IMT-2000 개요 및 단말기 SK Telecom 박형록 www. parkrock.pe.kr

2 Contents IMT-2000 개요 IMT-2000 특징 IMT-2000 서비스 IMT-2000 단말기 Beyond IMT-2000 으로의 진화

3 IMT-2000 개요

4 IMT-2000 등장배경 사용자의 요구 어디서나 원하는 정보를 원하는 시간에 원하는 형태로 편리하게 제공 국제로밍 사업자간 이동성 one-# 서비스... 음성 / 영상 전화 영상 컨퍼런스 인터넷 / 메일 AOD/VOD/GOD... pre-download on-demand... 음성 메일을 Text 로 Audio-only 증권정보를 그래프로... Push 형 서비스 위치상관 서비스 개인화 서비스...

5 IMT-2000 등장배경 사용자의 요구 어디서나 원하는 정보를 원하는 시간에 원하는 형태로 편리하게 제공 기술 발달 무선망 기술 핵심망 기술 신호 처리 기술 암호 / 인증 기술 단말 기술 W-CDMA 무선망 엔지니어링 주파수 효용성 증가 교환망기술 패킷망 기술 지능망 기술 압축 기술 변환 기술 오류처리 기술 암호화 기술 인증 기술 IC 기술 S/W 기술 디스플레이 기술 배터리 기술

6 IMT-2000 등장배경 사용자의 요구 어디서나 원하는 정보를 원하는 시간에 원하는 형태로 편리하게 이용 기술 발달 무선망 기술 핵심망 기술 신호 처리 기술 암호 / 인증 기술 단말 기술 IMT By SK Telecom

7 IMT-2000 이란 ? third generation (3G) system aims to unify the diverse systems a wide range of services to the rate 2000 kbps around the year 2000 around 2000 MHz band

8 IMT-2000 의 목표 Increase the Capacity for Mobile Multimedia Traffic Increase the Spectrum Efficiency Provide True Global Roaming Service Provide Mobile Multimedia Services of High Quality Provide backward compatibility with the Existing Systems

9 IMT-2000 기술방식 W-CDMA –3GPP (3rd Generation Partnership Project) – 유럽 / 일본 중심 – 기지국간 비동기 방식 - GPS 의존성 없음, Royality 경감 cdma2000 –3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) – 북미 중심 – 기지국간 동기방식 - 2G CDMA 에서 진화된 개념 - GPS 에 의존, 미국 Qualcomm 사가 원천기술 보유 OHG (Operator’s Harmonization Group) –3GPP + 3GPP2 간의 호환성 유지가 목적

10 IMT-2000 망 구성도 IP : Intelligent Peripheral SDA : Service Delivery Agent SCP : Service Control Point GGSN : Gateway GPRS Supporting Node SGSN : Serving GPRS Supporting Node PSTN/PLMN RNC SCP HLR/AuC IP Node B WCDMA WCDMA MSC Internet GGSN lub lur lu (lucs, lups) IP ISUP MAP CAP B-ISUP CAPMAP UMS SMSC SDA IP UE Server farm MAP SGSN Gs

11 IMT-2000 서비스 계통 Integration with the fixed network Basic Terminal PDA Terminal Audio/Visual Terminal Satellite "Macro cell" Zone 4 : Global Zone 3: Suburban "Micro cell" Zone 2 Neighborhood Zone 1 In-building "Pico cell"

12 3rd-Generation 으로의 서비스 진화경로 IS-95A (2G) 1996 년 IS-95B (2G+) 1997 년 경로 C cdma2000 1x (2G++/ 2.5G) 2001 년 경로 B 경로 A IMT-2000 (3G) 2002 년 AMPS (1G) 1988 년

13 IMT-2000 용 주파수 할당 현황 2200 EUROPE DECT MSS IMT-2000 U.S PCS Broadcast AuxiliaryReserve KOREA IMT-2000 PCS ITU MHz IMT-2000 MSSMSS* IMT-2000 MSS* MSS JAPAN IMT-2000 PHS IMT-2000

14 전 세계 IMT-2000 수요 전망  cdma-2000 보다 W-CDMA 방식의 단말기 시장이 2005 년까지 3 배 이상이 될 것으로 예측 전세계국내 전세계 단말기 수요 전망

15 IMT-2000 의 특징

16 IMT-2000 의 특징 이동성 – 단말 이동성 : Global roaming( 공통 주파수, & protocol) – 개인 이동성 : UIM – 서비스 이동성 Home network 의 서비스 제공 ( 프로파일 이용 ) Communication options –Bandwidth on demand –Asymmetric traffic –Multiple calls –Choice between codecs

17 IMT-2000 의 특징 Diversity –Bandwidth – 단말기 종류 – 개인 취향 Intelligence – 개인화 서비스 : 프로파일 이용 – 멀티캐스트 /Push 기술 기타 – 인증 / 암호화 기술 – 이용시간 기준, 데이터 이용량 및 서비스 종류별 과금

18 전송매체별 전송속도 비교 유선분야무선분야 전화선 모뎀 14.4K ~ 56.6Kbps ISDN64K ~ 128Kbps ADSL~ 6Mbps Cable 모뎀 ~ 6Mbps IS-95A/B (2 세대 ) 8Kbps ~ 64Kbps cdma2000 1x (2.5 세대 ) 144Kbps IMT-2000 (3 세대 ) 128Kbps ~2Mbps

19 정보의 종류별 요구 전송속도 음성 : 64 kbps 음악 : 1.2 Mbps 팩스 : ~ 1 Mbits 영상 : ~ 10 Mbits 비디오 : 100 ~ 1000 Mbps 음성 : 4 ~ 32 kbps 음악 : 40 ~ 128 kbps 팩스 : ~ 100 kbits 영상 : ~ 500 kbits 비디오 : 64k ~ 1.5(20)Mbps 데이터 압축

20 전송속도 - 텍스트 bits 8 kbps : 2.6 sec 33.6 kbps : 0.6 sec 64 kbps : 0.3 sec 384 kbps : - 2 Mbps : -

21 전송속도 - 인터넷 웹페이지 kbits 8 kbps : ~ 110 초 33.6 kbps: ~ 26 초 64 kbps : ~ 14 초 384 kbps :~ 2.3 초 2 Mbps :~ 0.4 초 format: html

22 전송속도 - 음악 파일 - 128kbps 34,461,544 bits 8 kbps : 72 min 33.6 kbps : 17 min 64 kbps : 9 min 384 kbps : 1.5 min 2 Mbps : 17 sec format: mp3

23 전송속도에 따른 화질 비교 - 동영상 - 64kBPS128kBPS384kBPS

24 전송속도에 따른 화질 비교 - 정지화상 - 64kbps128kbps384kbps

25 전송속도에 따른 화질비교 2Mbps 384kbps

26 IMT-2000 서비스

27 IMT-2000 서비스 특징 Convenience –S/W upgrade –Portal site: service environment integration Position/Time-dependent Service –portal –push: 트래픽 / 광고 … Personalization – 개인취향 / 대역폭 / 단말환경

28 Service of each generation High bitrate services Digital quality speech, data, LAN Digital mobile speech Analog speech Service level Local National Inter- national Global Gen.1 Analog 1986 Gen.2 Digital 1992/1996 Gen /1998 Gen.3 UMTS/IMT Coverage

29 기존 이동통신서비스와의 비교

30 서비스별 Data Rate

31 서비스 전망과 데이터 속도의 진화 서비스 전망과 데이터 속도의 진화 14 음성 휴대폰 음성 음성편지 Fax 데이터 데이터 뉴스, 교통, 주식 정보 등 전자편지 문자 메시지 EDPS 전자신문 오디오 스트리밍 영상회의 ( 저화질 ) 정지 영상 VOD ; 스포츠, 뉴스, 날씨 JPEG 정지 영상 노래방 이동무선 단말 영상 스트리밍 영상회의 ( 고화질 ) 영상 영상 감시장치, 영상메일 등 이동형 TV E-Commerce 원격의료진료 서비스 데이터 오디오 스트리밍에 근거한 웹 페이지 1 세대 2 세대 3 세대

32 Wireless Network 관련 기술 Cable WLANHome WLAN Market 0-10m/50m 1 M RF: 2.4 GHz FHSS Bluetooth Optical 850 nm RF: 2.4 GHz FHSS, DSSS RF: 2.4 GHz FHSS Technology 30m 11 M IEEE m/5m50mRange 4 M/115K0.8/1.6 MSymbol Rate IrDAHomeRFCategory $30 > $5$300< $5TBDUnit Cost

33 Wireless Internet 개요 Internet Intranet 증권사 검색 / 주문 / 체결확인 은행 계좌확인 / 이체 항공사 / 철도 조회 / 예약 / 확인 영화 / 서점 / 음반 예약 / 구입 News/Sport Site 검색 Site Mobile Network Gateway 보험 / 영업 고객관리 물류 / 택배관리 신용카드 고객관리 / 영업 사내망 Web Browser 내장 Phone

34 이동통신 인터넷 프로토콜 WAP ( Wireless Application Protocol ) – 유럽중심 – 세계 200 여 이동전화 사업자가 채택 중 – 표준화 활동 및 관련 Application 개발이 가장 활발 – 표준화 채택이 가장 유력 W3C ( World Wide Web Consortium ) –1994 년 미국의 MIT, 유럽의 INRIA, 일본의 게이오 대학 등이 중심 – 일본 NTT DoCoMo 의 “i-mode” 에서 적용 중 ME (Mobile Explorer) –Microsoft, Qualcomm 에서 제안 –Based on Window CE

35 WAP 서비스 개념 Web Server Client Server Application Client Application Parsing WAP Gateway HTTPWML HTTP deck (HTTP header or WML out) WAP Response (Binary format) Encoding/Decoding

36 WAP 과 기존 인터넷과의 비교 기존 ( 유선 ) 인터넷무선인터넷 표준 프로토콜 HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) WAP (Wireless Application Protocol) 표현 언어 HTML (Hyper Text Markup Language) WML (Wireless Markup Language) 접속 가능 사이트 HTML 사이트 WML 사이트 및 HDML/HTML 사이트 ( 일부 제한 ) 관련 시스템 HTML 브라우저, Web Server WML 브라우저 ( 단말기 ) WAP Gateway, Web Server 비교 항목

37 국내 무선 인터넷 서비스 현황 구분 ( 사업자식별번호 ) SK Telecom (011) 신세기통신 (017) 한통프리텔 (016) LG 텔레콤 (019) 한통 M.COM (018) Service Name Browser Language n.TOPi-Touch 퍼스넷 Ez Web 한통 M.com WAP Mobile Explorer WAP Mobile Explorer WML HTMLWMLHTML

38 IMT-2000 단말기

39 IMT-2000 단말기 특징 Multi-band/multi-mode operation Smart MMI Intelligence in terminals –Intelligent but simple user interface –Powerful contents processing –Efficient media compression techniques –Operating systems for wireless devices Batteries and alternative power sources

40 IMT-2000 단말기의 요구사항 단말 이동성이 보장 ( 국제간 Roaming 서비스 제공 ) 개인 이동성이 보장 (USIM/UIM 기능 제공 ) 서비스 이동성이 보장 ( 동일 서비스의 연속 제공 ) 2GHz 대역의 공통된 주파수를 이용 데이터의 전송 속도가 최대 2Mbps 까지 지원

41 IMT-2000 Terminal Technology Trends RAN & Network IMT-2000 단말기의 핵심기술 W-CDMA cdma2000 Bluetooth H.324M/H.323 SOI RF CMOS Flash/DRAM BGA/LGA/CSP ARM7 Oak DSP ARM9 Teak Network Multi Media Protocol S/W Nucleus VxWorks pSOS EPOC Wireless Connectivity Mobile Car LINK Home LAN W-CDMA Bluetooth CAN MOST HomeRF Internet Gadget Internet Equipment FAX TOY Printer IP PBX VoIP FoIP 방식 기술반도체 및 패키지 기술프로세서 기술시스템 및 소프트웨어운영체계

42 DBDM 단말기 주요 사양 항목특성 및 목표 사양 ModeDual-mode / Dual-band 전원 3V  10% 무게 ( 본체 + 배터리, g) <150g 크기 ( 본체 + 배터리, mm) 110 * 43 * 15 mm 형태일체형 (Flip / Bar Type) / 분리형 (MT + PDA, Notebook PC 형태 ) LCDColor LCD (240 x 480 dots) CameraCMOS Image Sensor (CIF, 402 x 302 resolution) 기타 32bitCPU Modem MSM5000(800MHz 대역 ) / MSMa(2GHz 대역 ) Bluetooth / 위치추적 기능 UIM / USIM 기능 800MHz 대역 (REX OS) / 2GHz 대역 (Nucleus OS) OS

43 DBDM Mobile Terminal Architecture MC 1x MUXMUX H.324/M H.323 MPEG4 KEY PAD LED G PCM CODEC LCD MUXMUX AMR MPU EVRC MPU Bluetooth W-CDMA ROMRAM EEPROM ROMRAM EEPROM IFT IFR DAC /IF ADC /IF UPC/PA DNC/LNA DPX 영상신호 음성신호 제어신호 UIM/USIM MSM5000 MODEM Shared Mem. Dual band Antenna

44 Session Transport Application Network Data Link Presentation Physical MAC “OSI Stack” RLC Application Programs Firmware Operating System Protocol Stack in Terminal RR MM CC W-CDMA

45 단말기 S/W 구조 OS Application SW Physical Layer MMI Radio Interface Call Control （ CC ） Mobility Management （ MM ） Radio Resource Control （ RRC ） Radio Link Control （ RLC ） Medium Access Control （ MAC ）

46 휴대전화기용 OS 동향 구분 NucleusEPOCWindows CEPalm OS Vendor Accelerated Technology( 미국 ) 지원되는 CPU ARM, Power PC 등 주요 특징 적용 단말기 ( 업체 ) - Run Time Royalty 없음 - 커널 소스 제공, Customize 가 용이 - MS Visual Studio 기반의 개발환경 - 국내 IMT-2000 단말기에 다수 채택 (LG, ETRI, 현대 삼성, 중소기업 등 ) Symbian ( 영국 ) ARM, M core 등 - 시스템 안정성이 높다. - 절전 기능 탑재 - UI 설계가 용이 - PDA 에 다수 채택 (Ericsson, Sony Nokia, Motorola Matsusita) Microsoft ( 미국 ) ARM, MIPS, Power PC, Super-H - Windows95 와 유사한 UI 를 가짐 - Windows Appl. 과 개발 Tool 이 유사 - ARM, Power PC, MIPS 채택 단말기 (HP, Compaq, Casio, Simens) Palm Computing ( 미국 ) Dragon Ball - Pen 입력 Application 이 풍부 - Application 개발 Tool 이 풍부 - 부분적으로 Source Code 공개 - Dragon Ball (Motorola)

47 Terminal Technology Today and G Terminal G Terminal 2002 Memory Size Radio Channel Speech Coding Voice Control Video Coding Control Processor 4 MBit16 MBit 30 MIPS 3-30 MIPS 50 MIPS > 200 MIPS 30 MIPS 50 MIPS > 200 MIPS 64 MBit 8 ~ 16 bits, 10 MHz 16~ 32 bits, > 100 MHz

48 Terminal 의 진화 방향 Today 2002/3 voice voice + mature on-line features voice + emerging on-line features + computing + adv. multi-media off-line functions Basic Phone Feature Phone Smart Phone PHONES Handheld PC Portable PCs Handheld PC PDA ORGANIZERS Notebooks Notebook PCs Low Tier Mid Tier High Tier Communicator PHONES

49 영상처리부의 구성도

50 영상 입력부 - Camera 기술 - 영상 입력부 = CMOS Image Sensor + Image Signal Processor  CIS : Lens 에서 전달된 빛을 CMOS 의 특성에 의해 전기적 신호로 바꿔 이득 조정 (AGC) 후 A/D Converter 를 통해 디지털 신호로 변환  ISP : CIS 를 제어하고 영상신호를 처리하는 기능 (DSP 로 구현 ) CMOS Image Sensor 의 사양 예  Lens size : 1/4”  View angle : 55 o  Image format : 400 x 300 pixel (CIF)

51 영상 출력부 - Color LCD - TFT (Thin Film Transistor) LCD ---> 휴대단말에 적용 곤란  LCD controller 에 많은 부품 (DAC 등 ) 이 추가로 요구 됨  LCD 를 동작시키기 위해서 높은 인가 전압이 요구 됨 D-TFD (Digital Thin Film Diode) LCD  영상의 입력이 디지털이어서 영상 복 부호화부에서 나온 데이터를 직접 LCD Controller 에 인가 가능  기존의 TFT LCD 에서 필요로 하는 DAC 가 필요 없음  ( 예 ) SEIKO Epson 의 경우 2.6, 3.7 inch Color LCD 를 개발 중 - Display Size : 2 inch 이상 - Color : 256 Color - High Resolution (SQCIF : 128 x 96 dots) - 10 행 이상의 문자정보 지원 ( 기존은 4 행 지원 )

52 IMT-2000 Terminal Categories

53 IMT-2000 단말기 Calculator/organizer Mobile phone Computer

54 IMT-2000 단말기 -ETRI- Ref. : 한기철, 무선측면 CDMA Key issue, ETRI

55 Mobile Terminals - NTT DoCoMo- Casual Style Compact Body High-quality Sliding Type Watch Type Card Type Pen Type Folding Type

56 Mobile Terminals (Nokia) Moving Picture Web Page Visual communication Touch screen Icon menu

57 Wireless Internet Terminal PDA (Personal Digital Assistant) HPC (Handheld PC) Display Portrait ModeLandscape Mode Item Smart Phone Small, Multiple-line with limited graphics Data Entry Pen Keypad Communications Optional DCS/PCS Operating System Palm OSWin CEManufacturer + WAP Key Markets Consumers, Professionals Corporate white collar, Drivers Business travelers, Professionals, Consumers Strengths Low Cost User Interface Color Screen Combine phone & Information access Weaknesses Limited number of hardware licenses Desktop environment, High cost Tiny Display, Limited contents services

58 USIM/UIM 신용 카드 크기의 Micro Chip 이 내장된 Plastic Card 로 Smart Card 라 함 규격 –3GPP (USIM) : GSM11.11 –3GPP2 (UIM) : IS-820 기능 – 가입자 인증 서비스 사업자의 요구사항을 기반으로 하는 인증 수행 – 단말기에 독립적인 부가서비스 제공 응용 프로그램의 원격 Download – 국제 로밍 A3/A8 CAVE 3GPP 3GPP2 USIM/UIM Card 국제 로밍

59 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 4.0max 6.0min 11.62max 13.62min 2.75max 4.45min 5.29max 6.99min 7.83max 9.53min 10.37max 12.07min C1 : Vcc(Supply Voltage) C2 : RST(Reset Signal) C3 : CLK(Clock Signal) C4 : Reserved C5 : GND(Ground) C6 : Vpp(Programming Voltage) C7 : I/O(Data I/O) C8 : Reserved Plug-in TypeID-1 Type USIM/UIM Format & Layout

60 USIM/UIM Architecture - Cross Technologies Roaming AMPS, CDMA, GSM, TDMA, others 단축 다이얼링, 로밍 목록, SMS 착발신 정보, 마이벨 등의 정보 서비스, 금융계좌정보,... 망 정보 가입자 정보 & 응용 서비스 (GSM A3/A8, ANSI-41 CAVE, BANK, …) Signaling & Transmission Protocol / Commands (GSM 11.11, IS-820) 인증 알고리즘 물리 계층

61 What is Bluetooth? Bluetooth is – 저전력 무선 연결을 위한 국제 규격 – 국지 케이블 대체 및 IrDA 의 방향성 단점 극복 – 음성 / 데이터 지원 –721 Kbps –10m 이내 (optionally 100m) –79 x 1MHz channels (2.402 ~ 2.480GHz) – 모든 채널을 이용하여 Packet 마다 다른 채널로 주파수 Hopping –2.4GHz ISM unlicensed band France, Spain, Japan 예외 국내 : 현재 2.4GHz 대역에서 ISM 밴드가 지정되어 있으나 미국이나 유럽과 달리 용도 제한이 법규화 되어 있어 각 제품에 대한 기술 기준 등에 대한 심사를 거쳐 형식 승인이 필요

62 Bluetooth Hardware Bluetooth Module

63 Bluetooth Software Protocol Stack Host 부분 Bluetooth Protocol : HCI, L2CAP, RFCOMM, TCS BIN, SDP Telephony Control Protocol Bluetooth Core Protocol Cable Replacement Protocol Adopted Protocol

64 Bluetooth Software L2CAP Logical Link Control & Adaptation Protocol SDP Service Discovery Protocol Link Manager Provides connection establishment/release and link handling functions LMP Link Manager Protocol - responsible for link setup between Bluetooth enabled devices & security (Ex: authentication & encryption) Controls packet handling and frequency hopping Link Controller Host Controller Interface - provides common interface between Bluetooth Host & Bluetooth module HCI Cable ‘replacement’ protocol which emulates Serial-line(RS-232) control & data signals over the Bluetooth Baseband Part RFCOMM

65 Bluetooth Service Scenario Bluetooth 를 이용한 무선 Internet Access 구현 Bluetooth Module BS Bluetooth Phone Netmeeting 을 사용한 Bluetooth 무선 화상통화 구현 BS

66 Bluetooth Service Scenario Intercom : Bluetooth phone 간의 통신 구현 Bluetooth Phone Synchronization(Notebook 과 Bluetooth Phone Bluetooth PhoneBluetooth Module Speaker Phone Bluetooth Module BS Bluetooth Phone

67 Battery 기술 이동전화 단말기용 2 차 전지 종류  NiCd / NiMH ※ Ni 을 포함하는 전지는 단 기간의 충방전을 할 경우 NiOH 가 고용체를 형성 (Memory Effect)  Li-Ion : 적용 가능성이 높음 o (+) / 전해액 ( 유기성 물질 ) / (-) o 충방전에 따른 수명단축 우려 없음  Li-ployma o (+) / 전해액 ( 고분자 물질 ) / (-) o Li-Ion 보다 안정성이 있으나 용량 및 수명이 짧다. ※ Li- 계가 Ni- 계 보다 장기 사용이 가능 (Memory Effect 가 없음 ) Battery 전원  3.6V(Discharging) / 4.2V(Charging) : One Cell 방식  7.2V (Discharging) / 8.4V(Charging) : Two Cell 방식

68 Beyond IMT-2000 으로의 진화

69 이동통신의 발전과정 고속영상 멀티 미디어 데이터 음성 년 제 1 세대 ( 아날로그 ) 제 2 세대 (DCS&PCS) 제 2.5 세대 (DCS&PCS) 제 3 세대 (IMT-2000) 이동 멀티미디어 초공간형 실감형 제 4 세대 ( 광대역 이동통신 ) TDMA ( 시분할 다중접속 방식 ) CDMA ( 코드분할 다중접속 방식 ) W-CDMA W-TDMA

70 Post - IMT 2000 System –Frequency band: 40 and/or 60 GHz –Bandwidth: ~ 155 Mbps –Coverage: targeted areas Services –Broadband mobile multimedia services –Telepresence –Virtual School –Mobile CATV – 원격 진료

71 이용자 Needs 와 서비스 전개 ‘982001‘ 이용자 Needs Global 화 Multimedia ( 고속화 ) Intelligent 화 Iridium CdmaOne WAP Global Star IS-95B IrMC ICO MCPC MPEG4 Sky Bridge IMT-2000 국제로밍 MMAC ICO: intermediate circular orbit MMAC: multimedia mobile access communication systems IrMC: infrared for mobile communications MCPC: mobile computing promotion consortium

72 Mobile Multimedia Service 의 진화 방향 현재의 이동통신 서비스 차량 사무실 보행 가정 화상 ( 양방향 방송 ) 유선통신망 대체 통신기능 전화기능 인터넷 PC 통신 원격 security 무선 LAN WLL 무선 Telemetry 위치검색 서비스 게임 PDA 노트북 PC 내장 Car Navigation TV 전화 인터넷 브라우저 PC 카드

73 Mobile System Technology Evolution Voice Voice+data Voice+data+Video Transmission rates 155Mb/s 2Mb/s 32Kb/s TACS CT1 AMPS CT2 PDC DCN DECT GSM DCS-1800 UMTS IMT-2000 Phase1 MBS IMT-2000 Phase2 or over