Non-Terrestrial Networks (NTNs)
위성 통신을 통한 커버리지 확장
NTN(Non-Terrestrial Networks)은 육상, 해상, 상공에서 IoT 장치와 모바일 장치를 원활하게 연결하는 통신 네트워크 시스템입니다. 3GPP는 릴리스 17에서 NTN의 기본 기술 사양을 정의했습니다. 릴리스 18 이후에도 NTN 사양의 향상이 진행 중입니다. 여기에는 IoT 장치와 위성 간의 서비스 링크에 17GHz 주파수 대역을 넘어 Ka-대역을 추가하는 제안이 포함됩니다.
NTN이 계속 진화함에 따라, 사용자들은 지상 기지국에 연결되어 있는지, 위성에 연결되어 있는지와 관계 없이 세계 어디에서나 안정적인 통신 서비스를 이용할 수 있게 될 것입니다.
NTN 사용 사례
지상파 기지국 및 위성을 이용한 NTN은 산악 지역 및 해상 등 모든 위치에 통신 서비스를 전달합니다. 두 가지 유형의 표준이 있습니다. 하나는 NTN NB-IoT이고, 다른 하나는 NTN NR입니다. 위성의 광범위한 커버리지 기능은 고속 열차 및 공중 차량에 안정적인 이동 통신 환경을 제공할 수 있습니다. 그 결과, 이동 통신에서의 활용 사례의 범위는 아래에서 설명하는 바와 같이 증가합니다.
NTN NB-IoT는 4G에서 사용되는 NB-IoT 표준을 기반으로 작동합니다. 전력 소모량이 적고 데이터 전송률이 낮기 때문에 다음과 같은 사용 사례에 적합합니다:
- 지상파 통신 인프라를 사용할 수 없게 된 경우 긴급 전화 및 기타 짧은 메시지를 긴급 백업 링크로 송수신
- 농업, 건설, 임업, 해운 및 기타 산업의 원격지에서 실시간이 아닌 데이터를 송수신
NTN NR은 5G를 기반으로 음성 및 영상 통화, 미디어 스트리밍과 같은 더 높은 데이터 전송률 통신을 지원합니다. 이는 다음과 같은 사용 사례에 사용됩니다:
- 중장비의 원격제어 및 차량의 자율주행을 위한 통신
- 지상파 기지국의 커버리지 영역을 보완하여 육상, 해상, 상공에서 끊김 없는 커버리지를 제공
NTN 장치 개발의 과제
과제 1: 지연 및 주파수 이동
정지궤도(GEO), 지동궤도(GSO), 중지구궤도(MEO) 및 저지구궤도(LEO) 위성과 같은 통신 위성은 지면과의 거리 때문에 위성과 장치 사이에 지연을 발생시킵니다. 예를 들어, GEO 및 GSO 지연은 240 밀리초에서 280 밀리초 사이인 반면, LEO 지연은 6 밀리초에서 30 밀리초 사이입니다. 또한, 비-GEO 위성의 경우, 위성 움직임은 무선 신호 주파수의 도플러 이동을 유발합니다. 따라서, NTN이 가능한 IoT 장치 및 모바일 장치는 3GPP 표준에 따라 지연 및 도플러 이동을 보상해야 합니다.
과제 2: 재선택 및 로밍
지상파 네트워크(TN)에서 IoT 장치와 모바일 장치는 인접한 기지국 간의 신호 강도 차이를 모니터링하여 등록된 기지국을 전환합니다. 이 과정을 재선택이라고 하며, 이는 3GPP에 의해 정의됩니다. NTN에 대한 재선택은 TN에서 NTN으로 전환하는 데에도 적용됩니다. 또한 재선택은 위성과 장치의 정확한 위치를 모니터링하면서 수행됩니다. 이로 인해 TN 재선택보다 더 복잡한 작업이 발생합니다. 또한 위성 통신은 국경을 쉽게 넘나드는 TN 사업자와 NTN 사업자 간의 전환과 같이 서로 다른 사업자와의 로밍을 유발합니다. 따라서 NTN이 가능한 IoT 장치와 모바일 장치를 개발할 때 엔지니어는 로밍 동작이 3GPP 표준을 준수하는지 확인하여 사업자 간의 원활한 전환을 가능하게 해야 합니다.
NTN 디바이스 테스트 솔루션
안리쓰의 NTN 테스트 솔루션은 NTN 소자 개발을 위한 시뮬레이션 및 품질 평가 환경을 제공합니다. 이를 통해 실제 위성에 연결하지 않고도 NTN 소자를 검증할 수 있습니다.
- RF TRx 테스트
안리쓰는 Radio Communication Test Station MT8000A를 이용한 NTN NR 테스트 솔루션과 Radio Communication Analyzer MT8821C를 이용한 NTN NB-IoT 테스트 솔루션을 제공합니다. 두 제품은 모두 3GPP 적합성 테스트 환경을 제공하며, 간단한 조작과 유연한 파라미터 설정을 통해 RF TRx 테스트의 효율성을 높이는 데 기여합니다.
- 프로토콜 테스트
안리쓰의 칩셋 프로토콜 테스트는 'Radio Communication Test Station MT8000A'를 통해 NTN NR을, 'Signalling Tester MD8430A'를 통해 NTN NB-IoT를 지원합니다. 두 제품 모두 테스트 케이스의 신속한 생성 및 평가를 지원하여 효율적인 프로토콜 개발 및 검증이 가능합니다.
- 적합성 테스트
안리쓰는 NTN 지원 칩셋 및 기기의 적합성 테스트를 위한 테스트 솔루션을 제공합니다. 이러한 솔루션에는 NTN NB-IoT 및 NTN NR의 RF 적합성 테스트를 가능하게 하는 새로운 무선 RF Conformance 테스트 시스템 ME7873NR과 NTN NB-IoT의 프로토콜 적합성 테스트를 지원하는 5G NR Mobile Device Test Platform ME7834NR이 포함됩니다.
관련 자원
기사（PDF）:
6G: From Spec-Driven to Experience-Driven — Enabled by Accurate Simulation
6G에서는 평가가 사용자 체감 품질에 초점을 맞추는 방향으로 전환되고 있습니다. 그러나 실제 환경의 무선 조건은 지속적으로 변동하기 때문에 비교가 어렵습니다. 이 기사에서는 Field Simulation Test (FST)를 사용하여 실험실에서 실제 환경의 신호를 재현함으로써 디바이스 및 칩셋의 실제 성능을 평가하는 방법을 설명합니다.
백서:
Next-Generation Technologies for Non-Terrestrial Network (NTN) Implementation
본 문서에서는 AI를 활용한 네트워크 최적화, 위성 간 광통신, 양자 위성 네트워크 등 미래 NTN의 차세대 기술을 소개합니다.
백서:
Introduction to Non-Terrestrial Networks
이 백서는 지상 통신 기지국으로 서비스할 수 없는 이동 단말을 원활하게 연결하는 통신 네트워크 시스템인 NTNs(비지상 네트워크)의 기본 원리와 고려사항에 대해 설명합니다.
