[논문]다세대 확산모형을 활용한 국내 4세대 이동통신 서비스 가입자 수 예측

한창희; 한현배; 이기광

doi:10.7838/jsebs.2012.17.2.063

다세대 확산모형을 활용한 국내 4세대 이동통신 서비스 가입자 수 예측
Forecasting 4G Mobile Telecommunication Service Subscribers in Korea by Using Multi-Generation Diffusion Model 원문보기

한국전자거래학회지 = The Journal of Society for e-Business Studies, v.17 no.2, 2012년, pp.63 - 72

한창희 (한양대학교 경영학부) , 한현배 (IST 총괄기획담당) , 이기광 (단국대학교 경영학부)

초록
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2000년대 초반부터 한국의 이동통신시장은 급속하게 팽창해 왔으며, 최근 들어 그 성장 속도가 둔화되고 있으나 성장은 계속 진행 중에 있다. 이와 같은 환경에서 4세대 이동통신 서비스가 2011년 10월부터 시작되어 3세대 서비스와 4세대 서비스가 함께 존재하고 이를 통해 이동통신시장의 경쟁구도가 더욱 복잡하고 치열한 상황이 되었다. 본 연구는 다세대 확산 모형을 활용하여 3세대 및 4세대 이동통신 서비스 가입자 규모를 예측하는데 목적이 있다. 이를 위해 세 개의 파라미터, 즉 Norton and Bass 모형[11]에서 사용되는 혁신계수, 모방계수 및 포화수준계수의 값을 추정하기 위해 3세대에서 4세대로 대체되는 서비스 대체의 유사 사례를 역추적하는 방법을 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 다세대 확산모형과 유사사례 추론을 통해 신규서비스인 4세대 이동통신서비스 시장규모를 성공적으로 예측할 수 있었다는 결론을 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Korean telecommunications market has been expanding swiftly, these days, to be saturated. In this environment, the upcoming mobile telecommunication market, where 4G service was introduced this year, is becoming more substitutive and competitive. Thus, the demand forecasting of 4G service is very difficult, while it is critical to market success. This paper adopts a multi-generation diffusion model to capture the diffusion and substitution patterns for two successive generation of technological services, i.e., 3G and 4G mobile telecommunications services. The three parameters, i.e., the coefficient of innovation, the coefficient of imitation, and the coefficient of market potential, used in the multi-generation diffusion model based on Norton and Bass[11] are obtained by inference from similar substitutive relations between older and newer telecommunication services to 3G and 4G services. The simulation results show that the Bass type multi-generation model can be successfully applied to the demand forecasting of newly introduced 4G mobile telecommunication service.

주제어

AI 본문요약
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가설 설정

<표 6>의 두 가지 천이 패턴에 대한 Norton and Bass 모형의 계수 추정치를 사용하여 향후 5년간 4G 서비스의 가입자 수 예측 수치는 <표 7>과 같다. 단, 4G 서비스는 2011년 10월에 시작되었으나, 년도별 예측치로 추정 하기 위하여 2012년 1월 본격적으로 시작한다고 가정하고 산출하였다. 산출결과 4G 서비스로 이동하는 고객은 주로 2G/3G 이동통신 고객이며, 유선 초고속 인터넷 고객이 4G 서비스로 이동하는 경우는 상대적으로 크지 않다는 것을 알 수 있다.
첫 번째 단계에서 구한 기존 서비스의 계수 p, q, m의 추정치는 그대로 p₁, q₁, m₁의 값이 되며, 두 번째 단계의 유사 사례로부터 추정한 계수치 #과 #의 상대적 비율을 고려하여 4G 서비스에 해당하는 계수 p₂와 q₂의 값을 추정하게 된다. 단, 신규 4G 서비스의 추가 잠재고객을 나타내는 m₂의 값은 유사사례의 #과 #의 상대적 비율을 그대로 반영하는 것은 무리가 있다고 판단해서 신규 4G 서비스에 대한 추가 잠재고객의 수는 매우 적다고 가정하였다.

제안 방법

본 연구는 최근 새롭게 서비스가 시작된 4G 이동통신 서비스의 향후 시장규모를 예측하기 위해 다세대 확산모형의 대표적인 모형인 Norton and Bass 모형을 활용하였다. 4G 이동통신 서비스의 특성상 다세대 확산모형의 기존 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스의 신규 서비스로와 유선 초고속 인터넷 서비스로 구분하여 별도로 시장규모를 추정한후, 이들 수치를 합산하는 방법을 사용하였다. Norton and Bass 모형의 6개 계수인 신구 서비스 각각에 해당하는 혁신계수, 모방계수 및 잠재 가입자 수를 도출하기 위해, 먼저 구 서비스의 3개 계수는 해당 서비스의 과거 가입자 수 데이터를 Bass 모형으로 표현하여 산출하였다.
결국 4G 신규 서비스에 대응하는 기존 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스 및 유선 초고속 인터넷 서비스라는 두 가지 경우에 대해 각각 의 계수추정절차를 수행한 후, ‘4G 서비스-2G/3G 서비스’ 및 ‘4G 서비스-유선 초고속 인터넷 서비스’의 두 가지 신구서비스 조합 각각에 대해 Norton and Bass 모형의 계수 추정치가 계산하였다.
또한, 의 유선 초고속 인터넷 서비스 가입자 수의 Bass 모형 계수 추정치와 의 유사 전환사례 가입자 추이를 설명하는 Norton and Bass 모형의 계수 추정치로부터 유선 초고속 인터넷 서비스로부터 4G 서비스로의 전환 가입자 수를 예측하기 위한 Norton and Bass 모형의 계수 추정치 또한 산출하였으며 그 결과는 과 같다.
Norton and Bass 모형은 기술 혁신 등으로 인해 새로운 품질의 신제품이 출시되면서 기존의 제품이 대체되어 가는 과정을 모형화한 가장 널리 활용되고 있는 대표적인 다세대 확산모형이다. 본 연구는 4G 서비스의 기술적 특성 및 서비스 특성을 고려하여 유사 서비스의 과거 사례로 부터 해당 모형의 세 가지 계수군(群)인 혁신 계수, 모방계수 및 포화치를 추정하는 방법을 제안하였고, 이를 근거로 향후 4G 서비스의 시장규모를 예측하였다.
의 2G/3G 이동 통신 서비스 가입자 수의 Bass 모형 계수 추정치와 및 의 신구 서비스의 전환 유사사례 가입자 추이에 대한 Norton and Bass 모형의 계수 추정치를 고려하여 2G/3G 이동통신 서비스로부터 4G 서비스로의 가입자 전환 규모를 예측하기 위한 Norton and Bass 모형의 계수 추정치를 도출하였다.
결국 4G 신규 서비스에 대응하는 기존 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스 및 유선 초고속 인터넷 서비스라는 두 가지 경우에 대해 각각 <그림 1>의 계수추정절차를 수행한 후, ‘4G 서비스-2G/3G 서비스’ 및 ‘4G 서비스-유선 초고속 인터넷 서비스’의 두 가지 신구서비스 조합 각각에 대해 Norton and Bass 모형의 계수 추정치가 계산하였다. 이렇게 해서 얻은 계수 추정치를 활용하여 2012년부터 2017년까지의 4G 전체 시장 규모를 예측하였다.
또한, 이와 같은 음성 및 데이터, 데이터 전용 서비스로 분류할 수 있는 4G 서비스는 향후 궁극적으로는 기존 2G/3G와 초고속 인터넷 가입자들이 모두 전환할 것이라고 가정할 수 있다. 이를 위해 Norton and Bass 모형에서 정의하는 기존 및 신규 서비스로서 당사의 4G 서비스에 대응하는 기존 서비스로는 속도와 요금 측면에서 2G/3G 이동통신 서비스를, 이동성 측면에서는 유선 초고속 인터넷 서비스를 분리해서 대응하고 두 개의 Norton and Bass 모형을 산정하였다.

대상 데이터

4G 서비스 시장규모를 예측을 위해 1988년부터 2010년까지 년도별 이동통신 서비스 가입자 수, 1967년부터 2010년까지 년도별 PSTN 서비스 가입자 수, 2006년부터 2010년까지 년도별 VoIP 서비스 가입자 수, 2001년 9월부터 2011년 3월까지 초고속 인터넷 서비스의 xDSL, LAN, HFC 및 FTTH 각 기술에 대한 분기별 가입자 수를 활용하였다.

데이터처리

의 추정치를 산출한다. 이때 단일 서비스 Bass 모형 및 Norton and Bass 모형의 계수를 추정하기 위해 시계열 분석 전문 프로그램인 EViews 4.1 소프트웨어를 통해 비선형 최소제곱법(Nonlinear Least Square, NLS)을 사용하여 계수 추정치를 산출하였다.

이론/모형

4G 이동통신 서비스의 특성상 다세대 확산모형의 기존 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스의 신규 서비스로와 유선 초고속 인터넷 서비스로 구분하여 별도로 시장규모를 추정한후, 이들 수치를 합산하는 방법을 사용하였다. Norton and Bass 모형의 6개 계수인 신구 서비스 각각에 해당하는 혁신계수, 모방계수 및 잠재 가입자 수를 도출하기 위해, 먼저 구 서비스의 3개 계수는 해당 서비스의 과거 가입자 수 데이터를 Bass 모형으로 표현하여 산출하였다. 이후 신규 서비스인 4G 서비스의 3개 계수는 유사 서비스의 전환 사례를 Norton and Bass 모형으로 해석하여 얻은 계수들로부터 유추과정을 거쳐 도출하였다.
이에 서비스(또는 제품)의 연속발전선상에서 기존 서비스(또는 제품)가 진화된 신규 서비스에 의해 대체되는 수요와 새롭게 창출되는 수요를 동시에 고려할 수 있는 예측 모형으로서 전덕빈 외[4], Jun et al.[8], Jun and Park[9], Mahajan and Muller[10], Norton and Bass[11]의 연구들이 활용될 수 있는데, 본 연구는 Norton and Bass[11]의 연구를 근간으로 4G 서비스의 시장규모를 추정하였다. Norton and Bass 모형은 기술 혁신 등으로 인해 새로운 품질의 신제품이 출시되면서 기존의 제품이 대체되어 가는 과정을 모형화한 가장 널리 활용되고 있는 대표적인 다세대 확산모형이다.
따라서, 과 같이 계수의 추정치 정확도 제고를 위해 확산모형의 유사추론 방법(Analogical diffusion estimation)을 사용하였다[3].
따라서, 요금, 데이터 전송속도, 이동성을 고려한 시장규모 예측을 수행하기 위해 기존의 Norton and Bass 모형을 두 가지 천이 그룹에 대해 분리 적용하여 추후 합산하는 방법을 사용하였다. 첫 번째 천이 그룹은 요금 및 데이터 전송속도의 향상에 따른 기존 2G/3G이동통신 가입자 중에서 4G 서비스 수요자 그룹이 있을 수 있으며, 4G 서비스의 데이터 전송속도가 기존 유선 초고속 인턴넷 서비스의 속도와 동일하거나 더 빠르다는 점에서 기존 유선 인터넷 서비스 가입자가 이동성이라는 유인 인자를 통해 4G 서비스로 전환할 수 있다는 두 번째 천이 패턴을 생각할 수 있다.
본 연구는 최근 새롭게 서비스가 시작된 4G 이동통신 서비스의 향후 시장규모를 예측하기 위해 다세대 확산모형의 대표적인 모형인 Norton and Bass 모형을 활용하였다. 4G 이동통신 서비스의 특성상 다세대 확산모형의 기존 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스의 신규 서비스로와 유선 초고속 인터넷 서비스로 구분하여 별도로 시장규모를 추정한후, 이들 수치를 합산하는 방법을 사용하였다.
위 에서 까지의 결과는 모두 Norton and Bass 모형의 계수를 추정하기 위해 사용되는데, 주로 유사추론 방식을 활용하였다[2, 6, 12].
유선 초고속 인터넷에서 4G 서비스로의 천이를 예측하기 위한 Norton and Bass 계수 추정은 의 유사사례를 활용하여 이루어졌다.
Norton and Bass 모형의 6개 계수인 신구 서비스 각각에 해당하는 혁신계수, 모방계수 및 잠재 가입자 수를 도출하기 위해, 먼저 구 서비스의 3개 계수는 해당 서비스의 과거 가입자 수 데이터를 Bass 모형으로 표현하여 산출하였다. 이후 신규 서비스인 4G 서비스의 3개 계수는 유사 서비스의 전환 사례를 Norton and Bass 모형으로 해석하여 얻은 계수들로부터 유추과정을 거쳐 도출하였다.
제 2장에서 전술한 바와 같이 신규 제품에 해당하는 4G 서비스와 대비되는 기존 구(舊) 서비스로서 2G/3G 이동통신 서비스와 유선 초고속 인터넷 서비스를 함께 고려하여 과 같은 예측방법으로 4G 서비스 시장 규모를 예측하기 위해 구체적으로 와 같이 Norton and Bass 모형의 계수를 추정하였다.

성능/효과

수치의 약 4배가 되어야 한다. 그러나, 과거 FTTH로의 전환은 선택이 아닌 무조건적인 전환 가입이 이루어졌고, VoIP는 PSTN에 비해 요금 할인 정도가 워낙 컸지만, 4G 서비스의 요금이 3G에 비교하여 무제한 요금제 폐지 등 사용량 대비 오히려 비싸졌다. 이와 같이 현 상황에서 유사사례의 모방계수 전환비율을 그대로 사용하는 것은 무리가 있으며, 오히려 과거 3G 서비스 시장에서의 모방계수와 현재마케팅 및 요금, 단말기 수급 상황 등이 유사하다는 점을 고려하여 q₁와 동일한 수치로 q₂의 값을 선정하였다.
즉, 혁신제품의 소비의향에 밀접한 관계가 있는 1인당 GDP를 비교하면 1970년 255달러에서 2010년 20,759달러로 약 81배의 차이가 있다[13]. 따라서, 유사사례 서비스 초기 소득 수준을 고려한다면 초기 가입의향률이 초고속 인터넷의 p₁ 대비 10/81에 해당하는 12%로 책정하는 것이 타당하다고 판단하였다. 반면에 모방계수는<표 5>의 상대적 비율을 그대로 적용하여 q₁ 수치의 0.
단, 4G 서비스는 2011년 10월에 시작되었으나, 년도별 예측치로 추정 하기 위하여 2012년 1월 본격적으로 시작한다고 가정하고 산출하였다. 산출결과 4G 서비스로 이동하는 고객은 주로 2G/3G 이동통신 고객이며, 유선 초고속 인터넷 고객이 4G 서비스로 이동하는 경우는 상대적으로 크지 않다는 것을 알 수 있다. 또한, 4G 서비스 개시 후 5년이 지난 시점인 2016년경에는 현재 2G/3G 이동통신 가입자의 약 80%가 4G 서비스로 이동할 것으로 예측되었다.
이와 같은 과정을 거쳐 향후 2020년까지의 4G 가입자 수 예측치를 분석한 결과, 4G 서비스라는 신규 서비스로부터 새롭게 시장이 확대되는 효과보다는 기존의 2G/3G 서비스및 유선 초고속 인터넷 서비스를 대체하는 효과가 더 크다는 것과 함께 2G에서 3G로 이동할 때의 급격한 증가율은 나타나지 않을 것으로 예측할 수 있다.
그런데, 이동통신 서비스의 진화과정에서 이들 속성들이 모두 같은 속도로 진화하는 것은 아니었다. 즉, 유선전화 서비스 시장에서 PSTN 서비스가 VoIP 서비스로 진화하는 과정에서 요금 속성은 좋아졌지만, VoIP 서비스 초기의 통화품질속성은 오히려 떨어졌다. 또한 기존의 2G에서 3G, 더 나아가 스마트폰으로 제공되는 통신 서비스가 진화하는 중에도 요금은 오히려 높아지는 현상도 발생했다.

후속연구

실제로 KT와 LGU+에서는 휴대가 가능한 무선라우터 단말기를 활용한 무선 데이터 전용 서비스를 4G 서비스의 일부로서 제공하고 있다. 또한, 이와 같은 음성 및 데이터, 데이터 전용 서비스로 분류할 수 있는 4G 서비스는 향후 궁극적으로는 기존 2G/3G와 초고속 인터넷 가입자들이 모두 전환할 것이라고 가정할 수 있다. 이를 위해 Norton and Bass 모형에서 정의하는 기존 및 신규 서비스로서 당사의 4G 서비스에 대응하는 기존 서비스로는 속도와 요금 측면에서 2G/3G 이동통신 서비스를, 이동성 측면에서는 유선 초고속 인터넷 서비스를 분리해서 대응하고 두 개의 Norton and Bass 모형을 산정하였다.
신규 서비스의 특성상 예측결과를 검증하는 것이 현실적으로 불가능하지만, 현재까지의 LTE 가입자 수 규모를 살펴보면 간접적인 검증이 가능할 것이다. 한국방송통신위원회 통계자료에 따르면[14], 2012년 3월 말 기준으로 LTE 가입자 수는 346만 명이며, 매월 70～80만 명의 증가추세를 보이고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라 이동통신 서비스가 언제 처음 어떤 방식으로 도입되었는가?	우리나라의 이동통신 서비스는 1988년 7월 아날로그 방식으로 처음 도입되어, 1996년 1월 세계 최초로 디지털 방식의 CDMA 상용서비스가 시작되었다. 이를 2세대 방식의 이동통신 서비스라고 하며 2005년부터 WCDMA 혹은 cdma2000 1×EV-DO 방식의 3세대 이동통신 서비스가 도입되어 현재까지 서비스 되고 있다.
	4세대 이동통신 서비스는 언제 시작되었나?	2000년대 초반부터 한국의 이동통신시장은 급속하게 팽창해 왔으며, 최근 들어 그 성장 속도가 둔화되고 있으나 성장은 계속 진행 중에 있다. 이와 같은 환경에서 4세대 이동통신 서비스가 2011년 10월부터 시작되어 3세대 서비스와 4세대 서비스가 함께 존재하고 이를 통해 이동통신시장의 경쟁구도가 더욱 복잡하고 치열한 상황이 되었다. 본 연구는 다세대 확산 모형을 활용하여 3세대 및 4세대 이동통신 서비스 가입자 규모를 예측하는데 목적이 있다.
	이동통신 서비스의 진화과정에서 속성들의 진화속도는 어떠한가?	그런데, 이동통신 서비스의 진화과정에서 이들 속성들이 모두 같은 속도로 진화하는 것은 아니었다. 즉, 유선전화 서비스 시장에서 PSTN 서비스가 VoIP 서비스로 진화하는 과정에서 요금 속성은 좋아졌지만, VoIP 서비스 초기의 통화품질속성은 오히려 떨어졌다. 또한 기존의 2G에서 3G, 더 나아가 스마트폰으로 제공되는 통신 서비스가 진화하는 중에도 요금은 오히려 높아지는 현상도 발생했다.

참고문헌 (14)

방송통신위원회, "유무선 가입자 통계 현황(2011년 8월)", 통신이용제도과, 2011.
안상형, 최강화, "IMT-2000 서비스의 수요예측 모형에 관한 연구", 경영논집, 제35권, 제4호, pp. 213-224, 2001.
이홍재, 김용규, 유제국, "통신 서비스 수요예측 방법론", 연구보고 00-24, 정보통신정책연구원, 2000.
전덕빈, 박윤서, 김선경, 박명환, 박영선, "국내 아날로그와 디지털 이동전화 서비스 가입자 수 예측을 위한 선택 관점의 대체 확산 모형", 경영과학, 제19권, 제2호, pp. 125-137, 2002.

원문보기 상세보기
Bass, F. M., "A new product growth model for consumer durables," Management Science, Vol. 15, pp. 215-227, 1969.

상세보기
Bayus, B., "High-definition television : assessing demand forecasts for a next generation consumer durable," Management Science, Vol. 39, No. 11, pp. 1319-1333, 1993.

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Fourt, L. A. and Woodlock, J. W., "Early prediction of market success for grocery products," Journal of Marketing, Vol. 25, pp. 31-38, 1960.

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Jun, D. B., Kim, S. K., Park, Y. S., Park, M. H., and Wilson, A. R., "Forecasting telecommunication service subscribers in substitutive and competitive environments," International Journal of Forecasting, Vol. 18, pp. 561-581, 2002.

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Jun, D. B. and Park, Y. S., "A choice-based diffusion model for multiple generations of products," Technological Forecasting and Social Change, Vol. 61, pp. 45-58, 1999.

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Mahajan, V. and Muller, E., "Timing, diffusion, and substitution of successive generations of technological innovations : The IBM mainframe case," Technological Forecasting and Social Change, Vol. 51, pp. 109-132, 1996.

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Norton, N. A. and Bass, F. M., "A diffusion theory model of adoption and substitution for successive generations of high technology products," Management Science, Vol. 33, No. 9, pp. 1069-1086, 1987.

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Thomas, R., "Estimating market growth for new products : an analogical diffusion model approach," Journal of Product Innovation Management, Vol. 2, pp. 45-55, 1985.

상세보기
http://ecos.bok.or.kr 한국은행 경제통계시스템.
http://www.kcc.go.kr 한국방송통신위원회.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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