LTE-U, LTE-LAA 의 등장과 Wi-Fi의 대응

요즘 들어 LTE 진영과 Wi-Fi 진영간에 다소 논란이 있다. LTE 진영에서 LTE-U라는 기술을 Wi-Fi가 사용하는 5Ghz 대역에서 사용하겠다고 발표한 것이다. 기존에 2.4Ghz 대역만을 사용하던 Wi-Fi의 경우, 같은 대역을 사용하는 Bluetooth, 전자레인지에 더해 증가하는 Wi-Fi 기기들로 인해 해당 밴드가 혼잡해짐에 따라 5Ghz 라는 대안을 찾은지 얼마되지 않은 상황이었다. 그런 5Ghz 대역을 LTE가 같이 사용하겠다고 선언한 것이다.

(기존 license 대역을 구입하려면 수조원의 돈이 들어가는 반면, 5Ghz unlicense 대역은 무료로 사용할 수 있기 때문에 통신사들에서도 관심이 있는 것으로 알려져 있다.) 

물론 5Ghz 대역이 Wi-Fi만이 사용하는 전용 대역은 아니다. 하지만 기존에 사용되어지고 있는 Wi-Fi 관련 기기들이 경우에 따라서는 성능이 저하되거나 최악의 경우 사용이 어려워질 경우가 발생할 수도 있기 때문에 일반 사용자들의 경우에도 관심을 가져볼 만한 주제인 것 같다.

그렇다면 LTE가 이 5Ghz 대역을 사용하게 되면 발생할 수 있는 문제와 현재 제시된 대안들에 대해 알아보도록 하자.

LTE-U 그리고 LTE-LAA 

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LTE-U에 관해 확인하다 보면 LTE-U와 더불어 LTE-LAA라는 용어가 자주 등장한다. 일부 글에서는 이 두 용어를 혼용해서 사용하고 있기도 한데 LTE-U관련 문제점들을 알아보기 전 이 LTE-U와 LAA, 그 차이에 대해 먼저 알아보자.

[출처 : Qualcomm]

LTE-U (LTE-Unlicensed Spectrum) 

LTE-LAA (License-Assisted Access)

가장 기준이 되는 차이는 LBT (Listen Before Talk) 이다. 즉, Signal을 전송하기 전에 누가 쏘고 있는지 들어보는지 확인여부의 유무이다. LTE-U의 경우 LBT 과정이 없고, LAA의 경우 LBT 과정이 있다. 

일부 국가의 경우 Unlicense 대역에 대해 LBT가 의무화되어 있고, 일부 국가는 LBT 없이 주파수 사용이 가능하다. LBT 없이 사용이 가능한 국가는 USA, Korea, India 등이 있고, LBT가 필요한 국가는 Europe, Japan 등이 대표적이다. LBT가 필요없는 국가의 경우, 그냥 5Ghz 를 지금이라도 LTE 용도로 사용해도 법적으로 문제가 없는 상황이다. 반면 LBT가 필요한 국가의 경우는 LBT에 대한 추가 확인이 필요하기 때문에 상용화가 아무래도 LBT가 필요없는 국가보다 늦을 예정이라고 한다. 

법적으로 LBT 없이도 사용이 가능한 국가에서는 LTE가 5Ghz를 그냥 사용하면 될텐데 무엇이 문제가 되는 것인가.

바로 듣기 전에 말한다는 부분, 즉, LBT를 하지 않는다는 것 자체가 문제가 된다. Wi-Fi 가 쓰고 있는 상황에서 Wi-Fi가 쓰고 있던지 말던지 LTE는 그냥 Signal을 전송해 버린다는 것이다. LBT 동작을 기본적으로 하는 Wi-Fi의 입장에서는 무작정 쏘아대는 LTE 때문에 말할 기회를 얻지 못해 성능(사용률)이 떨어져버리게 되는 것이다.

계속 말하기만하는 LTE 때문에, 말할 기회만 기다리고 있는 Wi-Fi가 아무런 말을 하지 못하게 된다. 굴러들어온 돌이 박힌돌을 빼버리는 상황이 되는 것이다.

LBT를 사용하는 LAA의 경우 Wi-Fi 와 어느 정도 공존할 수 있는 기반이 되어있다. 하지만 LBT를 사용하지 않는 LTE-U의 경우 그렇지 않은 상황이다. (물론 LAA라고 하더라도 LTE의 사용량에 따라 성능 저하는 감수해야 하는 상황이다.)

LBT를 지원하는 LAA는 우선 제외하고, 문제가 되고 있는 LTE-U의 경우는 이 문제에 대해 어떤 논의가 이루어 지고 있는지 알아보자.

우선 해당 LTE-U 기술을 제안한 Qualcomm사에서는 LTE-U를 정착시키기 위해 Wi-Fi와의 공존을 위한 다양한 대안을 제시하고 있다. 

1. 5Ghz 대역도 내부적으로는 다양한 채널을 가지고 있기 때문에 Wi-Fi 가 쓰고 있는 채널을 피해서 LTE-U를 사용하는 방안

2. 1번 방법으로도 Wi-Fi 를 회피하지 못한다면 상황에 따라 LTE-U를 사용했다 안했다는 자체 scheduling 하도록 하는 방안

3. 번외로 LTE 사용량이 많을 때만 LTE-U를 사용하도록 하는 방안

 아직까지도 계속 논의가 진행 중에 있다. Unlicense 대역인 만큼 LTE가 해당 주파수를 사용하는 것은 시간 문제로 보인다. 기존 Wi-Fi 기기들의 피해를 최소화 하면서 이 주파수라는 자원을 LTE와 Wi-Fi가 어떻게 나누어 가질지 궁금해진다. 

추가 관련 자료

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Wi-Fi 와 LTE-U 간의 coexistence에 관한 WFA의 활동 내용

http://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/unlicensed-spectrum

Wi-Fi 와 LTE-U 간의 coexistence에 대한 Qualcomm의 제안

https://www.qualcomm.com/invention/research/projects/lte-unlicensed/lte-u-wi-fi-coexistence