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Ensuring The Connected 5G Experience

 

데이터에 대한 세계의 수요는 놀라운 속도로 증가하고 있습니다. 우리는 어디에 있든 연결되어야 하고 원활하고 풍부한 콘텐츠 서비스를 기대하고 있습니다. 더 많은 데이터를 소비하는 현재의 디바이스들과 더 많은 인터넷이 가능한 디바이스들과 함께 현재의 네트워크 인프라는 수요를 따라가기 위하여 큰 변화가 필요합니다.

5G Connected Devices

5G 솔루션 – 단순한 무선 인터페이스를 넘어서

데이터에 대한 수요가 폭발함에 따라 차세대 5G 네트워크가 그 해결책으로 연구되고 있습니다. 이런 거대한 트래픽 증가를 지원하기 위해 세 가지 시도가 이루어지고 있습니다.

  • 새로운 접속 기술을 이용하여 가용 주파수를 더욱 효율적으로 이용하기
  • 네트워크 속도 증가와 아키텍처 최적화
  • 새로운 주파수 대역 개방

5G Data Growth

가용 주파수들을 더욱 효율적으로 이용하게 하는 것은 물리계층 접속 프로토콜의 속도 증가 및 무선 접속 기술과 밀접한 관계가 있습니다. 5G 파형과 접속방식의 목표로서 2.5 배에서 10 배의 효율 개선이 제안되고 있습니다.

스펙트럼 효율을 증가시키기 위한 5G 시스템의 또 다른 제안, 기존 기술의 속도 증가, 새로 개방된 주파수 대역 이용, 그리고 네트워크 밀도 증가, 또 이에 대한 지원이 개발되고 있습니다. CPU 처리능력과 클라우드 컴퓨팅의 급속한 발전은 5G 서비스의 보급에 핵심 요소가 될 것으로 기대됩니다.

5G 는 진화이자 혁명이 될 것입니다. 모바일이 새로운 사용 사례에 대한 폭넓은 지원으로 발전하는 진화와 아키텍처 콘셉트가 이런 새로운 사용 사례를 가능하도록 완전히 변화할 것으로 예상됩니다.

  • 빠르고 고효율의 네트워크 인프라
  • 더 많은 디바이스 연결을 지원
  • 적은 대기시간, 적은 소비전력
  • 10 Gbps 를 뛰어넘는 데이터 속도

5G 는 저렴한 비용으로 기존 네트워크의 용량을 늘리기 위한 C-RAN 과 HetNet 과 같은 기술을 이용하는 기존 4G 네트워크의 진화도 포함합니다. 하지만 SDN/NFV 와 ‘슬라이싱’ 네트워크를 최대한으로 이용하기 위한 핵심 아키텍처를 위한 혁명, 더 높은 용량을 위한 새로운 밀리미터파 대역 무선 인터페이스, 그리고 매우 적은 대기시간을 위한 새로운 아키텍처/시그널링이 요구됩니다.

스펙트럼

인간과 기계 중심의 통신에서 폭증하는 무선 데이터 트래픽에 대응하기 위해서는 근본적으로 5G 시스템 운용에서 더 많은 스펙트럼이 필요합니다.

규정과 기술의 미래 발전은 스펙트럼 가용성과 접속에 복잡한 환경을 만들 것입니다. 공유 스펙트럼의 다양한 형태들을 포함하여 상이한 규정에 속하는 다중 주파수 대역들이 무선통신 시스템에 활용될 것으로 기대됩니다. 그러므로 기술은 융통성 있는 방향으로 설계되어야 하며, 상이한 규정 모델과 공유 모드 아래에서 운용될 수 있어야 합니다.

3GPP 의 5G 표준화 현황

휴대폰의 무선 인터페이스는 전형적으로 약 10 년 주기로 진화해 오고 있습니다. 그리고 5G (5세대) 인터페이스는 2020 년대에 사용되기 시작할 것으로 예상됩니다.

3G와 4G 경우와 유사하게 ITU-R (국제전기통신연합-무선통신 연구 그룹) 은 성능과 기능을 위한 권고를 기준으로 새로운 인터페이스를 표준화하기 위한 표준 단체를 요구할 것입니다. 여러 제출물들을 평가한 후에 성공적인 표준이 권한을 부여받고 IMT-2020 으로 알려지게 될 것입니다. 3G 의 경우에는 3GPP (3 세대 파트너십 프로젝트) 에 의해 WCDMA 가 제출되었고, 3GPP2 에 의해 CDMA-2000 이 IMT-2000 으로 권한을 부여받았습니다. 4G 의 경우에는 3GPP 에 의해 LTE-A (롱 텀 에볼류션-어드밴스드) , WiMAX 얼라이언스에 의해 WiMAX-Advanced가 IMT-Advanced 로 권한을 부여받았습니다.

5G 파형

4G 무선 접속은 DL 과 UL 의 직교 전송에 기초합니다. 직교 전송은 간섭을 피할 수 있으며 높은 시스템 용량이 가능합니다. 하지만 작은 유상하중들의 빠른 접속을 위하여 서로 다른 사용자들에게 직교 자원을 할당하는 절차가 대규모의 시그널링을 요구할 수 있기 때문에 추가적인 시간 지연이 발생할 수 있습니다. 따라서 직교 접속의 경쟁자로서 비직교 접속에 대한 지원이 5G 에 고려되고 있습니다. 비직교 다중 접속 (NOMA) 과 스파스 코드 다중 접속 (SCMA) 을 포함하는 예.

5G Superposition encoding example
(그림) 중첩 인코딩 예

5G 무선 접속 기술 (RAT) 은 향후 요구되는 10 Gbps 이상의 속도와 0.001 초 이하의 지연을 가진 데이터를 반드시 만족해야 합니다. 이 속도는 원칙적으로 최소 200 MHz 의 대역폭과 다중 입력 다중 출력 (MIMO) 안테나 기술 및 간섭 거부 결합 (IRC) 수신기를 이용함으로써 달성할 수 있습니다. 이상적으로 사용되는 파형은 생성/검출을 위한 제한된 계산 복잡성, 제한된 시간/주파수 오버헤드, 시간 내의 좋은 현지화, 좋은 스펙트럼 봉쇄와 MIMO 로의 간단한 연장과 같은 좋은 실행 특성을 가져야 합니다. OFDM 이 좋은 MIMO 구현과 사용자 디바이스로 간단한 프로세서 구현에 적합하다는 것을 4G에서 보여 주고 있습니다. 따라서 5G 파형도 이를 토대로 만들어질 것으로 보이며, 현재의 한계를 극복하기 위해 더욱 진화된 OFDM 을 토대로 만들어질 것으로 보입니다.

5G 의 일부분으로 고려되고 있는 세 가지의 다른 파형들

  • FBMC – Filter Bank Multi-Carrier
  • UF-OFDM – Universal Filtered OFDM
  • GFDM – Generalized Frequency Division Multiplexing

5G 테스트의 도전 과제

5G 를 위한 네트워크 콘셉트와 기술이 발전됨에 따라 해당 테스트 방법과 처리방법이 이에 맞게 진화될 것입니다. 미래의 5G 테스트 방법은 기술과 서비스가 사양에 맞게 구현되고, 서비스 품질이 제공된 애플리케이션이나 서비스의 요구 조건에 맞도록 높은 신뢰성을 오퍼레이터들에게 제공해야 합니다.

테스트해야 할 매우 넓고 다양한 애플리케이션 세트를 가진 완전 데이터 중심의 5G 네트워크는 독립적인 테스트에서 엄청난 노력이 필요할 것입니다. 테스트 자동화, 모니터링과 빌트인 테스트 시스템은 그러한 네트워크의 성능을 적절하게 분석하는데 필수적이 될 것입니다. 더욱이 클라우드 네트워크를 이용한 백홀 아키텍처로 무선 접속 요소들을 서로 연결시키기 위한 UDN (초고밀도 네트워크) 을 사용하기 위한 새로운 솔루션은 어디서나 모든 것을 테스트하기 위해 클라우드 기반의 테스트 서비스를 가능하게 할 것입니다. 따라서 비록 5G가 많은 새로운 테스트 요구 조건과 SDN/NFV 및 클라우드 서비스 이용으로 인한 도전 과제들을 만들겠지만, 또한 이 동일한 기술이 이러한 요구를 해결하는 새로운 테스트 솔루션을 만드는데 사용될 수 있습니다.

안리쓰는 5G 세상을 가능하게 하는 이런 연구와 개발을 촉진하고 지원하기 위해 솔루션의 호스트를 제공할 수 있습니다.

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