지금 이 순간

1. 개요

 - 대용량 다중 안테나 기술

 - 5G 이동통신의 핵심 기술

 - 기지국에 수십 혹은 수 백 개의 안테나를 장착하여 동일자원으로 수십 명의 사용자를 동시에 지원함으로 인해 높은 용량 증대와 더불어 높은 에너지 효율 증대를 얻는 기술

2. 개념도

3. Massive MIMO 장점 및 기술적 이슈

 가. 장점

    - 안테나의 이득이 매우 높은 빔형성 가입자에게 대용량의 정보 전송

    - 여러 채널로 동시에 정보 전송 가능

    - 에너지 효율 향상

    - 간섭에 강인

 나. Massive MIMO의 기술적 이슈

    - Massive MIMO의 간섭 억제

    - 수신기 복잡도 문제

    - 채널 추정 문제(파일럿 오염)

    - 다수의 안테나를 사용하여 송신하므로 평균 대비 최대 전력 (PAR: Peak to average power ratio)이 높아지므로 고비용의 증폭기를 사용하여야 하는 문제점(Massive MIMO는 다수의 사용자의 신호가 더해져서 각 안테나에서 출력되어야 하므로 OFDM과 유사한 PAR문제가 발생)

4. Massive MIMO와 이중화 방식

   - 주파수 분할 듀플렉스 (FDD: Frequency division duplex) 방식은 상·하향링크의 주파수 대역이 다르므로 상·하향링크 무선채널을 독립적으로 추정

   - 시간 분할 듀플렉스 (TDD: Time division duplex) 방식은 상·하향링크가 동일한 주파수 대역을 사용하므로 상·하향링크의 무선채널이 동일

   - Massive MIMO 시스템은 시분할 듀플렉스 방식을 사용하는 것이 보다 적합

1. 개요

 - 기존 디지털 방송 및 이동통신 시스템(4G)은 OFDM 기반

 - 시간이 지나고 수요가 증가함에 따라 OFDM 기술에서는 대역 외 스펙트럼 재성장 (spectrum regrowth) 때문에 사이드 로브가 높아져 스펙트럼 효율성이 떨어진다는 문제가 발생

 - 이러한 OFDM의 단점을 해결하기 위해 GFDM (generalized frequency division multiplexing), FBMC (filter bank multi- carrier), UFDM (universal filter multi- carrier) 등의 다른 방법에 대한 연구가 진행

2. OFDM의 한계

  - 현재까지 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)은 다중 경로 페이딩 채널에 대한 강인함과 Fast Fourier Transform(FFT)를 이용한 구현의 용이성으로 널리 사용되어 왔음

  - 5G에서 요구하는 조건들을 만족시키기에 OFDM은 한계가 있음

  - MTC와 machine to machine(M2M)통신에서는 많은 저전력 장치들이 비동기신호를 보내게 되는데 OFDM은 높은 PAPR 때 문에 저전력 장치들이 운용하기 어려움

  - 또한 OFDM의 잦은 Cyclic Pefix(CP)의 사용은 Tactile Internet에서 요구 하는 조건인 저 지연 (<1ms)을 만족시키기 어렵게 한다

 - 부반송파간 간섭(ICI : Inter Carrier Interference)을 제거하기 위하여 사용하는 CP(Cyclic Prefix)로 인한 대역 손실도 발생

  -  OFDM의 높은 대역 외 방사로 인해 5G의 주요 시나리오인 fragmented spectrum 환경에 부적합할 것이라 예상

 - OFDM 기술은 부반송파 간의 효율성을 높일 수는 있으나 밴드 간에는 Side-lobe의 누출전력을 발생 시키므로 채널 간 간섭을 막기 위한 Guard band로 인한 주파수 낭비 발생

3. 5G 물리계층 후보

 가. FBMC(Filter Bank Multi Carrier)

    - 각 부반송파 별 필터를 적용하여 대역 외 방사를 OFDM보다 확연하게 줄인 기술

    - 부반송파마다 필터를 적용하기 때문에 높은 구현 복잡도를 갖음

    - OFDM보다 낮은 대역 외 방사를 갖으며 높은 시간- 주파수 효율을 얻을 수 있다

    - FBMC 송신기 구조

   - FBMC 서브채널 주파수 응답

 나. UFMC(Universal Filtered Multi carrier)

    - FBMC와 달리 한 개의 필터가 여러 부반송 파를 처리하여 전송하는 방식

    - FBMC와 달리 부반송파 마다 필터를 적용하는 것이 아닌 부반송파들의 그룹, 즉 서브밴드마다 필터를 적용하는 방식

     - 서브밴드마다 필터를 적용함으로서 OFDM의 Cyclic Prefix(CP) 로 인한 주파수 대역 이용 효율 저하 및 다중 경로 페이딩 채널에 의해 발생하는 Inter Carrier Interference(ICI)를 극복

 다. GFDM(Generalised Frequency Division Multiplexing)

    - 기존에는 없었던 새로운 개념의 다중주파수 전송방식

    - 모든 데이터들은 주파수, 시간 영역에서 원형 이동(circularly shifted) 된 필터를 이용하여 처리 하는 방식

    - 이러한 과정을 통해 대역 외 방사를 낮 춰 여러 단말이 복잡하게 스펙트럼을 사용하고 있는 fragmented spectrum에서의 운용을 가능

    - OFDM과 SC-FDE

    - OFDM과 SC-FDE(Single Carrier- Frequency Domain Equaliser)의 장점을 아우르는 방식이 GFDM

    - 데이터를 부심볼과 부반송파에 맵핑시켜 블록 형태로 데이터를 전송하는 방식

http://elecs.tistory.com/112

1. 개요

 - 촉감(을 전달하는)인터넷

 - 촉감 정보가 전달될 만큼 저 지연을 특성으로 하는 인터넷

 - 이동통신망을 통한 지연을 인식하지 못하면서 실시간 속도로 실체 및 가상 물체를 제어하는 능력을 제공하는 응용 서비스

2. Tactile Internet 개념도

3. Tactile Internet 응용서비스

4. Tactile Service 위한 5G 코어 네트워크 요구사항

 가. Edge 네트워크로의 콘텐츠 및 서비스 분산

   - End to End 지연을 줄이기 위해서 콘텐츠 서버의 모바일 엑세스망으로의 전치 분산배치가 필요

 나. 인접 콘텐츠 Content server 및 Device 에 직접 연결

   - 정보의 소스에 가까울수록 다양한 context 정보를 수집할 수 있고, IoT 및 SNS 등으로부터 생성되는 (빅)데이터 분석이 용이해짐

 다. 유연하고 단순한 제어 시그널링

   - Machine 타입의 단말의 등장과 이를 이용한 Tactile 서비스를 위해서는 단말과 해당 서비스의 유형에 맞는 시그널링 절차기 필요

 라. 분산된 코어 네트워크 구조

   - 4G 이동통신 시스템의 구조에서는 콘텐츠 및 서비스의 분산이 어려운 구조이다. 이는 서비스를 위한 콘텐츠 서버가 기본적으로 P-GW 를 통해 연결되는 PDN 에 위치할 수 밖에 없기 때문이다.

   - 코어네트워크를 엑세스 망에 분산 및 통합하여 단말 및 서비스에 따라서 베어러 설정 및 제어를 위한 절차를 간소화함으로 End-to-End 지연을 줄이는 구조가 요구

5. 맺음말

 - 초 저지연을 요구하는 Tactile Internet 서비스 제공을 위해서는 4G 기술의 많은 부분에서 획기적인 변화가 요구

 - 특히 분산된 코어네트워크의 구조기반의 유연한 시그널링이 필수적

 - Tactile Internet 서비스는 5G 기술 도입시에는 상대적으로 지연한계가 높은 서비스를 시작으로 해서 지연한계가 작고 고 신뢰성이 보장되는 서비스로 점진적으로 상용화가 될 것으로 예상

Tactile_internet.pdf