‘11년도 선도제품기술개발사업 후보과제 세부 기획서

과제명 : LTE 단말 양산검증용 One-Box R&TTE계측장비 및 TTCN           컴파일러 개발

1. 개요

가. 개념 및 정의

o LTE 단말 양산용 One-Box R&TTE 계측기기는 고기능/고속데이터 전송이 가능한 LTE 통신을 탑재한 모바일 기기의 양산을 위한 사전단계로 이동통신 표준규격, 국가별 규격 준수 여부 등을 생산 프로세스에서 즉각적으로 시험 및 검증하는 것

o LTE 단말 양산용 One-Box R&TTE계측장비 및 TTCN컴파일러 개발은 개발된 모바일기기가 국내외 표준규격을 만족하는지 여부를 확인하는 표준 적합성시험인증과 KCC, FCC, CE규격 만족 여부를 확인하는 강제성 시험을 통과하여 이에 기준에 맞는 단말을 양산하는 것에 대한 검증을 수행하는 것임

o LTE 단말용 계측장비는 Conformance Test Loop에 필요한 LTE Base station Emulator의 기능을 제공하며, LTE 단말과 RF링크를 구성하여, RF성능을 측정하고 분석한다. 이를 위하여 단말기로 송신된 RF 신호의 품질을 분석할 수 있는 Measurement 기능, Spectrum 분석, Power-time, EVM의 구현이 필수이며, 광대역 OFDM 송수신기의 개발과 Conformance Test에 국한된 LTE Protocol의 자체 구현이 필수적임

o 최근의 스마트폰의 폭발적인 증가로 인하여 데이터 서비스에 대한 수요가 증대되어 이를 서비스하기 위한 LTE 등 차세대 이동통신 네트워크에 대한 도입이 빠르게 추진되고 있으며, 스마트폰에서도 다양한 서비스를 제공하기 위한 LTE 등 차세대 이동통신 기술의 적용이 빠르게 진행되고 있음

o 이런 LTE, Wibro(WiMax)와 같은 차세대 광대역 이동통신 기술이 적용된 스마트폰 등 모바일단말을 개발․생산하는 데 필요한 계측장비는 외국 회사의 장비들이 대부분을 이루며, 가격이 매우 고가이고 고객의 요구사항에 원활하게 대응하지 못해 개발 및 생산일정에 국내 기업이 많은 어려움을 겪고 있음

o 이에 대응하는 계측장비를 개발함과 동시에 통합 One Box솔루션으로 제공하여 솔루션의 가격을 낮추어 관련 중소업체의 활발한 제품의 개발과 사업화에 기여함

[그림 1] LTE 단말 양산용 One-Box R&TTE 계측장비 개념도

o 적합성 시험(Conformance test)은 LTE 통신 프로토콜 제품에 대해 그 제품이 프로토콜 표준에 따라 올바르게 구현되었는지를 검증하기 위하여 구현제품의 기능과 그 기능의 동작 행위가 프로토콜 표준에서 기술된 요구사항을 만족하는지를 조사하는 것을 요구하며 이를 시험규격으로 표현함

o TTCN-3는 처음 TTCN-1 버전 이후 노테이션을 자동으로 코드화하는 방안과 자동화된 실행 방안까지 포함된 개념으로 발전한 ETSI(ES 201 873 Series) 및 ITU-T(Z.140 Series)에 의해 국제적으로 표준화된 테스트 언어로서, 테스팅 절차(procedure)와 방법을 문자를 이용해 서술할 경우, 테스팅 모델을 설계한 엔지니어와 실제 수행하는 엔지니어 간에 의사소통이 잘못될 수도 있기 때문에 테스팅 방안을 심볼을 이용한 노테이션(Symbolic Notation)으로 표현하도록 개발되었음

o TTCN-3는 테스팅 플랫폼, 개발시 사용된 언어와 무관한 TTCN-3 노테이션을 통해 정의된 테스트 케이스 명세를 이용해 테스팅을 수행할 수 있어, 동작 플랫폼 변화와 무관하게 개발 전 과정에 걸쳐 동일한 테스트 케이스를 재사용할 수 있을 뿐 아니라 테스트 인력이 개발자 없이 쉽게 테스트 케이스를 제작, 수정, 관리할 수 있다. 이로써 개발자에게 가중되는 부담 없이 개발 프로세스 전반에 걸쳐 테스팅•검증 프로세스가 자연스레 융합될 수 있고, 이는 결국 소프트웨어 품질 향상으로 이어지는 효과를 낸다. 또, 국제 표준 언어를 사용함으로써 테스트 케이스 자체의 문제점에 대한 객관적인 검증 그리고 테스트 결과(소프트웨어의 신뢰성)에 대한 객관적인 평가가 가능해짐

[그림 ] TTCN Test System 구조도

o 프로토콜의 동작행위에 대한 시험 시나리오는 적합성 시험규격의 핵심을 이루는 것으로 표준화된 시험을 기술하기 위한 국제표준 언어인 TTCN(Tree and Tabular Combined Notation)으로 기술되므로 이에 대한 TTCN-3 Runtime Interface, Control Interface, Logging Interface의 개발과 구현이 필요함

[그림 ] TTCN-3기반 Testing System 아키텍쳐

나. 지원 필요성

□ 정부지원 필요성

o 융․복합 모바일 글로벌 시장의 특징은 Time-To-Market 전략으로 경쟁력을 확보하는 것이 중요하여 단말, 통신시스템, 시험장비 개발이 동시에 이루어져야 경쟁력을 확보할 수 있음

o 통신시스템과 시험장비 및 계측기기는 단말기기와 달리 국제 표준화 활동과 글로벌 기술 선도 역량 구축이 선행되어야 하는 분야로 기술 및 자본력에 의한 기술진입 장벽이 높아 정부 및 관련 기관들의 협력으로 기술개발이 진행되어야 함

o 국내 기업의 신규 모바일 제품의 기술, 영업 기밀을 보호해주는 기반 산업으로써 국내기업이 국내에서 인증을 하는 경우, 제품 출시 전 디자인, 품질과 제품 기능, 규격 등 기술내용의 외부유출을 최소화 할 수 있음

o 인증 및 양산에서의 시험은 주파수 및 관련 정책에 크게 의존 받는 분야로써 양산검증은 적정한 허가된 범위의 주파수를 모바일단말이 정확한 신뢰성을 가지고 출력하는 것에 대한 신뢰도 높은 시험을 수행하는 것으로 제품의 시장에서의 고객신뢰도의 성공여부를 판가름 할 수 있는 가장 중요한 요소임

o 양산용 검증 및 시험을 위한 분야는 단순한 계측기기의 개발 등 기술력만으로는 진출이 어려운 산업으로 글로벌 인지도․공신력 확보가 필요한 산업임

ㅇ 글로벌 검증․인증․시험시장의 24%를 삼성과 LG의 모바일단말부분에 의한 국내에서 창출되고 있음에도 국내 계측기 관련 기업의 진출이 어려운 폐쇄성이 강한 산업임

o 4세대 이동통신 모뎀, 단말, 시험장비 개발의 이동통신 시장 기술 및 발전을 위한 ECO 시스템 구축을 통해 국가 발전에 기여할 수 있음

o 기술개발에 따른 국제 표준화 활동을 통한 국내 기술 채택 그리고 이에 따른 글로벌 기술 선도 역량을 구축하는 것에 대한 필요성 증대

□ 기술로드맵과 연계성

[그림 ] 이동통신 기술의 진화

o 차세대 이동통신의 기술진화에 따른 전망을 보면 2011년에 본격적인 서비스가 시작되는 LTE와 2012년 이후에 서비스를 본격적으로 준비하는 LTE-Adv.의 경우 다양한 환경과 서비스를 지원하는 유연성과 1개 링크의 정지 시 1Gbps, 이동시 100Mbps의 전송속도를 보장하는 Interworking, Interoperability를 갖추는 것임

o 차세대 이동통신의 표준화 기구인 3GPP는 이동통신 시장에서 새로운 초고속 모바일 브로드밴드 통신 기술을 위해 2004년부터 LTE (Long Term Evolution) 규격의 제정을 착수하여 2009년 중반 규격을 확정하였음

o 3GPP는 2008년 4월 LTE-Advanced 기술과 관련한 Working Group의 세미나를 중국 심천에서 개최하고 후보 기술과 요구사항, 진행방향 등에 대한 컨센서스를 이루었으며, 2008년 5월 RAN Plenary 회의에서 LTE-Advanced 요구사항 작성이 완료됨

o 이때부터 3GPP RAN WG1에서 LTE-Advanced에 대한 표준화가 본격적으로 가속도가 붙었으며 2009년 초중반부터는 RAN WG2, WG3 등에서도 이에 대한 표준화가 착수됨

o 3GPP는 LTE-Advanced에 대한 기술보고서(TR) 작성을 목표로 하는 SI(Study Item)단계를 넘어 WI(Work Item) 단계에서 기술규격(TS) 개발을 시작해 2011년 최종 규격을 완료할 계획임

o 아래 그림은 3GPP의 LTE와 LTE-Advanced 표준화 로드맵으로 이를 종합적으로 검토하여 고려할 떄 본 과제의 개발 목표인 "LTE R&TTE(3GPP 36.521) 규격에 적합한 단말을 생산하는데 필요한 양산검증용 one-box 계측장비개발 및 TTCN-3 대응 Complier 개발"은 국제 표준 기술로드맵에 부합하여 향후 사업화의 성공과 관련 산업에 미치는 파급효과가 크다고 볼 수 있음

[그림 ] 3GPP와 ITU의 IMT-Adv. 표준화 로드맵

□ 경제적 중요성

◦ 이동통신 서비스는 2세대인 CDMA, GSM으로 대표되는 디지털 이동통신 서비스가 제공되면서 이동통신 시장은 세계 경제의 흐름을 통신산업의 주도로 이끌 만큼 경제적인 파급효과를 급속히 확대되어 왔으며 향후 이러한 경제의 성장을 주도하는 주축의 역할을 지속할 전망임

◦ 세계 이동통신 가입자는 2005-2010년 동안 연평균 10.7% 성장하여 2010년에는 34억 명에 달할 것으로 전망되며, 국내 이동통신 가입자는 2006년 4천만 명을 넘어서 2010년에는 약 4,500만 명에 달할 전망임

◦ 세계 이동통신 서비스 시장은 2005-2010년 동안 연평균 7.8% 성장하여 '10년에는 8,900억 달러에 이를 것으로 전망되며, 국내 이동통신 서비스 시장은 2010년 220억 규모에 달할 전망임

◦ 2010년 기준 세계 이동통신 시스템 시장은 470억 달러, 단말기 시장은 1,300억 달러에 달할 전망이고, 같은 해 기준 국내 장비 시장 규모는 시스템 14억 달러, 단말기 52억 달러 등 총 66억 달러에 이를 전망임

◦ LTE 및 LTE-Advanced 시스템은 2012년 이후의 이동통신 시장을 주도하게 될 것이며, 시간이 지나면서 점차 2세대와 3세대 이동통신 기술과 서비스를 대체하게 될 것이다. 따라서 2012년 이후의 LTE, LTE-Advanced 시장은 음성, 데이터 서비스 뿐만 아니라 M2M, USN, 산업간 융합 등의 서비스를 지원하여 2, 3 세대로 대표되는 이동통신 시장의 규모를 앞서 다양한 산업분야로 확대될 것으로 전망됨

◦ 특히 3GPP 주도의 국제 통신 표준인 LTE 및 LTE-Advanced는 기존의 GSM과 UMTS 기술이 그러했듯이 서비스 및 장비 시장의 80% 또는 그 이상을 차지할 것으로 예상됨

◦ 본 연구개발과제 수행을 통해 확보하게 될 요소기술들과 규격은 표준화 활동을 통해 국제표준규격에 반영될 것이며, 이는 국내외 업체를 대상으로 한 실시권 허용에 의해 로열티를 획득할 수도 있고, 국내업체로 기술이전 되어 외국업체와의 IPR 협상을 보다 유리하게 이끌 수 있는 형태로 기여할 수도 있을 것임

□ 산업적 중요성

o 전 세계적으로 3G 및 데이터 관련 서비스 중심의 시장이 데이터 서비스 가입자의 수가 2009년 45.5억명에서 2015년 55.9억명으로 3.5배, 데이터 관련 서비스의 비중은 21.6%에서 26.8%로 1.3배 이상 증가할 것으로 예상되어 점차 데이터 관련 서비스가 이동통신 산업에서 차지하는 비중이 증가하고 있음(출처: Yankee Group, "Global Mobile Forecast", '09. 6, 15년은 ETRI 추정치)

[그림 ] 전세계 이동통신 서비스 시장 규모 예측

o 3G 시장의 가속화와 WiBro(Mobile WiMax)시장의 신규시장 확대로 인하여 2010년 이후 꾸준한 신규 휴대폰의 규모 증가와 판매 규모의 확대가 이루어지고 있으며 이동통신 장비의 시장도 2010년 이후 지속적으로 성장하고 있음

[그림 ] 전 세계 이동통신용 단말기 및 장비 시장 규모

□ 기술의 중요성

o 본 과제의 성공적인 수행을 통해 차세대 이동통신 분야의 국제 표준화 및 기 확보된 원천기술 연구를 활용한 사업화의 성공으로 가는 전환점을 만들 수 있을 뿐만 아니라, 새로운 기술의 사업화를 선도할 수 있는 역량을 재구축하고, 세계 이동통신 기술의 표준화에 능동적으로 대처할 수 있는 기반을 가질 수 있게 될 것임

o 또한 이런 국제 표준화 대응 및 차세대 이동통신 원천기술을 활용한 개발․양산을 위한 장비를 사업화하는 데 성공한 모델을 가지고, 선진 외국의 관련 장비업체들과 동등 또는 우월한 위치에서 기술교류 및 기술협력을 추진 할 것임

o 기술적인 측면 외에도 관련 원천기술의 추가 확보와 상용화, 관련 추가 개발 기술들의 국제표준규격의 반영, 더 나아가 이로 인한 세계 차세대 이동통신 시장의 기술적 우위에 대한 선점은 실질적으로 국내 이동통신 산업에 새로운 활력소를 제공하여 국제 사회에서 한국이 차지하는 이동통신 선도국의 위치를 더욱 더 확고하게 다지게 될 것임

□ 표준화 추진 필요성

o 무한 경쟁의 국제 환경 속에서 R&D를 통한 원천기술의 확보, 표준의 선점, 시장의 창출/확대 및 수익 증대, 그리고 재투자의 선순환 구조의 정립은 미래의 국가 및 기업의 경쟁력 및 생존을 결정하는 중요 요소이며 특히, 이동통신 분야는 어느 다른 분야보다 이러한 표준 IPR 확보 경쟁의 정도, 중요성 및 영향력이 큰 분야이므로, 4G 이동통신 핵심 표준 IPR 확보 여부가 국가 경쟁력임

o 4G 이동통신 표준화는 WiBro 기술 및 3G LTE 기술의 발전적인 진화를 위한 체계적인 R&D를 수행하여 IMT-Advanced 요구사항을 만족하는 핵심 기술, 규격의 개발 및 국내/국제 표준화 활동을 통하여 다수의 핵심 표준 기술을 확보함으로써, 4G 이동통신 분야에서의 Global Leadership을 확보하기 위하여 필요함

o 따라서, 4G 이동통신 규격 개발 및 국제 표준화는 국가 경쟁력 확보 전략 차원에서 추진하여야 할 필수적인 과정임

o IMT-Advanced 표준화는 ITU-R WP5D에서 2008년부터 본격화 하여, 2008년 6월 요구사항 및 평가 방법론에 대한 골격의 완료, 2009년 10월 후보 기술에 대한 제안을 마감, 2010년 6월 평가결과 제출 마감, 2010년 10월 규격의 프레임워크 확정 및 2011년 2월 규격 권고안 작성 완료의 매우 빠듯하고 도전적인 일정으로 추진되고 있으며, 이에 따라 IMT-Advanced 시스템에 대한 표준화 과정에서의 주도적 위치 확보와 이동통신 시장에서의 기술적인 우위 및 시장 선점을 위해서, 장기적인 관점에서의 비전과 개념을 설정하고 외국과의 경쟁 및 협조를 통한 기술 개발을 추진하여 핵심이 되는 요소기술의 표준 IPR을 선도적으로 확보해나가는 것이 국가 경쟁력 확보에 있어서 중요한 요소임

o 3GPP에서 IMT-Adv를 지향하여 규격 개발 중인 LTE-Adv 규격은 IMT-Adv 시스템에서 하나의 중요한 시스템과 시장을 형 성할 것으로 예상됨. 따라서, 3GPP LTE-Advanced 시스템의 핵심 요소 기술의 국가 차원의 연구개발 프로젝트를 통한 관련기술 IPR 확보 및 기술표준 반영 활동이 전략적이고 체계적으로 추진되어야 함 - 국내 표준화는 국제 표준화와의 긴밀한 공조를 통하여 추진되어야 하며, 국제표준과의 규격 공조를 위하여 국내 독자 규격의 추진은 배제하되, 적시에 국내 표준규격의 확보를 위하여 후행 표준화 및 국내 업체 간 사전 조율의 장으로서 국내 표준화를 활용할 필요성 있음

o 국제 표준화는 우선적으로 3GPP 관련 WG에서의 적극적인 표준화 활동이 필요하며,  특히 국내 기술의 반영의 극대화를 위한 표준 역량의 결집이 필요함

o 국내의 표준화 참여기관들이 협력하여 IMT-Adv 후보기술에 대한 국제 표준 채택 측면 지원 등의 중요한 역할을 하도록 추진하고, 국외의 표준화 참여기관과의 연계협력을 통하여 기업의 기술이 국제표준 채택되도록 추진되어야 함

o 국내 표준화는 국제 표준화와의 긴밀한 공조를 통하여 추진되어야 하며, 국제표준과의 규격 공조를 위하여 국내 독자 규격의 추진은 배제하고, 적시에 국내 표준규격의 확보를 위하여 후행 표준화 및 국내 업체 간 사전 조율의 장으로서 국내 표준화를 활용할 필요성 있음

<전략과의 연계에 따른 국가 지원 필요성>

낮음	보통	높음	매우 높음

2. 후보과제 분석

가. 기술성 분석

□ 기술적 동향

(1) 관련 기술명

o 이동 접속망 인터페이스 기술

- 단말기-기지국간 무선자원 관리

- 기지국 간 핸드오프

o 다중접속 및 듀플렉스 기술

- Single-User/Multi-User, Open-loop/Closed-loop, Single-Cell/Multi-Cell MIMO기술

o 변복조 기술

- 16QAM, 64QAM 변복조 기술

o 채널 코덱

- Burst 할당 제어 채널의 최적화

- HARQ와 연계된 재전송

o 자원 관리 및 효율 증대

- IoT 및 전력제어

- 간섭제어 및 다중캐리어 제어

o 무선 링크 제어 기술

- 적응형 전송 및 HARQ기술

- 임의 접속, 전력제어, 다중 캐리어 제어기술 등

- Scalable BW 및 무선자원 구성 기술

- 고속 핸드오버 기술

- PDCP/CS 부계층 성능향상 기술

- Colocated Coexistence 기술

- Inter-RAT Handover 기술

o 응용 서비스 및 Protocol 기술

- MBS/MBMS 서비스 향상

- LBS 및 비상/재난 서비스를 위한 측위 및 측위 정보 전달 기술

- 망 생존성 향상, 셀 커버리지 및 이동성 증대기술

- Security enhancement

- Throughput Measurement 기술

(2) 시장 기술 동향

o 4G 기술의 메인스트림은 LTE가 될 것으로 전망 (ABI Research, 2007. 12.)

- UMB는 크게 확산되기 어려울 것이며, 4G 기술은 LTE와 WiMAX로 이원화 될 가능성이 가장 높다고 판단됨

- 2008년 50개가 넘는 WiMAX 상용화 프로젝트가 진행되었으며, WiMAX는 2-3년 내에, LTE는 2011년 이후에 본격적인 상용화 단계에 돌입할 것으로 전망

- 미국 1위의 유무선 통신 사업자인 AT&T는 4G 기술로 LTE를 채택하였고, 이로써, 미국 2대 이동통신사업자인 AT&T와 Verizon Wireless 모두 4G에서 LTE 기술을 채택하게 됨

- 현재 LTE는 Alcatel-Lucent, Ericsson, Nokia-Siemens-Networks, Nortel 등 대다수 메이저 장비 벤더들의 지지를 받고 있음

- 글로벌 이동통신 사업자인 Vodafone과 미국의 2위 이동통신 사업자인 Verizon Wireless는 4G 기술로 LTE를 선택함

- Vodafone은 Verizon Wireless의 지분 45%를 소유하고 있으나, 현재 Vodafone은 HSPA 기반의 3G 네트워크를, Verizon은 EV-DO Rev.A 기반의 3G 서비스를 제공하고 있음. 그러나, Vodafone과 Verizon은 4G 네트워크에서는 규모의 경제와 로밍 서비스를 위해 양사가 동일한 기술을 사용할 것임을 밝힘

- 일본의 CDMA2000 사업자인 KDDI도 2010년부터 시작되는 차세대 이동통신 기술로 LTE를 채택함. KDDI 주도의 UQ communications 컨소시엄은 삼성전자의 Mobile WiMAX Wave2 장비를 바탕으로 2009년 여름부터 Mobile WiMAX 상용서비스도 제공할 계획임을 밝힘(출처:"4G 시장 동향"ETRI 기술전략연구본부 2008-07; 재인용)

o GSM진영과 CDMA 진영을 막론하고 3G 이동통신 서비스가 점차 대세인 분위기로 각국에서는 경쟁적으로 3G 서비스를 제공하면서 가입자는 상승세를 타고 있어 이를 이어갈 4G서비스로 LTE, LTE-Adv.를 채택하고 있음

o LTE-Advanced를 포함한 IMT-Advanced 서비스는 저속의 음성 및 패킷 데이터 통신 위주에서 차량 등을 통한 고속 이동 중 에 최대 100Mbps, 정지 및 보행 수준의 저속 이동 중에 155 Mbps ~ 1Gbps까지의 데이터 전송 속도를 제공하는 진정한 대용량의 고속, 고품질 멀티미디어 송수신을 가능하게 하는 기술로 2010년 이후 Virtual Reality서비스, 3D게임, 센싱 등 사물과 사물이 교류를 하는 유비쿼터스 서비스로 발전할 것으로 전망

o 전세계 이동통신시장의 향후 전망은 동기식 계열의 쇠퇴와 Mobile WiMAX (WiBro) 신규 시장 확대가 가속화 될 것으로 예상

- 동기식(CDMA) 계열의 세계시장 지속적 점유율 하락 현상과 무선 데이터 시장의 급성장에 따른 Mobile WiMAX 신규 시장 확대 가속화가 진행될 것임

- 미국 (Sprint-Nextel; 2008년 상용 서비스), 일본 (UQ Communications; 2009년 상용 서비스) 등 전세계 주요 사업자가 Mobile WiMAX 채택 의사를 표명함

- 아시아-태평양 지역과 북미 지역이 Mobile WiMAX 시장 확산을 주도하고 있으며, 향후 신흥 개발 도상국에서 수요의 급증이 예상됨

o 현재 HSDPA/HSUPA까지 진화되었으며 중간경로 경유 또는 우회를 통해 궁극적으로는 LTE Rel.10으로 진화할 것으로 전망됨

- '08.6월 기준, 227개 WCDMA 사업자 중 206개사가 HSDPA 서비스를 제공 중이며 80% 이상의 WCDMA 사업자들이 HSPA+, LTE, LTE-Adv. 등 3GPP 계열의 모든 진화 단계를 따를 것으로 예상 (Gartner, '08.9월)

- CDMA 사업자도 CDMA 자체의 진화기술 개발은 중단되었으므로 LTE로 진화할 가능성이 높으며 주요 사업자는 Rel.8의 도입을 추진 중

- Verizon, KDDI, LGT 등이 LTE Rel.8의 도입을 추진 중

- '08.6월 기준, 194개 CDMA 사업자의 90%이상이 LTE로 진화 전망 (Gartner, '08.9월)

- LTE 계열이 FDD 기술 중심이므로 현재 보유한 주파수로도 진화가 가능하여 CDMA사업자가 TDD 기술인 WiMAX를 선택할 가능성이 낮음(별도 주파수 필요)

o 국제 표준화기구인 3GPP의 LTE Rel.8은 ‘09.3월 완료되었고, Rel.9은 ’10.3월 완료,  LTE-Adv.인 Rel.10은 ‘11.6월에 표준완료 예정

- 이해관계가 첨예하게 대립되는 주요 이동통신 표준들의 통상적인 프로세스 지연을 감안할 때, Rel.10은 6개월 정도(’11년말) 추가 지연될 수 있음

- 3G LTE 표준완료도 당초 ‘11년 초에서 ’11.6월로 연기됨

o LTE Rel.8은 ‘10년말 상용서비스 개시, Rel.10은 제조업체 장비구현, 사업자 요구사항 반영, 장비인증 및 Field Test 등으로 '14년 하반기 완제품 출시, '15년 이후 상용서비스 전개 예상

- Rel.10의 경우 4G 주파수 확보, 서비스 측면에서 차별화 요인 미흡, 장비공급 규모의 경제 미달, 국제 로밍 등의 이유로 지연 가능

- 반면, 4G LTE 제공 기반이 완료되고 사업자의 적극적인 조기개시 의지가 있을 경우, 상용 장비공급은 ‘13년부터, 일정규모의 망 구축기간을 고려한 실질적인 서비스는 ‘14년부터 가능할 수 있음

o 3G LTE의 표준완료(‘09.3월) 이후, 적극적으로 사업을 전개한 TeliaSonera, Telenor, NTT DoCoMo, Verizon 등은 최초 상용서비스 개시에 18∼21개월 소요될 예정이며, 일정 규모의 상용서비스 제공에는 2∼3년이 추가로 소요될 전망

o ‘10년 TeliaSonera, Telenor 등은 수도에서만 상용서비스 개시. Telenor는 '13년 인구 커버리지 99% 확보예정

<LTE Rel.8과 LTE Rel.10(LTE-Advanced) 비교>

o LTE Rel.10은 LTE Rel.8와 동일 규격의 진화 기술로 높은 전송속도를 제공하여, 4세대 이동통신에서 요구하는 성능을 만족시킬 전망

- LTE Rel.8은 최대 150/75Mbps, Rel.10은 최대 300/150Mbps 전송 가능 (하향/상향)

o 구체적으로 LTE 기술에 반송파 집적기술, 멀티안테나 전송기술, 협력형 다중전송기술, 릴레이기술 등을 추가하여 표준화 작업 진행 중

- 반송파 집적기술(Carrier Aggregation)을 사용, LTE의 최대 20MHz 대역폭의 요소반송파(Component Carrier)를 최대 5개까지 묶어 최대 100MHz 대역폭 사용

- 멀티안테나 전송기술(MIMO) 기술을 사용, 최대 8개의 안테나까지 사용

- 협력형 다중전송기술(Coordinated Multipoints)을 사용, 고속데이터의 커버리지 확대 및 셀 경계에서 속도향상

<LTE 표준 및 서비스 로드맵>

구 분	`2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015~
표준	3G LTE		4G LTE (LTE Advanced)		enhanced 3GPP LTE-Adv
서비스	HSPA 서비스		3G LTE 서비스				4G LTE 서비스

* 표준은 완료시기를, 서비스는 최초 개시시를 표시한 로드맵임

o 방송통신위원회 미래 서비스 전략 (안)에서는 ‘12년 LTE Adv. 상용화를 목표로 함

o 2012년: 4G 상용 서비스 개시

o 2015년: 3,500만명 4G 가입자 확보 (2G가입자 100%, 3G가입자 50%를 4G 가입자로 전환)

o 2014~16년: B4G 표준화 추진

o 2018년이후: B4G 상용화

[그림 ] 이동통신 기술 진화 경로

o LTE Rel.9은 Rel.8에 VoIP, emergency call, femto cell 등 부가기술이 추가되는 형태로 데이터 전송속도 등은 차이가 없어 상용화 제품이 나오지는 않을 것으로 예상

o 3GPP는 LTE 규격에 새로운 기능 추가 및 기존 규격 보완 형태로 LTE-Advanced 표준화를 진행 중이며, LTE Rel-9에 eMBMS(enhanced Mulimedia  Broadcasting /Multicast Service)를 위한 L2 이상의 상위계층 규격과 단말 위치확인 기술 등에 대한 표준화 추진

- 새로운 기능 : 대역폭 확장 및 고속전송을 위한 Carrier Aggregation, DL/UL MIMO 확장 및 도입, 협력 다중점 전송 기법인 CoMP, 셀 커버리지 확장과 셀 경계 사용자의 용량 증대 및 유선 Backhaul 링크를 위한 릴레이 기술 등

o 3GPP는 LTE-Advanced를 위한 Type 1(L3) 릴레이와 Type 2(L2) 릴레이에 대한 표준화를 진행 중이며, 다른 셀이나 릴레이에 대한 간섭을 줄일 수 있는 스마트 리피터 기술은 홀딩 상태임

o LTE 및 LTE-Advanced기반의 모바일 TV 서비스를 제공하기 위한 동기화전송 및 영상품질 개선 등에 관한 표준규격 개발 논의는 시작단계임

- Orange 및 T-Mobile 등은 영국 런던지역에서 UMTS/TDD를 이용한 이동방송 시범서비스(TDtv, TV&Radio)를 제공하고, AT&T는 WiFi 장비를 이용해 가정내 어디서나 HD-TV를 스트리밍으로 제공하는 U-verse 서비스 필드테스트 시작

o CELTIC 프로그램중 WINNER+ 프로젝트('08~'10)는 LTE Rel-8의 개선･개량을 목표로 진보된 무선자원 관리, 진보된 안테나 시스템, 협력 다중점 전송, 릴레이 및 유연한 스펙트럼 활용 기술 등을 개발 중

(3) 국내외 업체 기술동향

[국내 업체 기술동향]

o ETRI는 3GPP LTE기술을 ‘07년말 개발하였고 국내업체는 LTE 상용 시스템을 개발 중이며, 4세대 이동통신을 위한 LTE-Advanced 기반 시스템 기술(‘06~’10)을 연구중임

o KT는 중계기 및 릴레이 기술로써  WiBro용 ICS(Interference Cancellation System) 중계기의 기술 검증을 위한 현장 적용시험 및 테스트베드 구축을 준비 중이며, LTE용 ICS 중계기나 LTE-Advanced 릴레이 기술 개발은 초기단계임

o KT는 장기 전략으로 WiBro와 HSDPA나 IPTV간의 신규 서비스 부문에서의 연계하는 방향을 잡고 있으며, WiBro의 음성 미지원과 데이터망의 확충의 두마리 토끼를 잡기 위하여 3G망과의 결합을 중점 추진하고 있음

o 삼성전자에서 CDMA2000 1x 기반 UbiCell(Femto-cell)을 개발하여 Sprint사에 공급 하였고, KT는 WiBro Femto-cell 개발 및 사업 적용을 준비 중이고 2.3/2.5GHz Dual Band를 지원하는 Femto-cell 개발 중

o 삼성전자는 국내 4G 포럼에서 OFDM, 8X8 MIMO, SDR, LDPC 등의 독자 기술을 이용하여 ITU-R에서 규정한 4G 기술의 3배를 뛰어 넘는 3.5Gbps 기술을 개발

o SKT와 KT는 UMTS기반 Femto-cell 시범 도입을 위한 Femto-cell 시험환경 네트워크를 구축하고 시험 중

o SKT는 옥외형 WCDMA Femto-cell을 개발 중이며, LTE Femto-cell 기술 연구 중이며, 수도권 및 전국 84개 시에 "Hot Zone" 서비스 커버리지를 확대했음

o 또한, 기지국 망 설계 자동 툴을 개발하여 1X/EVDO/WCDMA/WiBro망의 설계 최적화를 진행 중이며, WiBro Wave2와 HSPA+, LTE기술에 대하여 적용함

o LTE-Advanced 기반의 멀티캐스트(MBMS)기술(‘08~’10)은 프로토콜 위주로 ETRI, 국내업체가 개발 중에 있으나, 효율적인 이동방송을 위해 확보되어야 할 계층전송 기술, 영상품질 개선 기술 등에 대한 기술 개발은 진행되고 있지 않음

o SDR 기술은 삼성탈레스에서 SCA기반 미들웨어를 이용한 군용 SDR(Software Defined Radio)시스템을, SKT, 삼성종합기술원, LG전자 등에서 SDR 적용을 위한 첨단 알고리즘 및 SDR 시스템을 개발 중에 있고, ETRI는 WiMAX와 HSDPA 지원이 가능한 SDR 기지국플랫폼을 개발(‘07.01월)

o LG전자는 북미지역의 Cingular Wireless사의 HSDPA 서비스 최초 개시에 맞추어 단말기를 출시하고, 일본 시장에 진출하여 NTT DoCoMO의 3G 서비스인 'FOMA' 지원 단말을 출시함

o LG전자는 2009년 'Mobile World Congree 2009'에서 LTE단말 모뎀칩이 탑재된 LTE 데이터 모뎀을 선보이고, 노트북, 넷북과 MID(Mobile Internet Device)에 답재하여 이동시 최대 하향 100Mbps, 상향 50Mbps의 전송속도를 보임. 2009년 4월 NTT DoCOMo의 LTE 데이터 모뎀 공급업자로 선정되었고, 2009년 6월 Verizon Wireless사에 공급한 4G LTE 시험단말 'M13'은 미국연방통신위원외(FCC)의 형식승인을 획득함

o LG U+는 CDMA 1x+EVDO rev.A+차세대 기술(IMT-Advanced 포함)을 동시에 수용할 수 있는 통합 기지국을 개발 중

[국외 업체 기술동향]

o NSN(Nokia Siemens Networks) 등이 WINNER 프로젝트를 통해 4세대 이동통신을 위한 릴레이 기술 개발을 수행하였고, Ericsson은 자기간섭 제거 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 중계기 및 릴레이 기술 등을 개발 중

o Ericsson, Huawei 등의 장비업체는 LTE 시스템 상용화와 함께 LTE-Advanced 시스템 기술을 개발 중

o 미국은 SDR Forum, 유럽은 EC를 중심으로  SDR(Software Defined Radio)구조 및 적용 알고리즘을 표준화중이며, 캐나다 CRC는 SCA 2.2기반의 SCARI 소프트웨어 플랫폼 개발, 유럽은 IST 프로젝트 중심으로 기술 개발 중

o Femto-cell 기술은 NSN 등 여러업체에서, WCDMA/HSDPA/HSUPA/cdma2000 1X 기반의 기술을 개발중이거나 일부 시제품을 출시한 상태이나, IMT- Advanced 기반의 새로운 기술 시도가 필요

o 미국은 DTV 전환에 따른 700MHz 주파수대 경매와 더불어 TV White Space를 Unlicensed화 하는 방안을 발표하였고, Google 및 MicroSoft 등 인터넷 기업은 White Space를 이용한 새로운 시장이 열릴 것으로 전망

o NSN는 TI DSP칩을 이용한 모뎀을 장착하여 SW 재구성에 의해 GSM, HSPA, LTE 등의 모드로 동작이 가능한 SDR 기반의 Flexi Multiradio BTS를 상용 개발하여 시판중

□ 후보과제 기술 분석

(1) 기술적 중요도

o 글로벌 이동통신 서비스 시장에서 IMT-Adv. 관련 시장은 2010년 표준화 이후 시장이 형성될 것으로 예상되며 국내의 경우도 이와 비슷한 시기에 시장을 형성할 것으로 예상됨

o LTE/LTE-Adv, WiBro Wave2 등 IMT-Adv.의 단말기 및 시스템의 시장은 6년간 약 7천억원 이상의 시장 규모를 가질 것으로 예상됨

o 실질적인 단말 및 장비의 개발에 있어 실질적인 데이터 전송율을 높이기 위해 적응적이고 적은 오버헤드를 갖는 방송 및 제어채널 기술의 개발과 버스트 할당을 제어 채널의 최적화, 셀 경계 간 간섭 및 전력제어 기술이 관련 기술로 부가될 것임

o 3GPP LTE-Adv.에서는 상향링크 SC-FDMA 기반 MIMO 기술이 핵심쟁점 사항이 될 것으로 예상되며, 고속 핸드오버 및 다중 캐리어 핸드오버 기술 등이 주요 기술개발 대상이 될 것으로 예상됨

o SDR/CR 기술에 대한 원천기술 확보 차원의 연구가 진행중이며, White Space 및 비독점 면허 대역 관련한 도입여부에 대한 연구가 시작됨

o 4G 무선접속기술을 이용한 측위기술과 FMC를 위하여 제공되어야 할 부가적인 무선접속 기능이 제안될 것으로 예상되며, 국내와 마찬가지로 국외시장에서도 MBS, LBS의 성능 향상을 위한 기술이 제안될 것으로 예상됨

o 이와 같이 주요 상위기술의 내용 중 기술개발의 현황 및 전망 등이 국제 표준화에 맞추어 동등하게 진행되거나 1년 이내에 극복가능한 수준이며, 국내외 장비의 개발이 진행되고 있거나 진행되어 설치단계에 있는 등 기술격차가 뚜렷하지 않음

o 국내 이동통신 산업 전반에 걸쳐 원천기술의 IPR확보의 한계에 따른 표준화 주도의 어려움이 있었고, 이런 인식은 다방면에 걸쳐 확산되어 표준 IPR을 확보하기 위한 체계적이고 전략적인 연구개발 및 실질적인 표준전문가 양성 추진체계 등 아직 미흡한 요소들이 많이 산재함

o 표준화 기술의 우수성 뿐만 아니라 시장 진입시기의 적시성이 이동통신 시장에서의 성패를 좌우하므로 시장진입 시기의 적절성 확보를 위한 기술의 개발과 표준화 전략의 수립 및 추진이 중요함

o 국내외 표준안에 대한 개발과 표준화 추진에 대한 검토가 긍정적이며, ETRI, 삼성전자, LG전자, KT, SKT 등 주요 이동통신 관련 기업의 연구개발 진행이 이루어지고 있어 국제 표준안에 따른 국내기업의 기술개발에 대한 중요성이 높음

(2) 기술적 시급성

o 세계 최초의 국내 기술에 의한 3G Evolution/LTE/LTE-Adv와 WiBro상용 서비스 시스템을 통한 기술력 확보 및 개발/운용 경험을 활용할 선도적인 4G 이동통신 핵심/원천 기술개발 및 표준 IPR 확보 전략은 기술개발 및 표준화 선도와 시장의 확산을 위하여 가장 우선 순위가 높게 추진되어야 함

o 선택과 집중 전략에 의한 원천기술 및 표준 IPR 획득 가능 분야에 집중화에 의한 핵심 기술확보가 중요하며, 실질적인 국제 표준 전문가 집중 육성에도 투자하여 국제 표준화 주도 세력과의 연계협력을 통한 기술채택 가능성 향상 및 국내 산학연 협력체제를 강화하고 기술개발의 개발, 표준화, 상용화에 이르는 전단계가 가능한 R&D 체제의 구축을 통하여 원천 기술의 산업화 성공사례 발굴 및 확산 추진

o 세계 최초 상용화 및 운용 경험을 바탕으로 한 3세계 사업자와 연계한 단말/계측장비/시스템 시장의 확보 및 외국 표준화 주도 업체와의 표준화 관련 전략적 제휴 강화를 통하여 협력 표준화 및 3GPP/IEEE 표준화를 추진하고 보유 핵심 IPR의 표준안 채택의 가능성을 증대시킴

(3) 기술적 파급효과

o 본격적인 2G 디지털 통신방식의 이동통신 서비스가 제공되면서 이동통신 시장은 세계 경제에 기여하는 부분이 급속히 확대되어 왔으며 향후 세계 경제에서 이동통신 관련 산업이 차지하는 비중의 증가추세가 지속될 전망임

o LTE와 LTE-Adv. 시스템은 2012년 이후의 이동통신 시장을 주도하게 될 것이며, 2세대와 3세대 이동통신 기술과 서비스를 대체하게 될 것으로 예상되며, 2012년 이후의 LTE와 LTE-Adv. 시장은 본격적으로 확대 될 것임

o 본 기술개발을 통한 요소기술들은 표준화 활동을 통해 국제표준규격에 반영될 것이며, 이는 LTE 관련 핵심IPR을 확보하여 막대한 로열티의 창출이 기대됨

o 본 기술개발 대상과제의 LTE 단말 양산검증용 one-box R&TTE 계측장비 개발은 구현기술 관점에서의 경쟁력을 조기에 확보할 수 있게 할 뿐만 아니라, 실제 환경에서 발생할 수 있는 문제점과 개선점을 미리 찾아 상용시스템 개발에 활용함으로써 LTE 단말을 양산하는 시점에 조기 상용화가 가능하며, 결과적으로 관련 장비의 기술과 가격 경쟁력을 제고시켜 시장에서의 시장선점 우위를 확보하고 LTE 단말을 개발/생산하는 대중소 기업의 확대를 통하여 시장의 활성화가 가능함

o 기술적인 측면에서 본 기술개발 과제의 성공적인 수행은 차세대 이동통신 분야의 원천기술 연구가 가능한 “Mobile Global Leadership"을 확보하여 세계 기술을 선도하는 국가로의 도약과 국제 표준화에 능동적으로 대처할 수 있는 기반을 가질 수 있게 될 것임

o 이를 바탕으로 선진 외국업체들과 동등 또는 우월한 위치에서 기술교류 및 기술협력을 할 수 있게 될 수 있어 이로 인한 세계 차세대이동통신 시장의 선점은 실질적으로 국내경제에 새로운 활력소를 제공할 뿐만 아니라 CDMA 최초 상용화 국가와 차세대 이동통신 기술 개발의 리더 국가라는 한국의 국제적인 위치를 더욱 더 확고하게 다지는 전환점이 될 것임

(4) 기술 성숙정도(TRL)

o 전세계 이동통신시장에서의 LTE/LTE-Adv. 관련 기술의 상용화와 관련된 향후 전망은 2G 관련 서비스의 지속적인 점유율 하락과 신규 시장 확대가 가속화 될 것으로 예상

- 미국 1위의 유무선 통신 사업자인 AT&T는 4G 기술로 LTE를 채택하였고, 이로써, 미국 2대 이동통신사업자인 AT&T와 Verizon Wireless 모두 4G에서 LTE 기술을 채택하게 됨

- 현재 LTE는 Alcatel-Lucent, Ericsson, Nokia-Siemens-Networks 등 대다수 메이저 장비 벤더들이 상용 시스템의 개발을 완료하고 있는 단계임

- 글로벌 이동통신 사업자인 Vodafone과 미국의 1위 이동통신 사업자인 Verizon Wireless는 4G 기술로 LTE를 선택하여 2011년 3Q'내에 서비스 예정

- 일본의 CDMA2000 사업자인 KDDI도 2010년부터 시작되는 차세대 이동통신 기술로 LTE를 채택함. (출처:"4G 시장 동향"ETRI 기술전략연구본부 2008-07; 재인용)

o 본 기술개발 사업에서는 핵심 원천 기술 및 표준화 IPR의 확보와 상용제품의 사업화를 동시에 추진하고, 양산 장비 및 연구개발 관련 국내 장비 제조업체들과의 유기적인 협력 체제를 구축하여 표준화 IPR을 공유하고 이를 통한 다양한 양산장비를 확대 개발하여 시장 활성화 및 기술 개발 순기를 단축하여 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 판단됨

(5) 융합성

o LTE/LTE-Adv. 관련 기술은 다양한 타 산업과의 융합서비스를 제공하기 위한 다음과 같은 다양한 기술들을 포함하고 있으며 이를 통하여 서비스 사업자들은 사업자의 주도하에 다양한 융합서비스를 사용자에게 제공할 수 있음

- MBMS/MBS 서비스 향상 기술

- LBS 및 비상/재난 서비스를 위한 측위 기술

- LTE/LTE-Adv. 통신망을 통한 텔레메틱스 서비스 제공 기술

- Virtual Reality서비스, 3D게임, 센싱 등 사물과 사물이 교류를 하는 유비쿼터스 서비스로 발전가능

<기술성 분석에 따른 판단>

기술적 중요도
낮음	보통	높음	매우 높음

※ 상위기술이 적절한 기능을 수행하게 하는데 있어 이 기술의 중요한 정도

기술적 파급효과
낮음	보통	높음	매우 높음

※ 이 기술이 다수의 타 요소기술의 개발에 미치는 영향력

기술성숙도
도입기	성장기	성숙기	쇠퇴기

※ 주요 기술개발의 성숙정도

TRL 단계
3단계	4단계	5단계	6단계	7단계	8단계

※ TRL 단계

융합성
w관련없음	1단계	2단계	3단계

□ 후보과제 기술수준 분석

(1) 특허관점에서의 기술수준

o 국내업체의 LTE 특허 보유는 전체의 약 15%를 차지

- LG전자는 LTE 장비 개발에 집중하는 전략으로 LTE 관련 자체 특허의 비중을 늘려나가고 있으며, M.WiMAX에 집중했던 삼성전자도 LTE 관련 특허를 확보하고 있는 중

- ETRI도 보유 수는 상대적으로 낮지만, LTE/LTE-Adv. 기술개발 진행 및 핵심 특허를 보유하고 있음

< 전세계 LTE 특허 보유 업체 현황 >

구분	퀄컴	인터 디지털	Nokia	LG전자	Nortel	삼성전자	ETRI	합계
보유수	207	147	66	55	42	21	6	544
비중	38%	27%	12%	10%	8%	4%	1%	100%

※ 출처 : TechlPM(2009.4)/한국일보 재인용(2009.9.13)

(2) 후보과제 기술수준 판단

o 우리나라의 차세대 이동통신 기술수준은 세계 최고 대비 92.7% 수준이며, 미국과 약1년의 기술격차를 보임

- 미국(100%)→유럽(97.5%)→일본(94.3%)→한국(92.7%)→중국(78.7%)→인도(73.8%)

- 근래 국가 간 기술격차는 큰 변화를 보이지 않고 있으나, 중국의 기술수준의 급성장으로 3년 이내에 한국과 중국의 기술격차 폭이 상당부분 좁혀질 것으로 예상

o 상대적으로 시스템부문과 서비스 플랫폼부문의 경쟁력이 단말부문의 경쟁력보다 미흡

- 이동통신 시스템 기술 및 부품 기술은 미국이 세계 최고 수준이며, 이동통신 단말 기술은 유럽이 세계 최고 기술보유국으로 조사

- 세계최고 대비 우리나라의 이동전화 단말 기술수준(기술격차)은 98.7%(0.32년), 서비스부문은 91.1%(1.08년), 시스템부문은 92.5%(1.03년)로 조사

분류	미국		유럽		일본		한국		대만		중국		인도
	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차	상대 수준	기술 격차
이동통신 전체분야
서비스 플랫폼 기술	100.0	0.00	96.0	0.42	91.6	0.83	91.1	1.08	77.0	2.43	76.3	2.31	73.9	2.48
액세스 시스템 기술	100.0	0.00	97.5	0.41	92.7	0.91	92.5	1.03	80.3	2.73	80.9	2.53	76.4	3.49
단말 및 부품 기술	100.0	0.00	98.9	0.09	98.6	0.24	94.5	0.92	82.6	2.00	78.9	2.37	70.8	3.43

<이동통신 기술수준 현황>

※출처 : 2008년도 IT분야 기술수준 조사 보고서, IITA, '08.12월

< 기술수준 및 격차 >

관련 기술명	기술 선도국 및 기업/연구소	상대적 수준(%)	기술격차(년)
서비스 플랫폼 기술	미국/구글,애플,MS	91.1	1.08
액세스 시스템 기술	미국/퀄컴,Nortel 등	92.5	1.03
단말 및 부품 기술	미국/모토로라,퀄컴	94.5	0.92

<기술수준 분석에 따른 판단>

상대수준
90%이상	80~90%	70~80%	70%이하

※ 최상위 기술을 100%라고 했을 때 상대적인 기술수준

기술격차
0~1년	1~2년	2~4년	4년 이상

※ 현 수준의 국내 기술 잠재역량을 고려할 때 최상위 기술 수준에 도달하는 데 걸릴 것으로 예상되는 기간

나. 시장성 분석

□ 시장 동향

o 세계 이동통신 시장에서 LTE/LTE-Adv.가 중심 서비스가 될 것으로 명확해 지고 있으며, 4G에 해당되는 LTE Rel.10의 도입은 지연될 가능성이 있음

- CDMA 사업자 등 일부 사업자에 의해 LTE Rel.8의 상용화가 ‘10년 말부터 계획되어 시스템의 구축이 진행 중이며, LTE Rel.10 상용화는 ’15년 이후가 될 전망

- AT&T Wireless와 Verizon 모두 LTE로의 진화를 선언했으나, Verizon은 LTE 구축을 서둘러 추진 중에 있으며, AT&T는 HSDPA/HSUPA에 주력하며 시장의 요구사항을 관망하는 추세임

- 유럽의 주파수 Harmonization 정책으로 4G LTE 주파수 확보가 지연될 전망임 (900㎒, 800㎒, 2.6㎓ 등 주요 LTE 후보 주파수의 할당이 지연되고 있음)

- Vodafone, T-Mobile 등 유럽의 대규모 사업자는 GSM 단말의 비중이 아직 높고 WCDMA가 활성화되기 시작하는 시점으로 LTE 진화 촉진 유인이 부족한 상황

o 목표 시장 정의

	주파수		미주	유럽	한국, 일본
	Uplink [MHz]	Downlink [MHz]
FDD 01	1920-1980	2110 - 2170		TMO	NTT Docomo
FDD 02	1850- 1910	1930 - 1990	Metro PCS
FDD 03	1710- 1785	1805 - 1880		Teliasonera, Centernet Mobyland
FDD 04	1710- 1755	2110 - 2155	AT&T, Metro PCS, Verizon
FDD 05	824 - 849	869 - 894			SKT, LGT
FDD 07	2500- 2570	2620 - 2690		TMO, Teliasonera, Vodafone, D2, Tele2 Telenor,A1Telekom, MTS, Yota
FDD 08	880 - 915	925 - 960			KT
FDD 09	1749.9- 1784.9	1844.9 - 1879.9		TMO
FDD 11					(NTT Docomo)
FDD 12	698 - 716	728 - 746
FDD 13	777 - 789	746 - 756	Verizon, AT&T
FDD 17	704 - 716	734 - 746	AT&T
FDD 20	832 - 862	791 - 821		Voda, Teliasonera, Vodafone D2, MTS

(1) 시장 규모 및 성장률 예측

o 세계 이동통신 관련 시장은 향후 지속적인 증가는 뚜렷할 것으로 전망되고 있으며, 2011년 이후 본격적인 LTE/LTE-Adv.의 서비스가 시작되면 관련 시장의 증가세는 더욱 뚜렷해질 것임

(단위 : 십억원, 백만 달러 )

구분		2010	2011	2012	2013	2014	2015	CAGR
국내	LTE 계측장비 및 시스템	2,909	2,698	2,427	2,403	2,391	2,386	-4.0%
국외	LTE 계측장비 및 시스템	1,4009	2,948	5,231	7,602	9,883	1,1859	78.9%
합계		16,918	5,646	7,658	10,005	12,274	14,245	74.9%

※ 출처 : IDC, "Korea Telecom Service & Equipment Market '08~'12, '13~'15는 ETRI 추정치임.

Gartner, Mobile Network Infrastructure Worldwide, '09. 5, '14~'15년은 ETRI 추정치임.

(2) 시장구조 및 경쟁현황

o 3GPP 국제 표준화 기구에서 IMT-Adv를 지향하여 규격을 개발 중인 LTE-Adv. 규격은 IMT-Adv 시스템에서 하나의 중요한 시스템과 시장을 형성할 것으로 예상되며, ３GPP LTE-Adv 시스템의 핵심 요소기술의 국가 차원의 연구개발 및 표준화 기술 IPR 확보 및 기술 표준의 반영 활동이 전략적으로 추진되고 있음

o 국내 이동통신 서비스 사업자와 휴대폰 사업자들은 LTE 시장 공략에 적극적임. SKTelecom은 2010년 7월 1일 자로 재배치를 완료한 800MHz 주파수 대역에서 5MHz Bandwidth로 LTE 서비스를 시작하는 것으로 국제 표준화 회의에서 공식적인 의견을 밝히고 각 장비, 단말, 계측기 업체와 긴밀한 협의를 진행중임. LG U+도 이동통신 서비스 사업의 사활을 걸고 재배치된 800MHz 주파수 대역에서 10MHz Bandwidth로 LTE 서비스를 준비하고 있음

o 대부분의 Global Vendor가 LTE 장비를 개발 중이며, 주요 Vendor들은 '10년 중반이후 상용장비 출시 전망임. LG-Ericsson, Huawei, 삼성은 ‘10년 상용화 목표, Alcatel-Lucent, Motorola 등 개발 중임

o 삼성전자는 올해 스웨덴 통신사 텔리아소네라에 LTE 동글을 공급했으며, 미국 5대 이동통신사업자인 메트로PCS에 LTE 방식의 휴대폰과 시스템을 공급한다고 밝힘. LG전자도 2011년 1분기에 버라이즌을 통해 LTE 휴대폰을 출시하기로 협의

o 휴대폰 단말기의 전파 스펙트럼을 측정하는 LTE 계측기 구매도 증가할 것으로 예상되며 국내 시장에서는 독일 업체 로데슈바르즈가 가장 빠르게 제품을 출시하고 시장을 공략하고 있으며, 로데슈바르즈는 지난해 라디오커뮤니케이션테스터인 'CMW500'을 국내에 가장 먼저 출시해 올해부터 공격적인 마케팅을 활발히 벌이고 있음

o 그동안 국내 시장에서는 애질런트가 통신 계측장비 시장에서 선두 위치를 점했으나, 로데슈바르즈는 LTE 계측기 부문에서는 이런 구도를 뒤집겠다는 전략에 따라 가장 먼저 신제품을 내놓았으며, 애질런트·안리쓰 등 경쟁 업체들도 잇따라 신제품을 출시하고, 고난도의 정밀 계측장비 개발에 착수한 상태임. 안리쓰는 로데슈바르즈가 신제품을 출시한 지 얼마 안돼 라디오커뮤니케이션애널라이저인 'MT8820C'를 출시하고, 애질런트테크놀로지는 올해 PXT 무선통신 테스트 세트, LTE 시그널링 인증시험 측정 솔루션을 출시함

o 텍트로닉스·젠콤 등 국내 업체들도 관련 계측장비 개발에 착수해 내년 LTE 계측기 시장에서 경쟁은 더욱 치열해질 전망이며, 국내 기업으로는 이노와이어리스가 자체 개발한 LTE용 단말기계측장비를 애질런트에 반제품 형태로 공급키로 협력하는 등 국내외 시장 공략에 착수한 상태임

o "한국 RF계측기 시장은 세계에서도 4번째 규모로 큰 곳"이며 "글로벌 계측기 업체들이 국내 LTE 관련 시장을 선점하기 위해 국내 휴대폰 업체들이 샘플 수준의 물량을 발주하는데도 굉장히 빠른 속도로 대응하는 모습"을 보이고 있음

(3) 시장 성숙 정도

o 2010년 12월 6일 ABI리서치 조사에 따르면 2013년까지 세계 LTE 인프라 예상 지출액은 85억달러를 상회함. LTE 가입자수는 올해 17만에서 2013년 2300만명으로 증가할 전망이며, 2011년에는 28~30개국이 LTE 서비스를 본격적으로 시작할 것으로 예상됨

o 최근 LTE(Long Term Evolution) 관련 업계는 서비스를 전달하는 네트워크가 광대역으로 진화 할 것으로 확신하고 있다. 고객이 원하는 컨텐츠가 풍부해지고 이를 실시간으로 소비하기를 원하게 된다면 광대역 이동통신이 아니면 대안이 없기 때문이다. 비록 현재 진화 속도 등으로 인해 LTE가 지연되고 있지만 서비스 사업자가 준비하고 있는 새로운 서비스가 본격화 되고 컨텐츠가 대용량으로 바뀌면 네트워크 또한 4G 이상의 광대역 이동통신으로 진화할 것으로 전망

o ‘10년 4분기 글로벌 이동통신 사업자 120여개 사업자가 LTE를 구축 중이거나 도입을 확실시 하고 있으며, 40여개 사업자가 LTE 라이선스를 획득하거나 추진 중으로 총 160여개 사업자가 LTE 네트워크를 도입할 것으로 확실시 됨

o IDC는 분석보고서에서 전 세계 4G(WiMax/LTE) 장비시장, 2013년 약 120억 달러의 규모에 이를 것으로 전망

[그림 ] 4G 통신장비 관련 시장 전망 (출처: IDC분석보고서)

< LTE/LTE-Adv. 시장의 주요 잠재 수요처 >

지역/ 국가	잠재 수요처	가입자 (만 명)	시장 순위	비고
미국	AT&T Mobility	7,290	1위	□LTE 도입의사 표명
	Verizon Wireless	6,870	2위	□2011년 LTE 상용화 예정
	Alltel	1,340	5위	□Verizon Wireless에 합병 후, LTE 도입 예정
캐나다	Bell Mobility	620	2위	□LTE 도입의사 표명
	Telus Mobility	570	3위	□LTE 도입의사 표명
서유럽	Vodafone	26,050	1위	□2009년 LTE 개발 완료 □2011년 상용화 예정
	T-Mobile	12,500	2위	□2009년 LTE 개발 완료 □2011년 상용화 예정
	Orange	11,180	3위	□2009년 LTE 개발 완료 예정 □2011년 상용화 예정
	TIM (이탈리아)	6,500	1위	□LTE 도입의사 표명
북유럽	Telenor	15,000	1위	□LTE 도입의사 표명
	TeliaSonera	1,200	2위	□2011년 LTE 상용화 예정 (2009년 최초의 상용화기지국 공개)
일본	NTT DoCoMo	5,380	1위	□LTE를 'Super3G'로 브랜드화 □2009년 LTE 개발 완료 □2011년 상용화 예정
	KDDI	3,030	2위	□2011년 LTE 상용화 예정
	Softbank Mobile	1,950	3위	□LTE 도입의사 표명
	EMOBILE (MVNO)	75	4위	□LTE 도입의사 표명
중국	China Mobile	42,170	1위	□TD-LTE 도입의사 표명
	China Unicom	12,760	2위	□LTE 도입의사 표명
	China Telecom	4,310	3위	□LTE 도입의사 표명

< 본 기술개발 결과물읠 직접 예상 수요처 >

수요처	국명	수요량	관련제품
팬택	한국	-	단말, 시스템 모뎀
KTTech	한국	-	단말 모뎀
모다정보통신	한국	-	단말 모뎀
C-Motech	한국	-	단말 모뎀

<세계 시장동향 분석에 따른 판단>

시장규모
세계10억$미만 또는 국내500억 미만	세계10억$이상 또는 국내500억 이상	세계50억$이상 또는 국내2,000억 이상	세계100억$이상 또는 국내5,000억 이상

※ 제품관련 연간 예측 시장규모(매출발생 후 3년 평균, 현재시장이 없는 경우 잠재시장규모 추정)

시장성장률(CAGR)
10% 이하	10% 이상	20% 이상	30% 이상

※ 2010년→2014년간 시장의 연평균 성장률(CAGR)

시장경쟁
경쟁미약	보통	치열	매우치열

※ 향후 3년후 목표시장내 경쟁자수 및 시장진입의 용이성

시장 성숙 단계
도입기	성장기	성숙기	쇠퇴기

※ 향후 3년후 목표시장의 시장 성숙단계

□ 시장 경쟁력 분석

(1) 사업화 소요기간 및 경제적 수명 예측

o 전 세계 주요 이동통신 사업자들은 2014년까지 LTE 도입을 완료할 것으로 전망되며 미국 Verizon Wireless나 스웨덴 TeliaSonera 등은 2010년에 LTE-advanced의 전단계로서 LTE Rel.8 서비스를 개시할 계획이고, 대부분의 이동통신 사업자들은 2012년경에 LTE를 도입할 계획을 내놓고 있어 2014년부터 본격적인 시장이 형성 될 것으로 예상됨

o 본 기술개발 과제의 결과물은 개발 완료 후 표준화 IPR 등록 및 국제 표준 규격장비로 등록 등 1~2년 이내에 사업화가 가능하여 2~3년 이후에는 본격적인   매출이 발생할 것으로 예상됨

o 경제적 수명: 직접적인 경제적 수명은 통신장비의 통상적인 회계 상의 감가상각기간이자 장비교체 주기인 7년 정도 지속할 것으로 보이며, 이동통신 표준 기술의 생명주기를 생각하면, 10년 정도로 예상할 수 있음

(2) 예상시장 점유율 및 총매출액 예측

o 예상시장 점유율은 국내 4G 시장이 현재의 휴대폰 업계의 구조와 비슷한 형태로 이루어 질 것이라는 것을 예상하면, SK Telecom, KT, LG U+와 같은 사업자, 삼성 LG 휴대폰 사업부의 개발 및 품질부서, TTA, KTL, MTCC 등의 시험 서비스를 제공하는 시험인증기관을 1차 시장으로 하여 공동 표준화 추진 및 IPR 확보를 통하여 초기 시장에 진입하여 시장점유율을 높일 수 있음

(단위 : % )

구분		2010	2011	2012	2013	2014	2015	CAGR
국내	LTE 계측장비 및 시스템	N/A	N/A	N/A	15%	35%	70%	250%
국외	LTE 계측장비 및 시스템	N/A	N/A	N/A	3%	7%	14%	215%
합계		N/A	N/A	N/A	18%	42%	84%	-

o 예상시장 총매출액

(단위 : 억원, 억 달러 )

구분		2010	2011	2012	2013	2014	2015	CAGR
국내	LTE 계측장비 및 시스템	N/A	N/A	N/A	60	150	300	250%
국외	LTE 계측장비 및 시스템	N/A	N/A	N/A	1.4	3.5	7.0	200%
합계		N/A	N/A	N/A	61.4	153.5	307	-

<시장 경쟁력 분석에 따른 판단>

사업화 소요기간
1년 이내 (기술개발 중 사업화 포함)	2년내	3년내	3년 초과

※ 기술개발 종료 후 해당 제품의 상용화까지 소요기간

기술의 경제적 수명

10년

※ 개발기술로 적용된 제품에 있어서 초과이익이 발생할 수 있는 기간

예상 시장 점유율
세계 1%미만 또는 국내10%미만	세계 1%이상 또는 국내10%이상	세계 3%이상 또는 국내20%이상	세계 5%이상 또는 국내30%이상

※ 제품의 연간 예상 시장점유율(매출발생 후 3년간 평균, 유사 제품군 생산 1,2,3위 기업 평균 또는 업종평균 기준)

예상 총매출액
1,300억원이하	1,300억원이상	6,500억원이상	13,000억원이상

※ 시장규모에서 개발기술이 적용된 최소제품 등의 시장점유율을 곱하여 환산(국내 총생산액과 유사)

Project 투자비용 대비 총매출액율
10 미만	10 이상	50 이상	100 이상

※ (경제적 수명동안 총매출액의 합) / (투입연구비의 합)

※ 총매출액, 투입연구비 등은 연구개발 시작년도(1차년도)부터 할인율(10%)적용하여 산출 및 계산

다. 독창성 분석

(1)  기술성․권리성 분석

o 본 기술기술개발 과제는 4세대 이동통신으로 주목 받고 있는 LTE Advanced 기술의 이동통신단말기의 적합성을 시험하기 위한 LTE Advanced 이동통신 단말기를 위한 적합성 시험 인증 장비에 관한 것으로, LTE는 와이브로 에볼루션과 더불어 4세대 이동통신 기술의 유력한 후보 가운데 하나로 꼽힌다. 국내에서는 이노와이어리스사에서 개발한 LTE-Advanced 시스템을 위한 Signalling Unit 개발에만 초점을 맞추어 진행되고 있어, 이동통신 단말에 필요한 적합성 시험 인증 장비를 위한 국제표준화 등록 연구는 현재까지 국내에서 이루어진 적이 없음

o 본 기술개발 과제에서 개발하고자하는 LTE Advanced 단말을 위한 적합성 시험 인증 장비 개발은 먼저 Signalling Unit과 연계된 관련기술이다.(예, OTA for LTE-Advanced, RSE for LTE-Advanced 등) 기존 인증 계측기들은 단일 제품이 아닌 여러 가지 계측장비들과 연동되어 운용되고 있어 이를 통합할 수 있는 단일제품으로 개발하고자 하는 것이다. 또한 적합성 시험 인증 기술에서는 다양한 장비들과 Interface가 필요하고 범용 계측기들과 연동시에 발생할 수 있는 repeatability 등 신뢰성 기술 확보가 필요하여 이를 개발 시스템에 포함코자 함

o 적합성 인증 시험을 위한 Signalling Unit은 국제 이동통신 기구들인 GCF/PTCRB/PVG 에서 공식적으로 검증이 되어야 하며, 이러한 과정에는 GCF/PTCRB 공인시험소가 주도적인 역할을 수행해야 한다. 그리고 LTE-Advanced 단말을 위한 적합성 시험 인증 장비 특허 등록 및 국제 이동통신 기구들에 Test Case 검증을 수행하여 등록하고자 한다. 이에 제안한 기술이 성공적으로 개발된다면 기존의 기술과는 달리 통합된 하나의 시스템으로 LTE-Advanced 적합성 시험을 할 수 있고, 신뢰성 확보가 가능한 시스템으로 구현 될 수 있어 4G 이동통신을 위한 단말기 개발을 보다 효과적으로 수행할 수 있어 관련 기술의 국제 경쟁력 강화에 기여할 수 있을 것으로 예상됨

o 국내 및 해외에서 LTE 및 LTE Advanced 관련 기술들의 특허 출원이 지속적으로 증가하고 있다. 해외의 경우, 평가대상기술의 측정 및 인증 장비와 관련된 다양한 특허들이 출원되고 있는 것으로 분석되고 있다. 그러나 국내에서는 해외에 비해 LTE/LTE-Advanced 적합성 시험인증 장비 관련 기술의 개발 및 특허 출원은 미진한 것으로 분석되었으며, 해외의 경우에도 LTE/LTE-Advanced 적합성 시험인증 장비 관련 기술의 개발 및 특허출원은 LTE/LTE-Advanced의 다양한 다른 기술들에 비교하여 비교적 미진한 것으로 분석되고 있음

o 따라서, 본 평가대상기술과 관련하여 이동단말을 위한 Signalling Unit과 연계된 관련 기술, 다양한 장비들과 Interface가 필요하고 신뢰성 있게 범용 계측기들과 연동할 수 있는 신뢰성 기술 및 기존 인증 계측기들과 연동되어 운용될 수 있는 기술들에 대한  특허출원을 진행한다면, 독창성, 유일성을 가질 것이며, 관련 기술의 노하우를 통해 시장에서 우위를 유지할 수 있고 기술 보호를 통해 경쟁업체들을 방어함으로써 시장점유율을 높일 수 있는 잠재력을 갖는다고 판단되며, 향후 보완적인 특허의 지속적인 출원으로 지속적인 상업적 우위성과 경쟁자에 대한 기술적 지위 향상을 가질 수 있을 것으로 평가됨

(2) 특허동향조사 결과(요약)

① 국내동향

o 한국의 연도별 출원동향을 살펴보면, LTE 표준화가 2004년부터 실행가능성이 검토되기 시작하고, 2006년 중반에 이르러 본격적인 사양 책정 작업이 시작됨에 따라 2005년 전까지는 출원 건이 없었으나, 2006년부터 서서히 증가하여, 2010년까지 지속적으로 증가하고 있으며, 2011년 이후에도 지속적으로 증가할 가능성이 클 것으로 예상됨

[그림 ] 한국의 특허출원동향

o 본 기술에 관한 한국의 주요 출원인은 엘지전자, 삼성전자, 엔티티도코모, 한국전자통신연구원, 퀄컴, 팬택 순으로 나타나고 있으며, 주로 개인보다는 기업 위주로 중소기업보다는 대기업 위주로 출원되고 있음을 알 수 있으며, 특히 엘지전자의 특허출원이 많음을 알 수 있음

[그림 ] 한국의 주요 출원인

② 해외동향

o 본 기술에 관한 해외동향을 살펴보면, 미국이 98%로 대부분의 점유율을 차지하고 있으며, 일본(1%), 유럽 및 국제(1%) 순으로 나타나고 있다. IT 선진국으로 알려진 미국, 일본 중에서도 RTE Advanced 이동통신단말기를 위한 적합성 시험 장비 관련 기술은 미국이 다른 나라에 비하여 월등히 높은 것으로 판단됨

[그림 ] 해외의 특허출원동향

o 본 기술에 관한 해외의 주요 출원인은, QUALCOMM INCORPORATED(퀄컴)가 가장 많은 출원건을 가지고 있고, NOKIA COPORATION, LG전자, 삼성전자, INTERDIGITAL TECHNOLOGY CORPORATION 순으로 출원 건을 확보하고 있으며, 국내 기업인 LG전자와 삼성전자는 국내뿐만 아니라 미국에서도 활발한 특허활동을 하고 있음을 알 수 있음

[그림 ] 해외의 주요 출원인

(3) 지재권 확보 가능성

o LTE/LTE-Adv. 표준화 진행 단계로서 전략적으로 표준화 및 IPR을 확보하고, 핵심원천기술의 개발역량을 집중하고, 특허 등록 및 지적 재산권 확보를 위한 활동을 추진하면 관련 지적재산권의 확보가 가능할 것임

o 기술개발의 기획 단계에서부터 개발, 표준화, 상용화에 이르는 전과정에 참여가 가능한 R&D체계의 구축으로 선택과 집중 전략에 의하여 원천기술 및 표준 IPR획득 가능한 분야에 집중화하여 핵심 기술과 지적재산권 확보가 가능

o 국제 표준화 및 지적재산권을 확보한 주도 세력과의 전략적 제휴 및 공조 강화를 추진하여 국내 기술의 국제 표준 기술로의 채택 가능성을 높이고, 국내 산/학/연의 협력체제를 강화하여야 함

(4) 기술도입 가능성(필요시 입력)

o 국내의 기술개발 및 표준화 채택을 추진하지 않으면 기술 도입이 거의 불가능하고, 도입시 기술료의 수준 또한 굉장히 높음

o CDMA 초기 도입 당시에 선례에서 알 수 있듯이 기술의 확산과 더불어 기술료는 막대한 수준으로 올라가게 되어 있으며, 단순한 기술의 도입만으로는 산업의 확산을 가져올 수 없으며, 이로 인하여 대∙중∙소 기업의 동반 성장도 기대할 수 없음

<독창성 분석에 따른 판단>

지재권 확보 가능성
개량특허 확보 가능	해외 특허 확보 가능	Cross License 가능 특허확보 가능	세계적으로 독창적, 기본/표준특허 확보 가능

※ 지재권 확보가능한 지재권의 수준

라. 장애요인

o 외국 글로벌 기업의 핵심적인 기술주도로 인한 국내 기업의 관련 시장 진출을 제지할 가능성이 큼

o 글로벌 시장에 대응해야 하므로 각 국가별 시장의 기술 표준화 수가 다수개이고 정확한 LTE/LTE-Adv의 시장 활성화 시기의 예측이 어려움

o 해외 주요 이동통신 단말 및 시스템의 제조업체들의 신속한 개발과 통신시장 개방에 따른 외국업체의 경쟁 위협과 시장잠식의 잠제적인 요인이 있으며, 중국의 이동통신 산업에 대한 괄목할 만한 발전에 있어 국내 기업의 시장 장악에 위협 요인이 되고 있음

o 외국 글로벌 기업이 국제표준화 활동을 주도하고 있으며, 아시아/미주/유럽 등 지역 별로 약간 상이한 기술을 표준화안으로 추구하고 있으며, 이로 인하여 선진국 주도의 표준화 기술이 주도 되고 있음

마. 기술개발 및 사업화 성공가능성

o 본 기술개발의 내용은 LTE/LTE-Advanced 관련 기술로 국내와 해외에서 다수의 기업들에 의해 다양한 분야의 LTE/LTE-Advanced 관련 기술들이 표준화 및 특허 출원되어 있으며, 지속적으로 추가되고 있으나 본 기술은 국내 및 해외에서 비교적 그 기술 연구가 미진한 LTE/LTE-Advanced 단말을 위한 적합성 시험 인증 장비 기술분야로 특허출원을 진행한다면 상기 유사 특허들에 의해 차후 무효심판에 의하여 무효되거나 거절될 가능성은 낮아질 수 있도록 구체적인 내용에 대한 특정이 필요함

o 따라서 본 기술개발 과제의 기술은 종래기술들에 비해 탁월한 구성적 특징을 특정하는 경우, 검색된 종래기술로 인해 분석대상기술의 진보성, 특허성이 문제되지 않음

o 향후, 차세대 이동통신 수요전망을 보면, 세계 주요 기관 및 예측기관별로 정도의 차이는 있으나 이동통신 가입자의 지속적이고도 높은 비율의 증가 및 데이터 서비스 가입자의 증가를 예측하고 있으며, 세계적으로 봤을 때도, 이동통신 가입자 수에 있어서는 다소 둔화된 증가를 보일 것으로 예측되었다. 하지만, 4G과 관련된 모바일 시장은 향후 5년 내에 높은 수준의 성장이 있을 것으로 예측됨

o 이동통신 시스템시장과 단말 시장의 경우, 앞서 이동통신 서비스 시장과 비슷한 패턴이 나타날 것으로 예상되어진다. 2G, 2.5G 시스템이나 단말이 점차 성장세가 둔화될 것이며, 향후에는 WCDMA 방식의 시스템과 단말 시장의 강한 성장세가 예상됨

o 본 기술개발 과제의 결과물인 시험 인증 시스템의 경우에는 해외 유수 시험 인증 기관들이 측정 장비 제조 업체와의 협력을 통하여, LTE/LTE-Advanced를 위한 PCT, RCT 시스템 개발에 주력을 하고 있는 실정으로 본 기술개발 과제 결과물의 적용범위가 급격히 증가될 것으로 사료되어 향후 수년간의 시장성이 매우 클 것으로 기대됨

o LTE 시장은 요금 정책의 전략적 재구성, 향상된 통신 속도 체감 여부 등은 초기 LTE 시장 견인을 위한 중요한 요인으로 주목됨에 따라, 이와 관련된 국내 통신사업자 및 장비 벤더들의 선행 전략 검토가 필요하다. Juniper Research는 지난 11월 말, 전세계 LTE 서비스 시장이 2014년경 1,000억 달러의 규모로 성장할 것으로 전망했다. 이같은 성장은 노트북, 스마트폰 등 다양한 단말의 확산이 주요 동력원으로 작용할 것으로 예상됨

o 국내에서 LTE/LTE-Advanced 관련 산업 시장에 적극적으로 대응하여 시장선점에 노력하고 있다. 이러한 추세에 따라, 국내 제조사 및 연구소 등에서 다수의 관련 계측장비 수요 예상되고 있어 본 기술개발 결과물의 국내 시장은 관련 산업의 발전과 더불어 크게 성장할 것으로 판단됨

(단위) 억원

연도	종료+1년	종료+2년	종료+3년	종료+4년	종료+5년
국내	210	330	540	870	870
국외	810	1,290	2,220	3,810	3,810

o 해외 여러 업체들이 LTE 및 LTE-Advanced 개발을 진행하고 있으며, 국내 산업계와 경쟁 관계가 심화되고 있다. GSM, WCDMA 사업권이 없는 이동통신 사업자들에 있어서 LTE 시장조기 구축에 서두르고 있다. (미국 Verizon, Metro PCS 등) LTE Advanced 기술을 채택하는 이동통신 사업자들은 GSM, WCDMA,HSPA Plus 네트워크를 가지고 있는 비동기 사업자들로 자연스럽게 도입이 예상된다. 추가적으로 동기 방식 사업자들도 LTE 기술이 IRAT 지원으로 인해서 LTE 시스템 그리고 LTE Advanced 시스템으로 방향 전환을 하고 있는 실정이다. 초기 시장에서는 Singling Unit 위주로 시장이 형성되면서 점차 인증시험장비 및 제조공정 등으로 수요 증가가 예상됨

o 현재 국내 자생 공인시험소에서 사용되는 Signaling Unit은 평균적으로 10set이 사용될 것으로 예상된다. 국내에서 서비스하고 있는 공인시험소는 현재 총 9곳이고 여기에 사용되는 Signaling Unit은 약 100개 이상이 필요하다. 국외시장은 국내시장의 약 4배 정도의 시장으로 예측하여 계산된다. 현재 GSW/WCDMA 시장형성 과정과 같은 모습으로 진행될 것으로 예상됨(2 Cell 기반 Signaling Unit 1set당 2억 기준이며, PCT는 1 set 당 10억, RCT는 1 set 당 20억 기준임)

(단위) 억원

수출입효과 (억원)	연도	종료+1년	종료+2년	종료+3년	종료+4년	종료+5년
	수출액	180	270	360	405	405
	수입대체	70	110	180	290	290

o 결론적으로 위의 표에서와 같이 국내외에서의 테스트 장비와 관련된 시장은 개발 종료 후 4년까지는 가파른 성장을 이룰 수 있을 것으로 판단된다. 또한 매년 수백억원의 수입 대체효과를 통하여 우리나라 4세대 이동통신 관련 산업이 경쟁력을 갖출 수 있으리라 기대됨

<기술개발 및 사업화 성공가능성에 따른 판단>

기술개발 성공가능성
매우높음	높음	보통	낮음

※ 기술개발의 성공가능성 수준

사업화 성공가능성
매우높음	높음	보통	낮음

※ 사업화의 성공가능성 수준

3. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표 및 내용

o 최종 목표

- LTE 단말기를 위한 one-box 국제공인 RF 계측장비 및 RF 모듈 개발

․ 국제 표준에 따르는 국제공인 RF 계측장비 개발

․ LTE 주파수 밴드(Band 1,3,5,7,8)의 Radiated Test용 TEMCell 통합

- 3GPP 국제 표준 시험항목과 시험장비에 대한 표준 인증획득

- 3GPP TTCN-3 Complier 개발

[그림 ] LTE 단말 양산검증용 One-Box R&TTE 계측장비 설계 개념도

o 확보기술 내용

- 자체 개발 기술

1) LTE 단말기를 위한 one-box 국제공인 RF 계측장비 및 RF 모듈개발

․Transmitter Spurious emissions을 위한 6 GHz RF 모듈개발

․측정 주파수 범위에 따르는 계측기 측정 불확도 확보

․Transmitter Spurious emissions:

300MHz < f ≤ 4 GHz : ±1.0dB (측정불확도)

․Spurious emission band UE co-existence :
±2.0dB (측정불확도) for results > -60dBm

±3.0dB (측정불확도) for results ≤ -60dBm

․Additional spurious emissions : 10MHz < f ≤ 6GHz :

±2.0dB (측정불확도)

․Frequency Accuracy : less than ±1ppm/year @ operating temperature

․3GPP TS 36.521 표준문서 변경 대응 가능한 Platform 개발

LTE 단말기를 위한 one-box 국제공인 RF 계측장비 및 RF Platform 기술

LTE RF 계측장비 RF 경로 손실 제어 및 보상 기술

․RF 계측장비에서 RF 경로에 따르는 Calibration 소프트웨어 개발

․RF 계측장비에서 RF 경로손실 보상회로/보상회로 구동 소프트웨어 개발

국제 표준에 따르는 국제공인 RF 계측장비 기술

․TS 36.521규격을 따른 R&TTE시험항목을 위한 테스트 Platform 기술 개발

․TS 36.521에서 정의된 시험항목에 따르는 Channel Bandwidth등 Test Configuration Table을 따라 적용하는 RF 제어 기술

․TS 36.508 규격에 따라 단말과 계측기간 RF Link Process 개발

․TS 36.508 표준문서 변화에 쉽게 변경 대응할 수 있는 Platform 개발

TS 36.521에 따른 R&TTE 시험항목 및 양산에 필요한 시험항목 개발 기술

․R&TTE 시험항목 개발 항목(LTE FDD Band 1, 3, 5, 7, 8 RF 기술)

지원 시험 항목	Corresponding technical requirements (3GPP 36.521-1 V9.3.0)	E-UTRA Band
Spectrum emission mask	6.6.2 Transmitter Spectrum emission mask	1,3,5,7,8
	6.6.2.3 Transmitter adjacent channel leakage power ratio
Conducted spurious emissions in active mode	6.6.3 Transmitter spurious emissions(up to 6 GHz)
Acuuracy of maximum output power	6.2 Transmitter maximum output power
Prevention of harmful interference through control of power	6.3.24 Transmitter minimum output power
Transmit signal quality	6.5.2.1 Error Vector Magnitude
	6.5.1 Frequency Error
Receiver Sensitivity	7.3 Reference sensitivity level

2) 시제품 개발을 위한 국제 표준화

․GCF Validation Test Platform 등록

․GCF Validation Support

․LTE Physical Layer Link Level Simulator 개발

․3GPP 표준화 활동을 통한 LTE 시험항목 규격화

3) 3GPP TTCN-3 Complier 개발

․TTCN-3 Runtime Interface 개발

․TTCN-3 Control Interface 개발

․TTCN-3 Logging Interface 개발

․Conformance Testing S/W 구현

․TTCN-3 Dynamic Configuration 기능 구현

․ETSI ES 201 873-1 V2.2.1 Core Language 대응

- 기존 기술 활용

⋅LTE 계측기에 필요한 최대 20MHz 대역을 지원하는 OFDM 송수신 블록

⋅LTE 밴드용 RF Up/Down Converter 기술

⋅BaseStation Emulator 기술(주요 Protocol 변수를 GUI통해 조정 가능)

□ 연도별 목표 및 내용

o 기술개발

< 추진 마일스톤 >

구분		2011년	2012년
연도별 연구목표		LTE 계측 장비 HW 설계서 LTE 계측기 HW 시제품 LTE 계측 장비 SW	Test System 프로그램 R&TTE 시험 프로그램 LTE 계측기 HW 상용화 제품
연도별연구내용	LTE 계측장비 개발	상위 Test system 설계 - 하드웨어의 복잡도 등 기타 비교 우위 검토 - 국제 표준안 변경 및 시장요구 사항 변경에 따른 기능변경 유연성 설계 - LTE Advanced 기술과의 유연한 확정성을 위한 설계 - TS 36.508 규격에 따라 단말과 계측기간 RF Link Process 개발 o 3GPP LTE 표준규격 분석을 통한 표준장비 설계 - LTE Physical Layer Link Level Simulator 개발 - 3GPP 표준화 활동을 통한 LTE 시험항목 규격화 RF 보드 설계 및 제작 - 300MHz ~ 4GHz TX Board 설계 및 제작 - 10MHz ~ 6GHz RX Board 설계 및 제작 - 입출력 Level 제어를 위한 6G switching ATT 개발 - FDD용 T/RX circulator 모듈 개발 LTE Physical Layer 구현 - DSP & FPGA Board 설계 및 제작 - 20MHz BW 데이터를 처리하기 A/D, D/A 기술 개발 - Measurement용 120MHz급 고속 데이터 처리 기술 Graphic User Interface - USB Driver 개발 - GUI 개발 LTE protocol 개발 - DSP & FPGA를 이용한 LTE physica Layer 프로그램 개발 - DUT와 Link를 형성하기 위한 최소한의 MAC Layer 프로그램 개발 Link Analyzer 개발 - DUT와 Link시 교환하는 MAC Message 분석 o 표준장비 시험 항목 지원 - 외산표준장비와의 Benchmark 연구 및 차별기술 - GCF, PTCRB, PVG 활동을 통한 Validation Support	R&TTE 시험을 위한 Measurement 기능 개발 - Spectrum Analyzer 개발 (Span 30MHz) - Power-Time measurement 개발 - EVM measurement 개발 PER 측정 기술 개발 - Ping 전송을 위한 Network level emulator 개발 - Ping을 이용한 PER 기능 개발(MAX≦10-3) Throughput 측정 기술 개발 - Turbo Encoder 및 Decoder 기능 개발 - Reference measurement channel에서 가지는 최대 Throughput측정 기술(MAX.≦100Mbps) R&TTE 시험 항목 개발 - 6.6.2 Transmitter Spectrum emission mask - 6.6.2.3 transmitter adjacent channel leakage power ratio - 6.6.3 transmitter spurious emissions - 6.2 transmitter maximum output power - 6.3.24 transmitter minimum output power - 6.5.2.1 Error Vector Magnitude - 7.3 Reference sensitivity level o 표준장비 시험 항목 검증 활동 - 외산표준장비와의 시험항목 비교검증 - LTE 표준기술에 대한 시험항목 개발 - GCF, PTCRB, PVG 활동을 통한 Validation (등록서 제출)
	TTCN 컴파일러 개발	o TTCN Interface 개발 - TTCN-3 Runtime/Control/Logging Interface 개발	o TTCN Remote Control 기능개발 ․Conformance testing S/W 구현 ․TTCN-3 Dynamic Configuration 기능 구현 ․ETSI ES 201 873-1 V2.2.1 Core Language 대응
연도별 주요결과물		LTE 계측 장비HW - 핵심기능 요구 규격서 작성 - RF TX Board 설계서 및 TX 모듈 - RF RX Board 설계서및 RX 모듈 - Digital Board 설계서 및 Digital 모듈 LTE 계측 장비 SW - LTE Physical Layer DSP 프로그램 - LTE Physical Layer FPGA 프로그램 - LTE Link Analyzer 프로그램 - RF 제어 프로그램 - GUI 프로그램 - HCI 를 위한 USB Dirver	Measurement 프로그램 - Spectrum Analyzer - Power Time measurement - EVM measurement R&TTE 시험 프로그램 - 시험 절차서 - GUI 프로그램 - 리포트 생성 프로그램 One-Box LTE 계측기 상용화 System (HW, SW) CD/FCC/UL 인증 획득
TRL		5, 6 단계	7, 8단계

o 1차년도(2011년)

연구 목표	LTE 계측 장비 HW 설계서 LTE 계측기 HW 시제품 LTE 계측 장비 SW
연구 내용	구분	주요 내용
	LTE Protocol 개발	DSP & FPGA를 이용한 LTE physical Layer 프로그램 개발 - DSP를 이용한 채널 코딩 구현 (Convolution coding/Viterbi Decoding, etc...) - bit interleaver 함수 작성 - Channel resource allocation 함수 작성 - TS 36.508 규격에 따라 단말과 계측기간 RF Link Process 개발 Link 형성을 위한 최소한의 MAC Layer 프로그램 개발 - MAC packet generator 함수 작성 - MAC packet interpretor 함수 작성 - MAC scheduling 함수 작성 Link Emulation profile - 단위 시스템 연동 시험 규격서 작성 - 통합 시스템 시험 절차서 및 규격서 작성
	OFDM Modulator & Demodulator 개발	FPGA를 이용한 OFDM Modulator 개발 - 2048-point IFFT 구현 - Modulator 기능 구현 (BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM) RF보드 인터페이스를 위한 아날로그 출력 포트 개발 - I/Q Calibration 기능 구현 - 고속 DAC 출력을 위한 Interpolation 구현 FPGA를 이용한 OFDM Demodulator 개발 - OFDM 신호 복조를 위한 시간 동기, 주파수 동기 블록 구현 - 2048-point FFT 구현
	Graphic User Interface 개발	GUI 개발 - SBC에 적합한 OS 선정 및 컴파일 - GUI concept 및 structure - GUI 프로그램 작성 다양한 User Interface 적용 - Remote control을 위한 USB/RS232C/GPIB Driver 개발 - Key board 프로그램 작성
	RF 보드 설계 및 제작	300MHz ~ 4GHz TX board 설계 및 제작 - TX board용 PLL 블록 설계 및 제작 시험 - ALC 블록 설계 및 제작 시험 - 출력 level 제어용 6G ATT 설계 및 제작 - Level 정화도 개선을 위한 온도 보상 회로 10MHz ~ 6GHz RX board 설계 및 제작 - 입력 신호 증폭용 LNA 모듈 설계 및 제작 시험 - RX board용 PLL 블록 설계 및 제작 시험 - Spurious 제거를 위한 RX filter 모듈 개발
	TTCN Interface 개발	o TTCN Interface 개발 - TTCN-3 Runtime Interface 개발 - TTCN-3 Control Interface 개발 - TTCN-3 Logging Interface 개발
	시제품 개발을 위한 국제 표준화 활동	o 표준장비 시험 항목 지원 활동 - 외산표준장비와의 Benchmark 연구 및 차별기술 지원 활동 - GCF, PTCRB, PVG 활동을 통한 Validation Support - 물리계층 하향링크 및 상향링크 구현규격의 기능 연구 - 물리계층 상위설계서 적합성 연구 o 3GPP 등 표준화 활동 - 시험항목 변경 및 추가를 위한 기술 기고문분석 활동 - 새로운 시험항목 개발을 위한 표준화 기고 활동 - 국내 LTE 기술 표준화 활동 및 기고활동 o 3GPP LTE 표준규격 분석을 통한 표준장비 설계 연구 - 표준장비에 적합한 하향 HARQ 구조 및 상향 HARQ 구조 설계 - LTE HARQ 및 Throughput 측정을 위한 Turbo Encoder, Turbo Decoder 상위 설계 알고리즘 개발 - LTE Physical Layer Link Level Simulator 개발
결과물	결과물명	목표수준	목표달성여부 측정방법	비 고 (시험평가 환경/주체 등)
	LTE 계측 장비	1dB 이하	TX level 정확도
		2dB 이하	RX level 측정 정확도
		+3~-100dBm	TX Level 범위
		+23~-60dBm	RX Level 범위
		1.5 이하	VSWR
		1,3,5,7,8 band	지원 주파수 범위
	국제표준 기고서 2건 이상	3GPP/PTCRB /GCF	기고문 채택 여부
	논문 1건 이상	게재	논문 게재 여부
	High Layer Design Document	보고서	규격 일치성 여부
연구비 (억원)	12.69

o 2차년도(2012년)

연구 목표	Test System 프로그램 R&TTE 시험 프로그램 LTE 계측기 HW 상용화 제품
	구분	주요 내용
연구 내용	R&TTE 시험을 위한 Measurement 개발	Measurement를 위한 실시간 data 저장 기능 개발 - 120MHz 이상의 고속 data 처리를 위한 FPGA 수신 블록 구현 - 수신 데이터 저장을 위한 FPGA에 RAM 제어 프로그램 구현 DSP를 이용한 Measurement 기능 구현 - FPGA에 저장된 데이터를 수집 분석 - FFT를 이용한 Spectrum 분석기 개발 - 시간에 따른 Power 변화를 측정할 수 있는 Power-time measurement 구현 - EVM Measurement 기능 구현
	PER 측정 기술 개발	Network Level Emulaotor 개발 - DHCP 서버 emulator 구현 --> Ping을 위한 IP address 할당 PING을 이용한 PER 측정 기능 개발 - PING request generator 함수 구현 - PING reply interpreator 함수 구현
	Throughput 측정 기술 개발	Turbo Encoder 및 Decoder 기능 개발 - 상용 칩(DSP) 또는 FPGA을 이용한 Turbo Encoder 및 Decoder HW/SW 개발 Throughput 측정 기술 개발 - HARQ를 위한 LTE Physical Layer 기능 개발 (ACK/NAK) - Turbo Coding Chaing과 HARQ를 기능을 이용한 Throughput 측정 기능 개발
	R&TTE 시험 항목 개발	R&TTE 시험 기능 구현 - 6.6.2 Transmitter Spectrum emission mask - 6.6.2.3 transmitter adjacent channel leakage power ratio - 6.6.3 transmitter spurious emissions - 6.2 transmitter maximum output power - 6.3.24 transmitter minimum output power - 6.5.2.1 Error Vector Magnitude - 7.3 Reference sensitivity level R&TTE 시험 GUI 구현 - 시험 항목의 변수를 가변할 수 있는 기능 구현 - Report 파일 생성 및 Display 기능 구현
	TTCN을 위한 Remote Control 기능 개발	o TTCN을 위한 Remote Control 기능개발 - Conformance testing S/W 구현 - TTCN-3 Dynamic Configuration 기능 구현 - ETSI ES 201 873-1 V2.2.1 Core Language 대응
	상용화 제품 개발을 위한 국제 표준화 활동	o 표준장비 시험 항목 검증 활동 - 외산표준장비와의 시험항목 비교 검증 - LTE 표준기술에 대한 시험항목 연구 및 개발 - GCF, PTCRB, PVG 활동을 통한 Validation(등록서 제출) - 계측장비를 GCF Test Platform 제안 o 3GPP 등 표준화 활동 - 시험항목 변경 및 추가를 위한 기술 기고문 분석 - 국내외 LTE 기술 표준화 기고 o 3GPP LTE 표준규격 분석을 통한 표준장비 설계 연구 - LTE Physical Layer Link Level Simulator 유지보수 및 기능 개선 개발 - 3GPP 표준화 활동을 통한 LTE 시험항목 규격화 작업
결과물	결과물명	목표수준	목표달성여부 측정방법	비 고 (시험평가 환경/주체 등)
	LTE 계측 장비	1dB 이하	TX level 정확도
		2dB 이하	RX level 측정 정확도
		+3~-100dBm	TX Level 범위
		+23~-60dBm	RX Level 범위
		1.5 이하	VSWR
		1,3,5,7,8 band	지원 주파수 범위
	시험 성적서	공인시험 기준	개발 목표 달성
	CE/UL/FCC 인증	LVD, EMC	인증 획득 국제표준인증 Validation (등록서 제출)
	국제표준 기고서 2건 이상 RFT 활동 1건 이상	3GPP등 표준화 기구	기고문 채택 여부
	국제 표준 LTE 계측장비 유효성 검증	GCF or PTCRB	국제 표준 LTE 계측장비 지원 시험항목 유효성 검증
	논문 1건 이상	게재	규격 일치성 여부
연구비 (억원)	12.69

4. 추진체계 및 사유

□ 추진체계

o 주관기관 : 제한없음

o 참여기관 : 제한없음

※ 산업체 2개 업체 이상 참여 필수

□ 추진체계 결정 사유

o LTE 단말 양산검증용 One-box R&TTE 계측장비 및 TTCN 컴파일러 개발 및 관련 기술은 2G GSM 및 3G WCDMA 기술의 연장선에 있는 분야이기 때문에 관련 연구소, 학계 그리고 OFDMA관련 기술력을 가지고 있는 산업체간에 연계하여   수행하는 것이 사업화 및 기술 실증 측면에서 효용성이 높을 것으로 판단됨

5. 연구기간 및 연구비

□ 연구기간 :  2011년～2012년(2년간)

□ 연구비

(단위: 억원)

구분	2011년	2012년	총액
정부	8.69	8.69	17.38
민간	4.0	4.0	8
계	12.69	12.69	25.38

* 정부 연구비는 정부출연금(국비)과 지방비를 포함한 금액으로 상기 금액 내에서 지원

* 민간 연구비는 공고 내용의 정부 연구비 지원 비율에 따라 달리할 수 있음

6. 연구개발결과의 활용방안 및 기대효과

□ 연구개발 결과의 활용방안

o 기존 시스템 형태의 복잡한 장비의 연결을 필요로 하는 것에서 탈피한 통합형 장비로의 개발을 통하여 개발, 시험/인증, 양산에 이르는 전체 시스템에 적용 가능

- Base Band Emulator + Signal Analyzer + Conformance Test 통합 개발

- WiMAX Test 기능 통합으로 완전한 4G(LTE/WiMax) Test System 구성

o Total Solution 제공

- 시험을 위한 신호 발생 분석 장비 외에 DUT 시험 환경 구성을 위한 장비를 함께 구성함

- 시험 환경을 위한 Shield Box(전파 차폐 장치), TEM Cell(균일 전계 발생장치)를 함께 개발하여 완전한 Total Solution 구성할 수 있도록 개발

□ 기대효과

o 기술적 기대효과

- 국내 LTE/LTE-Adv. 시장의 빠른 요구에 대한 적응으로 조기에 상용화가 가능한 기술 및 시스템 구성/운용 경험의 축적, 시스템 안정화를 통한 기술의 성숙도의 향상

- 4G 이동통신 핵심기술 및 표준 IPR을 확보하여 Beyound 4G의 원천기술을 확보하고 기술을 주도함으로써 관련 시장의 확대와 기술 수출을 통한 산업의 발전을 주도할 수 있음

< 기술격차 축소 >

주요 기술분야	기술 선도국 및 기업/연구소	구분	기술격차(년)	상대적 수준(%)
무선 인터페이스 기술	미국/퀄컴	현재	1년	92%
		종료연도	동일 수준	100%
이동 접속망 서비스 기술	스웨덴/Ericsson	현재	1년	100%
		종료연도	동일 수준	91%

o  경제적 기대효과

- LTE/LTE-Adv. 표준 규격의 개발과 관련 장비 개발, 장비 생산 경쟁력을 선도함으로써 시스템 및 단말 산업을 세계적으로 선도하고 신규 서비스를 창출하여 경제적인 효과 10조원 이상, 세계 단말 시장의 점유율 1/3이상을 기대 할 수 있음(출처 : 종보통신 중점기술 표준화 로드맵 Ver. 2010, TTA)

o  기타 기대효과(※ 사회․문화적 측면 등 기대효과 및 연관/파급효과)

- 컨버전스 시대에 맞는 법/제도적의 선도적인 구축으로 R&D의욕 강화와 국내 시장의 활성화 촉진

- 4G 핵심기술을 확보함으로써 Break-through 기술도약의 발판을 마련하고, 이동통신 고도화를 통한 개인적/사회적 경쟁력을 제고하며, 진정한 U-Society를 실현할 수 있음