5G & 6G 통신 기반 기술
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5G Layer 2 - Overview5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 6. 07:00
이전 글까지는 5G의 PHY layer를 어느 정도 정리했다. 이제는 Layer2, Layer 3도 하나씩 알아볼 시간이다. 다행히 윗쪽 Layer는 PHY Layer보다는 상대적으로 조금 간단하다. 상위 Layer에서 정해주는 Scheduling 방식이나, Parameter 들에 따라서, PHY Layer의 전송 방식이 정해진다. 이번 글에서부터는 Layer 2를 알아보도록 하자. Layer 2는 SDAP / PDCP / RLC / MAC 이라는 4개의 Sub-Layer로 나뉘게 된다. 각 Layer마다 역할을 가지고 있고, 이 역할에 맞는 Header를 붙인다. 각 Sub Layer로 들어온 데이터 단위를 Service Data Unit (SDU)라고 하고, 여기에 Protocol Control In..
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5G TDD에서의 Slot Format5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 6. 01:01
5G에서는 CP-OFDM을 주로 사용하고, Normal CP는 14개의 symbol이 1개의 slot을 구성한다. DL/UL Symbol을 시간 차원에서 나누는 TDD에서는어떻게 할당해주는 걸까? Slot Format 5G NR의 TDD 방식에서는 Symbol 단위로 자원할당이 이루어지는데 이 symbol을 Uplink용으로 사용할지, Downlink용으로 사용할지에 대한 정보를 담아서 줘야한다. 3GPP에서 정한 61개의 Format중에 하나를 골라서 전송한다. Slot Format의 14개 symbol에 들어갈 수 있는 경우의 수는 각각 D/U/F가 있는데, Flexible (F)는 D나 U 어떤 것을 보내도 상관이 없다는 뜻이라고 거의 99%의 문서에 설명되어 있다. 이 글만 봐서는 F가 D나 U ..
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5G Sub-carrier Spacing (SCS)5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:26
5G에서 가장 중요하게 다루는 기술 중 하나인 Flexible Numerology는 OFDM의 Sub-carrier Spacing (SCS)를 크게 지정해서, 데이터가 전송되는 Slot Duration을 줄이는 방법이다. Numerology는 기존 SCS인 15 kHz에 2를 곱하는 횟수를 말한다. 여기까지만 알아도, Flexible Numerology에 대한 느낌은 알 수 있지만, 조금 더 자세하게 TS 38.300을 보면, 다음과 같은 표를 볼 수 있다. SCS는 15 kHz부터 240 kHz까지 늘어날 수 있는데, 여기서 눈여겨 볼 부분은 크게 2가지다. Extend-CP가 SCS가 60 kHz일 때만 사용된다. SCS가 240 kHz인 경우는 Synchronization Signal에서만 사용된다..
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5G PHY Layer (2) - PHY의 역할 및 절차5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:25
통신이나 네트워크 전공을 한다고 하면, 또는, 전공과 관련된 면접을 받으러 가면, '어느 Layer를 공부하시나요?'라는 말을 많이 듣는다. 그러면, '5G 용어'라는 글에서 5G의 Layer에서 신경쓰는 Layer는 크게 3종류가 있다는 말을 했다. 그 중에 가장 아래 Layer를 PHY Layer라고 했는데, 이 글에서는 PHY Layer에서 어떤 일을 어떤 절차를 통해서 하는지 알아보도록 한다. 5G의 PHY Layer의 역할 PHY Layer는 모든 Layer 중에 가장 복잡하고 많은 일을 하고, 물리적인 개념도 알아야하기 때문에 공부하기가 상당히 까다롭다. 따라서, 하나씩 신호의 처리 순서에 맞게 설명하되, Channel Coding이나 CRC 같은 기본적인 개념에 대해서는 '통신 및 네트워크'..
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5G PHY Layer (1) - OFDM & Flexible Numerology5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:24
5G의 OFDM NR은 LTE처럼 기본적으로는 OFDM방식을 사용한다. 즉, 여러 개의 Sub-Carrier로 나눠서 데이터를 전송한다. OFDM의 특징은 Multi-path Fading에 의한 시간지연의 영향을 최소로 할 수 있다는 점이다. 시간지연의 영향을 최소화하기 위해 신호의 앞 뒤에 같은 파형 Cyclic Prefix (CP)를 복사 붙여넣기하는 CP-OFDM방식을 Downlink (DL)와 Uplink (UL)에서 지원한다. CP-OFDM은 DL/UL 모두 사용 가능하다. 5G에서 Frame Structure라는 것을 정의한다. 10 ms의 1 Frame은 10개의 1 ms Sub-Frame으로 나뉘고, 각 Sub-Frame은 Normal CP-OFDM일 때 14 개의 Symbols, Exte..
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5G Resource Allocation5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:23
5G Resource allocation은 LTE와 비교했을 때, 효율적이고 빠르게 자원 할당을 할 수 있도록 설계되었다. 짧은 글로는 모든 내용을 담을 수는 없겠지만, Resource Block (RB) / CBW / BWP / CRB / PRB같은 5G 문서에서 많이 언급되는 용어들을 통해 설명하도록 한다. Resource Element (RE) / Resource Block (RB) / Resource Grid 통신 시스템에서는 주파수 대역을 어떻게 효율적으로 남들과 나눠서 사용할 수 있을지를 다루는 개념들이 필요하다. 주파수 대역을 Time축과 Frequency 축으로 나눈 2차원 Time-Frequency Plane에서 Time과 Frequency 축을 최소단위들로 나눈다. 즉, 아래 그림에서 ..
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5G 기본 용어5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:22
이전까지는 통신 용어를 몰라도 이해하기 쉬웠을 것이다. 하지만, 이보다 한단계 더 깊은 얘기를 하기 위해, 다른 개념들과의 비교를 통한 간단한 통신 용어 정리를 한번 하도록 한다. LTE (4G) vs NR (5G) 4G까지의 통신을 LTE라고 알고 있을 것이다. 발전 단계에 따라서, LTE / LTE -A, LTE-A Pro 같은 명칭들이 있지만, 그냥 본 글에서는 LTE라고 통일한다. 여기서 말하는 ‘통신’을 크게 두 부류로 나눌 수 있다. 첫 번째로, 스마트 폰 같은 User Equipment (UE)와 기지국 Base Station (BS)의 연결을 Radio Access Technology (RAT)이라 한다. 이 때, 4G의 RAT을 LTE / 5G의 RAT을 New Radio (NR)이라고 ..
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5G Basic Principle5G & 6G 통신 기반 기술 2020. 7. 5. 21:21
이번 글부터는 대략적인 통신 용어는 알고 있다는 가정하에, 한 단계 더 깊에 5G 기술들에 대한 리뷰를 진행할 예정이다. 5G RAN을 구성하는 New Radio (NR)은 LTE와 비교했을 때, 많은 부분에서 변화가 있었다. 본 글에서는 LTE와 비교했을 때 어떤 철학을 가지고 설계가 되었는지에 대해 다룰 예정이다. NR은 기본적으로 ‘Low Latency’와 ‘Ultra-Lean’에 초점이 맞춰져서 설계되어있다. 5G는 지연시간이 짧으면서, 필요에 맞는 프로토콜만 유연하게 제공하자는 철학이 담겨있다. 5G의 Ultra-lean 철학 5G에서는 여러 Case를 나눠서 설계가 조금 까다로워져도, 각 UE의 상황에게 맞는 통신 프로토콜을 제공하자는 철학이 들어가 있다. 이 말만 들어서는 몹시 추상적으로 들..