5G(IMT-2020)

Massive MIMO, Small Cell, Ultra Wideband, NOMA

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I. 초고속, 초연결, 저지연 사회를 위한 통신기술 5G의 개요

가. 5G(IMT-2020)의 정의

   - 4G 시스템 대비 20배 빠른 전송속도 및 10배 많은 다양한 디지털 서비스를 수용하고, Real 3D 입체 영상 서비스 기술을 구현한 차세대 이동통신

나. 5G의 특징

특징	내용
초광대역 통신 (eMBB)	- 현재의 1000배, 사용자당 전송속도는 10배~100배의 초고용량 통신 기반 - 다양한 초고용량 콘텐츠(3D 영상 및 홀로그램) 서비스 지원
초연결 통신 (mMTC)	- 셀 중심 네트워크에서 디바이스 중심 네트워크로 진화 - 장소, 시간, 사물 제약 없이 고품질 통신 서비스 제공
초저지연 처리 (uRLLC)	- 종단간 지연시간 최소화 - 생각하는 순간 반응하는 초 실시간 서비스 제공
가상 네트워크 인프라	- 가상화 기술 적용하여 효율성, 유연성, 자율성, 개방성, 경제성 강조된 구조로 진화 - NFV(Network Functions Virtualization), SDN(Software Defined Networking), 개방형 인터페이스 기술 이용

다. 5G의 필요성

   - 트래픽 증가, 디바이스 수 증가, 클라우드 의존성 증가, 다양한 모바일 융합서비스 등장

라. 5G 8대 핵심 성능지표

   - 1) 최대전송속도, 2) 이용자 체감 전송 속도, 3) 주파수 효율성, 4) 고속 이동성

   - 5) 전송지연, 6) 최대기기 연결 수, 7) 에너지 효율성, 8) 면적당 데이터 처리용량

마. 이동통신의 발전과정

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II. 5G의 개념도 및 기술요소

가. 5G의 개념도

나. 5G의 기술요소

구분	기술요소	내용
용량 증대	네트워크 고밀도 기술 (Network Densification)	- 셀의 트래픽 양을 증가시키고 셀의 크기를 줄여 일정 영역 내 셀의 개수를 증가시켜 셀 분할에 다른 용량 증대
	대규모 안테나 시스템 (Massive MIMO)	- 기지국에 수십 혹은 수백 개의 안테나를 장착하여 동일 자원으로 수십 명의 사용자를 동시에 지원함으로 인해 높은 용량과 에너지 효율 증대
	전이중 (In-band Full Duplex)	- 송신 무선자원과 수신 무선자원을 공유하여 무선 자원의 양을 높이는 전이중 방식의 전송방식으로 전송 효율 증대
	비직교 다중접속 (NOMA, Non-Orthogonal Multiple Access)	- Non-Orthogonal Multiple Access. 주파수, 공간 자원상의 두 대 이상의 단말에 대한 데이터를 동시에 전송하여 주파수 효율을 향상시키는 기술
	초광대역 (Ultra Wideband)	광대역 초기접속 기술, 각 단말에 대용량 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 HARQ 전송 및 피드백 지원 기술, 기존 셀룰러 대역과의 협력 기술
저지연	저지연/고신뢰 무선전송 (Low Latency & High Reliability)	- 무선 접속 구간은 스케줄링 요청, 자원할당 무선 구간에는 데이터 전송, 복조 등으로 패킷의 단대 단 지연 줄임
	단말 네트워킹 (Device Networking)	- 커버지리 내외에서의 단말간 통신 기술을 사용하여 IoT환경 지원을 통해 새로운 서비스 지원
기타	FTN (Faster-Than-Nyquist)	- 동일한 대역폭에서 Nyquist rate보다 더 빠른 Rate으로 전송하여 Capacity를 증대시키는 기술로 전송 대비 전송률이 30~100%까지 향상
	FBMC (Filter Bank Multicarrier)	- 다수의 필터를 이용하여 다수의 반송파에 다수의 서로 다른 심벌을 주파수 효율적으로 동시에 전송하는 기술 (OFDM과 비교)
	QAM (Quadrature Amplitude Modulation)	- 서로 다른 궤도각 운동량을 갖는 전자기파에 각각 다른 정보를 실어 전송하는 방법
	NR (New Radio)	- 단말과 기지국 사이의 무선 접속 기술

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III. 5G의 이동통신 표준

가. 4G와 5G의 이동통신 표준

나. 3GPP 5G 표준화 일정

- Release 14까지 4G LTE를 업그레이드 해왔으며, 최초 국제 5G표준은 2018년 6월에 Release 15시기에 발표

- Release 15에서는 Release 14에서 계속 발전시킨 LTE 진화기술도 포함

- Release 15에서 나온 5G 표준을 ‘5G phase 1’ 표준으로 부르며, 이후 Release 16에서 나올 5G 표준은 ‘5G Phase 2’라고 한다

다. 5G NSA와 SA

라. 5G 표준 release별 NR(New Radio) 표준기술

   - NR 시스템은 원래 일반적인 용어로 차세대임을 나타내기 위해 사용되었던 New Radio의 약자였으나, 현재는 NR 자체가 하나의 시스템에 대한 용어로 확정되어 사용

   - Release 15 (NSA, SA, NR-NR-DC-

   - Release 16 (Enhancement NR, 5G V2X with sidelink, IIoT, IAB, NTN, NR-U)