로 초당 곱셈 횟수가 줄어듭니다.또한 대역폭을 제어하고 유연한 방법으로 스펙트럼을 형성할 수도 있습니다.단, 고도의 다이내믹채널 할당과 적응형 트래픽스케줄링이 필요해요

WiMax는 다운링크 및 업링크에서 OFDMA를 사용하고 있습니다.LTE (통신)에서, OFDMA는 다운링크에 사용됩니다. 반대로, OFDMA는 PAPR 관련 문제에 더 많은 기여를 하고 증폭기의 비선형 작동을 초래하기 때문에, 단일 반송파 FDMA가 업링크에 사용됩니다.IFDMA는 전력 변동을 줄여 에너지 효율이 낮은 선형 증폭기를 필요로 합니다.마찬가지로 MC-CDMA는 IEEE 802.20 표준의 제안서에 포함되어 있습니다.이러한 액세스 스킴은 CDMA와 같은 오래된 테크놀로지와 같은 효율을 제공합니다.이것과는 별도로, scalability와 높은 데이터 레이트를 실현할 수 있습니다.

상기의 액세스 기법의 또 다른 중요한 장점은, 수신측에서의 균등화의 복잡성이 경감된다는 것입니다.MIMO 시스템의 공간 다중화 전송은 본질적으로 수신기에서 높은 복잡도 균등화를 요구하기 때문에 이는 특히 MIMO 환경에서 더 큰 이점입니다.

이러한 다중화 시스템의 개선과 더불어 개선된 변조 기법이 사용되고 있습니다.이전 표준에서는 주로 위상 편이 키잉을 사용했지만 64Q와 같은 보다 효율적인 시스템을 사용했습니다.AM은 3GPP Long Term Evolution 표준과 함께 사용하도록 제안되고 있습니다.

IPv6 지원

주요 기사:네트워크 계층, 인터넷 프로토콜 및 IPv6

3G는 회선교환망 노드와 패킷교환망 노드로 구성된 2개의 병렬 인프라를 기반으로 하는 것과 달리 패킷교환만을 기반으로 한다.이를 위해서는 낮은 레이텐시의 데이터 전송이 필요합니다.

IPv4 주소가 거의 다 써 [Note 1][29]버리기 때문에, IPv6 는 IP 를 사용해 통신하는 다수의 무선 대응 디바이스를 서포트하기 위해서 불가결합니다.IPv6 에서는, 사용 가능한 IP 주소의 수를 늘리는 것으로써, Network Address Translation(NAT; 네트워크주소 변환)이 불필요하게 됩니다.NAT 는, 다수의 문제와 제한이 있는 디바이스의 큰 그룹간에 한정된 수의 주소를 공유하는 방식입니다.IPv6 를 사용하는 경우, IPv6 가 접속되어 있지 않은 레거시 IPv4 디바이스와의 통신에는, 어떠한 종류의 NAT 가 필요합니다.

2009년 6월 현재, Verizon은 IPv6 [30]를 서포트하기 위해서 네트워크상의 모든 4G 디바이스가 필요한 사양[1]을 공개하고 있습니다.

고도의 안테나 시스템

주요 기사: MIMO 및 MU-MIMO

무선 통신의 성능은 스마트 안테나 또는 인텔리전트 안테나라고 불리는 안테나 시스템에 따라 달라집니다.최근에는 4G 시스템 목표를 달성하기 위해 고속, 고신뢰성, 장거리 통신 등 다양한 안테나 기술이 등장하고 있다.1990년대 초, 데이터 통신의 증가하는 데이터 속도 요구를 충족시키기 위해, 많은 전송 방식이 제안되었습니다.한 가지 기술인 공간 다중화는 대역폭 절약과 전력 효율로 인해 중요성을 갖게 되었습니다.공간 다중화에는 송신기와 수신기에 여러 안테나를 배치해야 합니다.그러면 모든 안테나에서 독립 스트림을 동시에 전송할 수 있습니다.MIMO라고 불리는 이 테크놀로지는 (인텔리전트 안테나의 분기로서) 송신 안테나 수 또는 수신 안테나 수 중 작은 것에 베이스 데이터 레이트를 곱합니다.이와는 별도로 송신기 또는 수신기에서 더 많은 안테나를 사용함으로써 페이딩 채널에서의 고속 데이터 전송 신뢰성을 향상시킬 수 있다.이것을 송신 또는 수신 다이버시티라고 부릅니다.송신/수신 다이버시티와 송신 공간 멀티플렉싱은 모두 시공간 부호화 기술로 분류되며, 이는 송신기에서 반드시 채널 지식이 필요하지 않습니다.다른 범주는 폐쇄 루프 다중 안테나 기술로, 송신기에서 채널 지식이 필요합니다.

오픈 무선 아키텍처 및 소프트웨어 정의 무선(SDR)

4G 이상의 주요 기술 중 하나는 개방형 아키텍처 플랫폼에서 여러 무선 무선 인터페이스를 지원하는 OWA(Open Wireless Architecture)입니다.

SDR은 Open Wireless Architecture(OWA; 오픈 무선 아키텍처)의 1가지 형태입니다.4G는 무선 표준 집합체이기 때문에 4G 기기의 최종 형태는 다양한 표준이 될 것이다.이는 무선 컨버전스 영역에 따라 분류되는 SDR 기술을 사용하여 효율적으로 실현할 수 있습니다.

4G 및 4G 이전 테크놀로지의 역사

이 4G 시스템은 미국 국방고등연구계획국([citation needed]DARPA)이 당초 구상한 것이다.DARPA는 분산 아키텍처와 엔드 투 엔드 인터넷 프로토콜(IP)을 선택했으며, 피어 투 피어 네트워킹의 초기 단계에서 모든 모바일 디바이스가 네트워크 내의 다른 디바이스의 트랜시버와 라우터가 될 것이라고 믿었기 때문에 2G 및 3G [31][page needed]셀룰러 시스템의 스포크 앤 허브 약점을 제거했습니다.2.5G GPRS 시스템 이후 셀룰러 시스템은 데이터 서비스를 위한 패킷 교환 노드 및 음성 콜을 위한 회선 교환 노드라는 이중 인프라스트럭처를 제공해 왔습니다.4G 시스템에서는 회선 교환 인프라스트럭처는 포기되고 패킷 교환 네트워크만 제공되지만 2.5G 및 3G 시스템에서는 패킷 교환 및 회선 교환 네트워크 노드(즉, 병렬로 2개의 인프라스트럭처)가 모두 필요합니다.즉, 4G에서는 기존의 음성 콜이 IP 텔레포니로 대체되고 있습니다.

  • 2002년에는 ITU가 IMT Advanced로 지정한 4G에 대한 전략적 비전이 제시되었습니다.
  • 2004년,[32] LTE는 일본의 NTT 도코모에 의해 처음 제안되었습니다.
  • 2005년에 OFDMA 전송 기술이 HSOPA 다운링크 후보로 선택되었으며, 나중에 3GPP Long Term Evolution(LTE) 무선 인터페이스 E-UTRA로 이름이 변경되었습니다.
  • KT는 2005년 11월 [33]부산에서 모바일 와이맥스 서비스를 시연했다.
  • KT는 2006년 4월 [34]서울에서 세계 최초로 상용 모바일 와이맥스 서비스를 시작했다.
  • 2006년 중반, Sprint는 향후 몇 년[35] 동안 WiMAX 테크놀로지 구축에 약 50억 달러를 투자할 것이라고 발표했습니다(실제로는[36] 67억 2천만 달러).그 이후로 스프린트는 많은 차질을 겪었고 이로 인해 분기별 손실이 컸다.2008년 5월 7일, Sprint, Imagine, Google, Intel, Comcast, Bright House 및 Time Warner는 평균 120MHz의 주파수 풀을 발표했습니다.Sprint는 Xohm WiMAX 사업부를 Clearwire와 합병하여 "Clear"라는 이름을 갖게 될 회사를 설립했습니다.
  • 2007년 2월, 일본 NTT도코모는 4×4 MIMO 「VSF-OFCDM」이라고 불리는 4G 통신 시스템의 시제품을, 이동중의 100 Mbit/s, 정지중의 1 Gbit/s로 테스트했습니다.NTT도코모는 10km/[37]h로 이동하면서 100MHz 주파수 대역폭을 이용한 12×12 MIMO로 다운링크에서 약 5기가비트/s의 최대 패킷 전송 속도에 도달하는 시험을 완료하고 2010년 첫 상용 네트워크를 출시할 예정이다.
  • 2007년 9월에 NTT Docomo는 테스트 [38]중 소비전력이 100mW 미만인 200Mbit/s의 e-UTRA 데이터 레이트를 실증했습니다.
  • 2008년 1월, 미국 연방 통신 위원회(FCC)의 700 MHz 이전의 아날로그 TV 주파수에 대한 주파수 경매가 시작되었다.그 결과, 주파수의 가장 큰 점유율은 Verizon Wireless에 이어 AT&[39]T에 이어 두 번째로 큰 점유율은 AT&T가 차지했습니다.양사는 LTE 지원 의사를 밝혔다.
  • 2008년 1월 EU 집행위원 Viviane Reding은 WiMAX를 포함한 [40]무선통신용 500~800MHz 스펙트럼 재할당을 제안했습니다.
  • 2008년 2월 15일, Skyworks Solutions는 [41][42][43]e-UTRAN용 프론트 엔드 모듈을 출시했습니다.
  • 2008년 11월, ITU-R는, [44]IMT-Advanced용의 후보 무선 액세스 테크놀로지(RAT)를 요구하는 회람장을 발행하는 것으로써, IMT-Advanced의 상세한 퍼포먼스 요건을 확립했습니다.
  • 2008년 4월, 통지서를 받은 직후, 3GPP는 IMT-Advanced에 관한 워크숍을 개최하였고, ITU-R 의제에 따라 LTE 표준이 발전한 LTE Advanced가 IMT-Advanced 요구 사항을 충족하거나 초과할 것이라고 결정하였습니다.
  • 2008년 4월 LG와 Nortel은 110km/[45]h로 이동하면서 50Mbit/s의 e-UTRA 데이터 속도를 입증했다.
  • 2008년 11월 12일, HTC는 최초의 WiMAX 대응 휴대 전화인 Max 4G를[46] 발표했습니다.
  • 2008년 12월 15일, 동남아시아 최대의 식음료 대기업인 San Miguel Corporation은 Catar Telecom QSC(Qtel)와 필리핀에 무선 광대역 및 모바일 통신 프로젝트를 구축하기 위한 양해각서를 체결했습니다.이 합작회사는 필리핀에서 [47]4G를 제공하는 회사를 설립하였다.비슷한 시기에 Globe Telecom은 필리핀에서 최초의 WiMAX 서비스를 출시했습니다.
  • 2009년 3월 3일 리투아니아 LRTC는 발트해 [48]국가에서 최초로 가동되고 있는 "4G" 모바일 WiMAX 네트워크를 발표했습니다.
  • 2009년 12월, 스프린트는 평균 다운로드 속도가 3~6 Mbit/s에 불과하고 최고 속도가 10 Mbit/s(일부 [49]시장에서는 이용 불가)임에도 불구하고 미국의 일부 도시에서 "4G" 서비스를 광고하기 시작했다.
  • 2009년 12월 14일, 스웨덴-핀란드 네트워크 사업자인 TeliaSonera와 노르웨이 브랜드명 NetCom (Norway)에 의해 스칸디나비아의 수도 스톡홀름과 오슬로에 LTE가 처음으로 상용 배치되었습니다.TeliaSonera는 네트워크를 "4G"라고 명명했습니다.제공되는 모뎀 디바이스는 삼성(동글 GT-B3710)이 제조하고, Huawei(오슬로)와 Ericsson(스톡홀름)이 만든 네트워크 인프라스트럭처가 있습니다.TeliaSonera는 스웨덴, 노르웨이,[50][51] 핀란드 전역에 LTE를 출시할 계획이다.TeliaSonera는 10MHz의 스펙트럼 대역폭을 사용했으며 싱글인 싱글아웃은 최대 50Mbit/s 다운링크 및 25Mbit/s의 물리층 순비트환율을 제공합니다.초기 테스트에서는 [52]스톡홀름에서 42.8 Mbit/s 다운링크 및 5.3 Mbit/s 업링크의 TCP throughput이 확인되었습니다.
  • 2010년 6월 4일, 스프린트는 미국 최초의 WiMAX 스마트폰인 HTC Evo 4G를 [53]출시했습니다.
  • 2010년 11월 4일, MetroPCS가 제공하는 삼성 Craft는 시판되는 최초의[54] LTE 스마트폰이다.
  • 2010년 12월 6일, ITU 세계 무선 통신 세미나 2010에서, ITU는 LTE, WiMAX 및 이와 유사한 "진화된 3G 기술"을 "4G"[3]로 간주할 수 있다고 발표했습니다.
  • 2011년 아르헨티나의 Claro는 국내에서 4G 이전의 HSPA+ 네트워크를 출시했습니다.
  • 2011년 태국의 Truemove-H는 전국적으로 이용 가능한 4G 이전 HSPA+ 네트워크를 출시했습니다.
  • 2011년 3월 17일, 미국 버라이즌이 제공한 HTC Thunderbolt는 [55][56]상용화된 두 번째 LTE 스마트폰이었다.
  • 2012년 2월 에릭슨은 새로운 eMBMS 서비스([57]향상 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스)를 이용하여 LTE를 통한 모바일 TV를 시연하였습니다.

2009년 이후, LTE-표준은 수년에 걸쳐 강력하게 발전하여, 전 세계의 다양한 사업자들에 의해 많은 배치들이 이루어졌습니다.상용 LTE 네트워크와 각각의 역사적 발전에 대한 개요는 LTE 네트워크 목록을 참조하십시오.광범위한 배치 중에서, 많은 사업자들은 LTE 네트워크의 배치와 운영을 고려하고 있습니다.계획된 LTE 배치의 모음은 계획된 LTE 네트워크 목록에서 찾을 수 있습니다.

단점들

4G는 해외여행을 하거나 통신사를 바꾸려는 사람들에게 잠재적인 불편함을 안겨준다.4G 음성통화를 발신 및 수신하려면 가입자 핸드셋에 일치하는 주파수 대역이 있어야 할 뿐만 아니라(경우에 따라서는 잠금 해제가 필요합니다), 로컬 통신사 및/또는 국가에 대한 일치된 활성화 설정이 있어야 합니다.특정 통신사에서 구입한 전화기가 해당 통신사와 함께 작동할 것으로 예상되지만, 다른 통신사의 네트워크(국제 로밍 포함)에서 4G 음성 통화를 하는 것은 로컬 통신사 및 해당 전화 모델에 고유한 소프트웨어 업데이트가 없으면 불가능할 수 있습니다(음성을 위해 3G로 폴백됨).일치하는 주파수 대역으로 [58]3G 네트워크를 사용할 수 있는 경우에서도 통화가 가능할 수 있습니다).

4G 연구를 넘어서는

주요 기사: 5G

4G 시스템의 주요 문제는 셀의 대부분에서 특히 여러 기지국 사이의 노출 위치에 있는 사용자에게 높은 비트 전송률을 제공하는 것입니다.현재의 연구에서는, 이 문제는, 그룹 공동 릴레이라고도 불리는 매크로 다양성 기법과 빔 분할 다중 액세스(BDMA)[59]에 의해서도 해결되고 있습니다.

퍼베이시브 네트워크는 비정질적인 개념으로 현시점에서는 사용자가 여러 무선 액세스테크놀로지에 동시에 접속하여 이들 테크놀로지 사이를 심리스하게 이동할 수 있습니다(수직 핸드오프, IEEE 802.21 참조).이러한 액세스 테크놀로지는 Wi-Fi, UMTS, EDGE 또는 기타 미래 액세스테크놀로지입니다이 개념에는 주파수 사용 및 전송 전력뿐만 아니라 광범위한 네트워크를 구축하기 위한 메시 라우팅 프로토콜의 사용을 효율적으로 관리하기 위한 스마트 무선(인지 무선이라고도 함) 기술도 포함된다.

과거 4G 네트워크

이 섹션에서는 WiMAX 및 LTE 네트워크 셧다운에 대해 설명합니다.4G라고 라벨이 붙어 있는HSPA+(UMTS) 네트워크의 셧다운에 대해서는, 「3G」의 「Phase out」을 참조해 주세요.
나라 네트워크 셧다운일 표준. 메모들
자메이카 디지셀 2018-10-31 와이맥스 [60]
말레이시아 있음 4G 2019-10-01 와이맥스 [61][62]
네팔 네팔 텔레콤 2021-12-?? 와이맥스 [63]
트리니다드 토바고 블링크 바이모바일 (TSTT) 2015-03-03 와이맥스 [64]
미국 스프린트 2016-03-31 와이맥스 [65][66]
T-Mobile (스프린트) 2022-06-30 LTE [67][68][69]

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ ISP에 몇 개의 미사용 주소가 존재하는지, 또 소유자가 영속적으로 사용하지 않는 주소 중 몇 개를 해방시켜 다른 사람에게 전송할 수 있는지 알 수 없기 때문에 정확한 소진 상태는 판단하기 어렵습니다.

레퍼런스

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외부 링크

선행 모바일 텔레포니 세대 에 의해 성공자