3GPP Rel.10 기반 기지국의 계층2/계층3/응용 SW (MAC, RLC, PDCP, RRC, GTP, S1AP, X2AP, RRM, SON) 및 소형셀 기지국 SW 검증을 위한 개발/시험환경 SW
- 모바일 트래픽 오프로딩에 Wi-Fi 역할은 지속될 것이나, 비면허대역 간섭 문제, QoS 보장형 등 한계가 있으므로, 안테나당 10W급 이하까지 소형셀로 개념으로 확장된 소형셀은 망 용량 확보 기술로 주목
- 스마트폰과 LTE 도입으로 급증한 모바일 트래픽과 서비스 품질 향상을 위한 대응책으로 소형셀이 부상되었으며 펨토셀 활성화를 위한 펨토포럼은 도심 및 외곽지역까지 지원하는 소형셀 포럼으로 변경
- 소형셀 시장이 열림에 따라 현재 국내 소형셀 기지국 제조업체들은 소형셀 기지국 조기 사업화를 위해 소형셀 기지국을 생산하고 있으나 전문인력 및 예산 부족으로 소형셀 기지국에 탑재되는 L1/L2/L3 소프트웨어 기술을 해외 제조업체에 전적으로 의존함에 따라 최신 표준기술의 조기 공급 불가 및 차별화된 기능을 독자적으로 제공하기에 어려운 실정
- 태동기단계에 있는 소형셀 시장에서 소형셀 기지국 L2/L3 SW 는 L1 Chip 출시 후 최소 1년 후 제공되어야 하는 국내외 이동통신 시장 환경에서 국내 소형셀 기지국 제조업체들은 기지국 SW를 해외업체에 의존함으로써 외산 SW 테스트베드 역할로 전락 국내 중소업체의 경쟁력 강화와 수익률 증대를 위한 기술 독립 방안 필요
- (글로벌 시장 경쟁력 확보) 3GPP 이동통신 표준을 최초로 상용화하는 국내 이동통신 시장에서 확보한 소형셀 기지국 SW 상용화 기술로 글로벌 시장 개척의 발판 마련
- (5G 소형셀 기술 개발로 확대) 소형셀 기지국 SW 기술은 5G 이동통신에서 용량 확보를 위한 핵심 기술이므로 LTE기반 소형셀 기지국 SW의 상용화 기술 확보시 5G 소형셀 글로벌 시장의 지속적 선점 가능
- 본 기술은 상기의 문제점을 해결하고자 현재 중소기업에 제공하고 있는 소형셀 기지국의 3GPP Release Version (Rel.9)보다 앞선 Version과 최대 성능을 안정적으로 제공할 수 있는 3GPP Rel.10 소형셀 기지국 SW를 개발함.
- 본 기술은 소형셀 기지국 SW가 공통으로 사용할 수 있는 HW 종속성을 최소화 한 SW Framework을 포함하고 있으며 개발자 시험환경을 통한 기능 추가 용이성으로 , 소형셀 기지국 제조업체에게 기술이전 되었을 때 쉽게 상용화가 가능함.
- 소형셀 기지국 SW개발 전에 소형셀 제조업자/사업자를 통한 요구사항 및 시험항목 선정에 의한 상용화를 고려한 SW
- 소형셀 기지국 시스템의 특징이 L1 Chip회사와 L2 이상 SW 제공회사가 분리됨에 따라 다양한 L1 Chip 및 HW를 지원할 수 있는 SW Framework 도입
- Windows 기반 소형셀 기지국 개발환경 구축으로 다양한 MAC Scheduler 알고리즘 검증으로 사용자의 QoS 보장, 다양한 무선 환경에서 최고의 성능 제공
- 기지국 L1 과의 인터페이스로 SCAPI를 지원에 의한 글로벌 디펙토 표준 준수
- LTE 기반 소형셀 기지국 L2/L3+ Protocol Stack 특징
● EPC와 연동하는 S1AP 규격은 3GPP Rel.11 까지 제공함에 따라 기존의 소형셀 기지국 보다 높은 Version의 규격 지원
● MAC-RLC-PDCP-GTP간 Data Plan은 메모리 복사를 최소화 하여 CPU Processing Time 최적화
● 무선 오류 상황에 적응하는 Adaptive MCS선택 기능, 사용자의 QoS를 고려하여 Packet Drop율은 낮추고 성능을 최적화 하는 MAC 스케쥴러 알고리즘
● 여러 대의 상용단말 접속시 최대 성능 DL 120Mbps/ UL 40Mbps 제공
● 여러 대의 상용단말 호접속율 99% 이상 제공
- 소형셀의 저 사양 HW환경에서 사용자의 QoS를 만족하며, 성능을 극대화하는 MAC Scheduler, 전력제어 알고리즘 기술 포함
- 소형셀간의 간섭제어 알고리즘, 핸드오버/응급호를 고려한 호/베어러 수락제어 알고리즘, In-Coverage/Out-of-Coverage에 따른 차별적 무선자원관리 알고리즘으로 소형셀 기지국 성능, 안정성 확보
LTE 소형셀 기지국 SW 기술은 LTE 기지국 계층2 이상 프로토콜 스택 기술, LTE 소형셀 기지국 프로토콜 스택 개발 및 시험환경 기술로 이루어짐.
A. 기술명 : LTE 기지국 계층2 이상 프로토콜 스택 기술
- 3GPP Rel.10 기반 소형셀 기지국 L2/L3 Protocol Stacks
. 2계층 프로토콜 : MAC, RLC, PDCP
. 3계층 프로토콜 : RRC, GTP, S1AP, X2AP,
. 응용 SW: RRM(Radio Resource Management), 주변셀 정보를 활용한 자동 구성 SON(Self-Organizing Network) 기술
. QoS 보장 MAC Scheduler 알고리즘
. RRM 알고리즘 (Call Admission Control, Bearer Control, Interference Management)
. 주변셀 탐지 기능을 이용한 SON 알고리즘 (PCI Collision Detection)
- SW Framework
. Multi-Task 관리, Task간 통신, 공통 Utility
. Zero Copy를 위한 Memory 관리
. Debug, Log Message 처리
B. 기술명 : LTE 소형셀 기지국 프로토콜 스택 개발/시험 환경 기술
- Windows 환경에서 MAC 스케쥴러 및 소형셀 기지국 User Plane Protocol Stack들 (PDCP, RLC, MAC) 을 시험할 수 있는 개발/시험환경
- SW Framework Emulation
● RTOS Emulation,
● Multi-Task 관리,
● Task간 통신,
● TTI Event 발생,
● Debug, Log Message 출력 및 관리
● TASK별 내부 변수 Monitoring
● 제어 창을 통한 사용자 함수 호출 기능
- L1 PHY Emulator 기능 (기지국 측 PHY, 여러 UE용 PHY, SCAPI기반 PHY CONVERGENCY, )
- Wireless Channel Generator (사용자의 모델에 따른 Wireless Channel Emulator, SNR발생,)
- Multi-UE Emulator (여러대의 UE들을 Emulation 할 수 있는 Protocol Stack 모사 기능)
A. 기술명 : LTE 기지국 계층2 이상 프로토콜 스택 기술
- 소형셀 기지국 SW 요구사항 정의서
- 소형셀 기지국 SW 상위/상세 설계서
- 소형셀 기지국 SW 시험 절차서
- 소형셀 기지국 SW 시험 결과서
B. 기술명 : LTE 소형셀 기지국 프로토콜 스택 개발/시험 환경 기술
- 윈도우즈 기반 소형셀 기지국 SW 개발/시험환경 설계서
- 본 이전기술은 LTE기반의 3GPP규격을 사용하는 주거용 펨토, 엔터프라이즈용 펨토, 도심/시골 야외용 펨토인 소형셀 기지국 뿐만 아니라, 기지국 기능을 수행하는 계측장비, 기지국 기능을 필요로 하는 각종 융합 플랫폼에 사용될 수 있을 것으로 판단됨.
? 이전기술은 3GPP규격에 정의된 Protocol Stack들에 대한 결과물로 다양한 활용처가 있을 수 음.
- 소형셀 기지국 제조업체에게 기술이전 되어 해외 업체보다 앞선 3GPP 표준, 앞선 3GPP 표준, 소형셀-소형셀, 소형셀-매크로셀간 간섭을 해소하는 SON 기술 등 기술적으로 차별화된 제품 개발로 세계 시장 선점 가능
- 전량 수입에 의존하는 소형셀 기지국 SW 솔루션을 국산화로 가격 및 제품 경쟁력을 높이고 외국기업보다 제품의 조기출시할 수 있는 기반을 마련하여 내수 시장뿐만 아니라 해외 신규시장 공략
- 과도한 매크로셀 추가 설치를 다수의 소형셀로 대치함으로써, 국가적으로 전력 및 CO2 절감 효과가 있으며, 통신사 입장에서는 관리비용 절감 및 용량의 변화를 능동적으로 대처해가는 것이 가능
- 소형셀 기지국 솔루션 국산화로 중계기 시장 침체로 어려움을 겪는 관련 중소기업이 소형셀 기지국의 新 생태계 진입시 장비수입 대체효과 및 기술료 유출을 절감하고 세계 시장으로 진입으로 수출 증대 효과