The 4th indusrial revolution and mobile communications unist suny kim 20171221

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sunykim
목차
I. 제4차 산업혁명과 새로운 미래
II. 이동통신의 기술진화
III. 이동통신의 현황
IV. 5G 이동통신 기술 및 서비스
V. 제4차 산업혁명에서의 이동통신의 역할
VI. 제4차 산업혁명의 전제조건
VII. 맺음말

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초연결사회
무인자동차/드론/V2X
Blockchain
디지털 기술에 의한 변혁과 “새로운 미래의 준비”
새로운 패러다임의 지능정보사회
디지털변혁(DX: Digital Transformation): 최신 디지털 신기술을 활용하거나, 기존의 물리적 영역에
디지털 요소를 결합ㆍ적용하여 사회 분야 및 기업 환경에 대해 선제적으로 대응하는 활동, A.T. Kearney, 2016

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sunykim
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생
산
성
인간의 손발(노동력)을 대신하는 혁신 인간의 두뇌를 보완하는 혁신
정보화사회  지능정보화사회
산업혁명의 역사
제4차 산업혁명의본질:
데이터기반의 지능화
증기기관 기반의
기계화 혁명
전기 기반의
대량생산 혁명
컴퓨터/인터넷기반의
지식정보혁명
지능정보기술

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제4차 산업혁명의 목적과 필요성
o 목적 ? : 모두가 행복한 세상
o 행복의 기준점 ?
o 필요로 하는 새로운 패러다임 ?
코치
공유
존중
Innovation & Moonshot Thinking
모든 것이 재정의 되고 있음
“격변기 생존전략” 필요
http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=71446
사회적가치창출

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기술이 세상을 바꾸는 순간, 혁신 기술별 기술 확산점 분석
과기정통부, 지능정보사회, 2017.03
제4차 산업혁명의
혁신요소 기술과
우리나라의 현실

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걱정없는 우리나라: 넘치는 전문가, 쏟아지는 자료, 넘치는 정책발표
130여명이 넘는 산학연 전문가, 2016.06.29.
청년위원회, 2016.12.13.
 서민과 귀족 
말 먹이도 없고 …
운전수도 가난하고..
개 호텔비도 없고 ..
나라를
살리자
지능정보화사회추진 민관
컨퍼런스, 2016.12.15.
지능정보사회중장기종합대책,17.01

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4차 산업혁명: Extreme Automation, Connectivity & AI  속도, 범위, 파급효과

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변별력:
누구 말이 맞는지 ?
어디가 뻥인지 ?
우리 회사/나는 우짤지?
 당구 30이하 ooo 금지 !
 1만 시간의 법칙 ! (하루 3시간이면 10년, 하루 10시간이면 3년)
어떤 분야에서든 탁월한 경지에 이르기 위해서는 1만시간의 체계적이고 정밀한 연습시간이 필요,
스웨덴 출신 심리학자 안데르스 에릭손 교수(플로리다 주립대)
조성진 LG전자 부회장
그러나 전문가는 ….

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같은 대상의 다른 관점의 표현 1: IDX Platform
ETRI Easy IT, 대한민국 제4차 산업혁명, 콘텐츠하다, 2017.06.IDX: Intelligent Digital X-formation

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플랫폼 구성요소
- 디바이스 (플랫폼)
- 네트워크 (플랫폼)
- (클라우드)플랫폼
- 서비스 (플랫폼)
- 보안 (플랫폼)
또한 모든 플랫폼
구성 요소에서
ICT융합이 진행 중
사회적
약자
Social
IoT
맞춤형
B
C
P
인
공
지
능
주1) 플랫폼도 진화: 센서·디바이스플랫폼, 네트워크플랫폼, 클라우드 플랫폼, 응용·서비스플랫폼, 보안플랫폼
주2) GSMA, IoT Security Guideline, 2016.02 & KISA IoT 기기의 보안인증 의무화 예정, 2018
주3) 플랫폼  공유, 플랫폼 ?  기술묶음
같은 대상의 다른 관점의 표현 2: IoT Platform

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같은 대상의 다른 관점의 표현 3: CPS Platform 미국
CPS Framework – Domains, Facets, Aspects
White House Presidential Innovation Fellows, Sokwoo Rhee
http://smartamerica.org/

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같은 대상의 다른 관점의 표현 3: CPS Platform 유럽
https://www.eurocps.org/eurocps-platforms/
CPS Product Architecture Open CPS Platforms
The IoT & Services-Networking People, Objects and Systems IoT+AI  4차 산업혁명
같은 대상의 다른 관점의 표현 4: 일본

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세계는 데이터 수집·축적·분석·추론 Platform 선점 노력
제조 혁신 기반의
제4차 산업혁명 추진
생태계 선점을 추구하는
제4차 산업혁명 추진
제4차 산업혁명에 대한 각국의 대응
Society5.0·Connected Industries, 2017.04
중국의 Industry 4.0

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독일 Siemens Amberg의 EWA(Electronics Works Amberg)
빅데이터 자동분석, Inustry4.0 적용, 비용과 품질을 고려한 최적화가 목표
2. 지멘스 Amberg 공장
제4차 산업혁명의 Insight 예
1. 미국의 Smart America Project: Forward Compatibility !!

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3. Adidas: Speed Factory
Automated Decentralized Manufacture
4. Fraunhopfer: Smart Face
사람 10명, 로봇 12대, 3D 프린터, cf. 1/60 인원
https://www.youtube.com/watch?v=2nBjnDf8SRM
https://www.youtube.com/watch?v=t6TGVa29j9c
미래: 자동차가 조립공간의 프로세스모듈을
통해 CPS로서 자율적으로 움직임
제4차 산업혁명의 Insight 예

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ref. Qualcomm, 2015
무선·이동통신의 진화: 커넥티비티(초연결) 기반으로 모든 것이 재정의 되고 있음

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IS-95
B4G
FDMA TDMA/CDMA WCDMA OFDMA
Wibro
OFDMA/NOMA/SCMA?
LTE LTE-A/Pro IMT-2020
이동통신의 세대별 구분: 10년 주기로 변화
아날로그
음성
디지털
음성
모바일
광대역
모바일
인터넷
사람간의 연결
초연결
네트워크
사회
6G
2030
세상의 연결
cdma2000 1x
Circuit
Switched
9.6~14.4
kbps
CS Voice/
Packet
Data
144Kbps~
2Mbps
All-IP Packet
LTE:
~100Mbps/
LTE-A:
최대1Gbps/
LTE-A Pro:
최대3Gbps
Ultra
Broadband
체감100Mbps
1Gbps/1인,
최대20Gbps
Forward
Compatibility
!!!
현재

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Wireless Hyper-connectivity
10m 100m 1Km 10Km 거리
전송
속도
Gbps
Mbps
Kbps
bps
WLAN
WPAN
WWAN
LPWAN
Wi-Fi & LP Wi-Fi
802.11ax, 802.11ah
Short Range
Z-WAVE, ZigBee3.0,
BLE4.2/5.0, RFID/USN
LPWA
. Proprietary IoT
(SigFox, LoRa, …)
. NB-IoT
Cellular
Cellular Module
(2G/3G/4G)
 LTE-M/eMTC
LTE-LAA
5G: mMTC, URLLC
성능,
모바일 중심의 초연결 네트워크 서비스 !!!
Balloon
Satellite
W
B
A
N

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 이동통신의 원리? 기존 [무선] 통신의 원리 [OSI 참조모델]와 같음
이동통신의 원리 및 기존통신과의 차이점
이동통신과 기존 무선통신의 차이점 ?
- 핸드오버 (Handover)
- 등록 및 로밍 (Registration & Roaming) 하나 더: 채널 !!
 디지털 통신의 목적 ? 1,0 인 디지털 신호들을 송신하여 오류없이 원래 신호를 수신하는 것

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Problem? Interference
FDMAFDMA TDMATDMA CDMACDMA OFDMAOFDMA
다원접속(Multiple Access) : “Remote Sharing”
RB(Resource Block)
 Subcarrier: 180KHz
Time Slot: 0.5ms
NOMANOMA
Flexible OFDMAFlexible OFDMA

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소비자 주도
소프트웨어 중심
무선/유무선 융합
패킷(all-IP) 인터넷
사물인터넷
내장형/신뢰기반
개방형
ICT 융합 환경의 변화와 진화
ICT 분야의 진화 풍경
스탠포드 인공지능 보고서, Artificial Intelligence and Life in 2030, 2016.09
IEEE, 윤리적 인공지능 시스템 개발 지침, 2016.11.23 http://standards.ieee.org/news/2016/ethically_aligned_design.html
미백악관 보고서, 인공지능의 미래를 위한 준비, 2016.10
미백악관 보고서, 인공지능, 자동화, 그리고 경제, 2016.12
cf. 우리나라 (헌법개정안 발의: 과학기술이 경제발전에 종속 새시대에 맞는 의미로 변경되어야)
 국가는 과학기술의 혁신과 정보 및 인력의 개발을 통하여 국민경제의 발전에 노력하여야 한다.(헌법 127조)
인공지능

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LTE 가입자 및 네트워크현황, GSA Fast Fact, 2017.10
2021년 43.3억명
(전 세계 가입자의 52.2%)
사업자 1/3이 LTE-A나 LTE-A Pro 서비스 중
현재 cat6(151~300Mbps)를 가장 많이 상용서비스 중
NB-IoT는 18사업자, LTE-M/Cat-M1은 5개 사업자가 상용 서비스 중

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sunykim
커넥티드 디바이스 수, 2022년 300억개, Ericsson Mobility Report, 2017.09
Global Mobile M2M Connections Share, CISCO VNI Mobile, 2017
모바일 트래픽 및 커넥티드 디바이스 증가 예측
Global Mobile Traffic by Connection Type

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sunykim
Qualcomm, The essential role of Gigabit LTE & LTE Advanced Pro in a 5G World, 2017.02
LTE-A Evolution
+
NR Access Technology
backward compatibility
forward compatibility
5G 이동통신 표준화
5G ? ITU-R의 IMT-2020 요구사항을 만족하는 이동통신 표준 규격

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sunykim
3. 5G 주파수 후보 대역: allocated and targeted bands for 5G
NR
ref. Qualcomm+Nokia, Making 5G a reality, 2017.09
5GAmericas, Landscape for Mobile Services, 2017.11
5G NR Scalable Numerology for more efficient support of diverse spectrum bands

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sunykim
5G 디바이스 ?
original iPhone in 2007
(3:2 screen ratio to 16:9,
thickness, 3.5” to 5.5”)
10년 동안 정체 !!!
5G 디바이스의 확대: 자동차, 드론, 열차, 원격제어 로봇, 증강현실 디바이스, 무인 농기계…….
휴대폰 + A Variety of Vertical Service Devices
AI
Driven
Service
X50, SDR051

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sunykim
5G 이동통신의 이해: 4G vs. 5G

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sunykim
5G의 필요성: 무선 트래픽의 급증
The case for new 5G spectrum, GSA, 2016.11
ITU-R 2020년 주파수 소요예측
 최소 1,340MHz ~ 최대 1,960MHz
6GHz 이하: WRC-15에서 확정
6GHz 이상: WRC-19(2019년 2월)에서 논의 예정
The era of coverage The era of capacity : year 2020 지식통신
주파수 ?
핵심 국가자원
(신규할당, 공동사용)

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sunykim
5G의 3대 주요 응용분야
Ref. ITU-R M.2083, IMT Vision – Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond, 2015.09
The aim of 5G is
to create a more
“hyper connected society”
eMBB(초고속)
mMTC(초연결) URLLC(저지연)
3 Key Usage Scenarios of 5G

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sunykim
5G의 3대 주요 응용분야

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sunykim참고: ITU-R M.2083, 3GPP SMARTER
5. 주요 성능 지표(KPI) 13가지 및 평가방법
eMMB
eMMB
eMMB
eMMB
eMMB
eMMB
eMMBURLLC
eMMBURLLC
mMTC
eMMB
URLLC
eMMB
eMMBURLLC
All

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sunykim
5G 이동통신관련 하여 지금까지 결정된 것 ?
 표준화 일정: 2020년 완료
ITU
 비전 및 명칭: 초고속/초연결/실시간 및 IMT-2020
 사용주파수 일부: WRC-2015(후보 주파수 결정), WRC-2019 확정
- cmWave 및 mmWave(초고주파 11개 후보 대역)
- 26.5~29.5GHz = 이미 Mobile로 할당(WRC-19 후보주파수 아님)
 5G IMT-2020 기술성능요구사항 13개 KPIs(Key Performance Index)
 5G IMT-2020 5개 평가환경 결정과 평가방법
-----------------------------------------------------------------------------
 2017년 말 5G 후보기술 접수
 WRC-2019 6GHz이상 5G 주파수 대역 지정
 2020년 5G 국제표준 승인
3GPP 5G NR
 75가지 Use case
 2단계로 진행(1단계 Rel. 15 2018년 9월, 2단계 Rel.16 2020년 3월)
 2가지 시나리오: NSA(2017.12까지 eMBB, URLLC)& SA

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5G 네트워크 및 요소기술
Muti-Access Edge Computing
NW Function Virtualization
Software Defined Networking
New
Waveform
Network Slicing
New
Multiple
Access
FH/BH I/F & Integration
Open Source HW/SW
Cloud Connectivity
AI Driven Services
Forward
Compatibility

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Big Data Analytics  AI/Machine Learning/Deep Learning (알고리즘기반의 학습, 축적, 예측)
IBM: Watson
Amazon: Amazon Machine Learning, AML
Facebook: 딥러닝 시스템 오픈 소스로 공개, 2015 초, deep text AI, 2016.06.03
Google: Tensorflow, http://tensorflow.org, Machine Learning SW, 오픈소스로 공개, 2015.11.09.
Apple: SiRi & Home Pod, Neural Engine AI Processor
MS: DMTK(Distributed Machine Learning Toolkit) 공개, 2015.11.12
Tesla & PayPal CEO, Open AI Gym, 2016.04
Big Data Landscape 2017

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IoT Trends
& DIY
Cloud TPU
구글 I/O 2017, Google Lens
White House Presidential Innovation Fellows, Sokwoo Rhee
cf. Industry 4.0
http://smartamerica.org/
첨단 네트워크 R&D 실증정책
애플 WWDC 2017, ARKit, Neural Engine
시가총액 690조
True North, 2014.08
- Tr. 54억개
- 4096 core
- 100만개뉴런
- 2억5천만 시냅스
오픈소스를 이용한 IoT 기술, 전파진흥, 16.01
시가총액 807조
& nanoRobot

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IoT Trends MACHINE-BUILT AI
Amazon
MS Invoke
(Cotana 탑재, ‘17.3Q )
LG 스마트씽큐 허브 2.0,’17.04
Apple HomePod $349,
“Hey Siri”, ‘17.12
Amazon Eco, ‘14.11
(AI 음성 서비스 Alexa, 70.6%)
Google Home, ‘16.05
(Google Assistant 탑재, 23.8%,
error 문제)
SKT NUGU,’16.09
KT: GiGa Genie, ‘17.01
Naver: Wave(Clova, ‘17.2H)
Amazon Go
Google Apple MS
Self-Learning supports multiple users
(6 accounts)
Kakao Mini

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IoT Trends
Amazon GO(씨애틀 오프라인 매장, 50평)
: Smart Digital Retail
1. Amazon GO 앱을 켜고 매장 입구를 지나가게 되면
아마존계정으로 고객을 자동으로 인식한 후
2. 매장선반위에 원하는 제품을 담아 계산을 하지 않고
(카메라와 센서) 매장을 나오면
3. 자동으로 계산이 이루어진다. (No Line, No Check Out)
 Computer Vision
 Deep Learning Algorithm
 Sensor Fusion(자율주행센서)
 Virtual Cart
 Mobile Payment
 Inventory Management
What? Motion recognition
Which Product? Item recognition:
Who? human recognition:
https://youtu.be/NrmMk1Myrxc
US20150012396

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sunykim
IDX에 의한 국가•사회 변혁
5G 이동통신의 역할: 초연결, 초지능, 초실감 사회의 인프라
5G 인프라
- 삶의 질 향상
- 생산성 향상
- 사회적가치창출

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sunykim
TR22.804: Study on Communication for Automation in Vertical Domains
Vertical Domains의 주요 응용 분야
• Rail-bound mass transit
• Building automation
• Factories of the Future
• Smart Living - Health Care
• Smart city
Qualcomm, Private LTE/5G for Industrial IoT
5G 이동통신의 역할: Vertical 응용분야의 경제적 가치 창출
BW and Latency requirements of Potential 5G Use Cases,
GSMA Intelligence, Understanding 5G, 2014.12

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sunykim
제4차 산업혁명에서의 5G 이동통신의 역할
The integrated 5G architecture for mobile broadband and vertical services

43
sunykim
“If the rate of change on the outside exceeds the rate of change on
the inside, the end is near.” - Jack Welch
Technology Forces
1. Artificial Intelligence
2. Multi-Services
3. Multi-Connectivity
4. Multi-hop Communication
5. …
제4차 산업혁명을 수용하기 위한 4 Solutions;
-Smart & Connected: ex. Digitization, Remotely Connected
-Flexible: Modules
-Social: Rapidly Adaptation
-High Quality Service: Big Data, AI
이것들을 가능하게 하는
5G 신기술 ?
제4차 산업혁명에서의 5G 이동통신의 역할

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VI. 제4차 산업혁명의 전제조건과 이동통신의 역할
국민 소득 3만 달러를 8년 동안 넘지 못하는 이유?
불평등 문제 해결(금수저/흙수저, 대중소기업 살생협력,
갑질, 이익집단횡포, 사회서비스 확충, 일자리 확충, 복지
증진, 환경공해, 노약자 장애인 문제, 전관예우, 학연/지
연, 친일/졸부, 노인요양원 폭력, 인구절벽(demographic
cliff)/소비절벽 2018년, 고등학생 장래희망 이민, 청년체
감 실업률 179만명, 의료사고 사망자 연 4만명, 일자리
미스매치(고학력 실업자),…)
OECD국가 중 우리나라가 1등 하는 것들
저출산, 노인 자살율, 노인 빈곤율, 국민행복지수(아프리
카 가봉수준), 대기업 국내 시장장악,자살율, 국회의원·법
조계 수준, 의사약사 집단 카르텔, 청년 실업률, 가계부채,
사회복지, 연간 노동시간, 회계 투명성, 언론보도신뢰, …
참고: 보건사회진흥원의뢰 신뢰도조사 결과, 2015.03
국회(17.4%), 사법부(법원)30.7%, 행정부(32.2%), 검찰·경찰(32.4%),
언론계(36.2%), 군대(36.6%), 노동조합(38.6%), 대기업? 41%,
종교계? 44.3% 순서로
제4차 산업혁명의 Domain Knowledge
우리나라의 사회문제
• 인구 도시집중
• 에너지소모
• 물 부족
• 지구온난화
• 식량문제
• 고령화 사회
• 초 미세먼지
• 노약자 및 장애인
(고령 사회 14%~20%
+
전 세계인구의 15%)
국가 재정 2034년 이후 지속 불가능
선제적 대비 없으면 미래세대에 부담가중
생산가능인구 감소, 인구절벽, 의료비 급증
지구촌의 사회문제

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sunykim
선진국의
전략목표의 공통점
사회적가치실현
사회적가치실현(Social Value Creation)?
 “공감(empathy)”을 통한 사회문제 해결
사회적 가치(Social Value) ?
 함께 잘 사는 사회
 공감이란?
 first mover가 되기 위한 미래시대의 경쟁력
 소통을 통해 얻어짐
 상대방의 입장에서 생각하는 것
제4차 산업혁명의 전제조건: 사회적 문제해결

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sunykim
팀 쿡, 전 재산 약8천840억 원
사회환원, 2015.03.26
2조 5천억,
2015.01
성공비결 ?
불법이익
환수법
마크 주커버그, 인터넷에 소
외된 전 세계 2/3사람 대상
무료 인터넷 공급 사업 발표
(2015.04.15)
외국기업의 사회적 가치 실현: 미국 누가 멋있나 ? Apple, Google, Facebook, MS
빌게이츠멜린다재단
구글 룬 프로젝트, 2015.10.29, 2017.10.07 since 2013
구글이 ’16년 인도네시아 이동통신사 3곳과 함께 열기구 통신
망 실험을 계획, 오지에 있는 인도네시아인 1억명이 인터넷을
사용할 수 있도록 함이 목적, 풍선지름 15m 상공 20km 높이
에서 반경 40Km에 서비스 제공, 187일 체공
푸에르트리코 응급이동전화서비스 제공목적 실험국허가
COO 대부분 재산
기부서약, 2016.12
딸이 태어나자마자 상속 대신, 우리
돈 50조 원이 넘는 규모의 사회 환원,
2015.12.02. 페이스북지분의 99.9%
Chan Zuckerberg Initiative

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sunykim
Loon, 저개발국가 무료 인터넷 망 공급, 디지털 격차 해소, since 2013
구글 룬 프로젝트, 2015.10.29
구글이 ’16년 인도네시아 이동통신사 3곳과 함께 열기구 통신망 실험을 계획, 오지에 있는 인도네시아인 1억명이
인터넷을 사용할 수 있도록 함이 목적, 풍선지름 15m 상공 20km 높이에서 반경 40Km에 서비스 제공, 187일 체공
구글 룬 프로젝트, 2017.10.07
- 지상에서 18Km 성층권 상공
- AT&T LTE Network 사용
- LTE Band 8 (900MHz) 이용
- Patch Antenna 사용
- DL 최대 10Mbps
- Loon MS 출력 5W
- 43dBm(옥외기지국)
- 사용자는 기존 휴대폰 사용가능
- FCC 푸에르토리코 응급이동전화
서비스제공 목적 실험국 허가
(Emergency LTE)
- 30개를 6개월간 띄울계획
https://youtu.be/MiEZfRh-h-s

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노약자 및 장애인을 위한 초연결 5G/IoT 플랫폼 예
+ 제4차 산업혁명의 역기능: 신(新) 정보격차
가장 큰 비중인 노약자와 장애인의 사회적 가치 실현
Accessibility & Independent Life

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새로운 정보격차, 일자리 양/질/형태변화, 양극화, 신빈곤, 불평등, 대량실업
제4차 산업혁명의 역기능 해소: 5G/IoT 활용 ?
샐러던트: 전체직장인의 60%, 투잡족:10% 이상
새로운 직업
&
재교육의 반복
-창의성과 사회적 소통
-일자리의 질과 양
중증장애인 노동권보장 강서구 특수학교설립 공청회, 2017.09

50
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제4차 산업혁명을 향한 지속적 대응 : “상상이 현실이 되도록”
2050년 미래사회 이정문 화백

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sunykim
o 디지털 변혁기술로 게임의 규칙이 바뀜
 생각보다 훨씬 빠르게 다가오는 4차 산업혁명(새로운 차원의 가치사슬)에
파괴적 혁신 대응 필요
o 초연결로 경계가 사라지고 있는 중
 새로운 고객경험을 제공하는 BM의 혁신이 필요: ?
Domain Knowledge for Service
o 사용자중심의 신개념 제품 및 서비스(다품종소량 개인 맞춤형): ?
o Driven by 5G, AI and Big Data
o 5G의 응용분야(eMMB, mMTC, URLLC)와 제4차 산업혁명의 창조적 융합
o 제4차 산업혁명에서의 이동통신의 역할 ?
- 초연결, 초지능, 초실감 사회의 인프라
- 사회적 가치실현
- 제4차 산업혁명의 역기능 해소
- 미래의 예측 및 대비
o 핵심국가자원인 전파를 기반으로 제4차 산업혁명의 서비스가 창출됨
o 균형된 시각의 개방과 소통 ! 모두가 행복한 세상
o “Don’t be tempted by my sweet talk”
VI. 맺음말

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sunykim
덕분입니다! 감사합니다!
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The 4th indusrial revolution and mobile communications unist suny kim 20171221

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