5G -1편 - LAA (License-Assisted Access)

5G -1편 - LAA (License-Assisted Access)

 

목차 소개

CHAPTER 01 이동통신 진화의 배경
CHAPTER 02 스펙트럼 규제 및 3G에서 5G까지의 표준화
CHAPTER 03 무선 접속: 개요
CHAPTER 04 무선 인터페이스 구조
CHAPTER 05 물리 계층 전송 자원
CHAPTER 06 하향링크 물리 계층 절차
CHAPTER 07 상향링크 물리 계층 절차
CHAPTER 08 재전송 프로토콜
CHAPTER 09 스케줄링 및 전송 속도 적응 (rate adaptation)
CHAPTER 10 채널 상태 정보 (CSI) 및 Full-Dimension MIMO (FD-MIMO)
CHAPTER 11 엑세스 절차
CHAPTER 12 반송파 결합 (Carrier Aggregation)
CHAPTER 13 CoMP (다중 지점 조정/송신)
CHAPTER 14 Heterogeneous 구축
CHAPTER 15 스몰 셀 개선 및 동적 TDD
CHAPTER 16 DUAL CONNECTIVITY
CHAPTER 17 비면허 주파수 및 LAA (License-Assisted Access)
CHAPTER 18 Relay
CHAPTER 19 MBMS (MULTIMEDIA 19 BROADCAST/MULTICASTSERVICES)
CHAPTER 20 MASSIVE-MTC 어플리케이션을 위한 LTE
CHAPTER 21 D2D 연결
CHAPTER 22 스펙트럼 및 RF 특성
CHAPTER 23 5G 무선 접속
CHAPTER 24 새로운 5G

 

LAA (License-Assisted Access)

새로운 세상 5G

 

자율주행차가 도로를 움직이면서 사람을 수송한다. 그 차에 타면 홀로그램으로 표현된 상대방과 대화할 수 있고, 도착한 경기장의 가상현실(VR) 체험존에서 경기 장면을 360도로 실시간 감상할 수 있다.  ( 평창 동계 올림픽에서 세계 최초로 소개될 5G 시범 서비스)

5G 서비스의 구현을 위해서는 더욱 빠른 데이터 전송속도가 필요하다. 이를 위해서 LTE 면허대역과, Wi-Fi 주파수가 포함된 비면허 대역을 묶어 데이터를 전송하는 주파수 묶음(Carrier Aggregation) 기술이 필요하다

LTE 주파수와 새롭게 묶을 수 있는 주파수를 찾게 되었고, 이동통신 사업자들은 허락 없이 누구나 사용할 수 있는 비면허대역 주파수를 주목하게 되었다.

 

LTE-LAA 기술은 LTE 주파수 20 MHz 대역과 비면허 대역인 Wi-Fi 주파수 60 MHz 대역을 묶어 LTE에 비해 약 10배 이상 빠른 최대 데이터 전송 속도인 1 Gbps를 달성했다.

 

 

5G 성능지표	Value
최대 전송 속도(Peak Data Rate) Gbps	20Gbps(DL), 10Gbps(UL)
최대 주파수 효율	30 bps/Hz(DL), 15 bps/Hz(UL)
사용자 체감 전송 속도 ( User experienced data rate)	100Mbps(DL), 50Mbps(UL)

 

• LAA는 LTE licensed 대역을 anchor로 하여, licensed 대역과 unlicensed 대역을 carrier aggregation (CA)을 이용하여 하나로 묶는 기술이다.
• 단말은 항상 licensed 대역으로 망에 접속하여 서비스를 이용하고, 기지국이 상황에 따라 licensed 대역과 unlicensed 대역을 CA로 결합하여 licensed 대역의 traffic을 unlicensed 대역으로 offloading 시킨다.
• CA시 licensed 대역이 anchor로 Primary Cell (PCell)이 되고 unlicensed 대역은 Secondary Cell (SCell)로만 사용된다. 즉, unlicensed 대역은 CA를 통해서만 활성화되고 단독으로는 LTE 통신을 하지 않는다. 

구성도

 

국내에서 무선랜이 사용할 수 있는 5GHz unlicensed 대역(5.15GHz ~ 5.825GHz)의 출력은 방송통신위원회 산하 국립전파연구원의 기술기준에 따라서 4개의 대역별로 달리 제한됩니다. 5150~5250MHz: 최대 출력은 2.5mW/MHz이며, 20MHz 채널대역 사용 시 17dBm이하로 출력 제한됨. 무지향성 안테나 최대이득은 6dBi 임. 5250~5350MHz: 최대 출력은 10mW/MHz이며, 20MHz 채널대역 사용 시 23dBm이하로 출력 제한됨.  무지향성 안테나 최대이득은 7dBi 임. DFS 적용 5470~5650MHz: 최대 출력은 10mW/MHz이며, 20MHz 채널대역 사용 시 23dBm이하로 출력 제한됨.  무지향성 안테나 최대이득은 7dBi 임. DFS 적용 5725~5825MHz: 최대 출력은 10mW/MHz이며, 20MHz 채널대역 사용 시 23dBm이하로 출력 제한됨.  무지향성 안테나 최대이득은 6dBi 임. 지향성 안테나 최대이득은 20dBi임. DFS가 적용되는 주파수 대역은 해양/항공용 radar에 우선 사용권이 있습니다. 따라서 radar 신호 감지 시 즉시 채널을 변경해야 합니다. 참고로 송신 안테나로부터 100m 떨어진 거리에서 5.5GHz 무선 신호의 세기를 측정할 경우, 이론상 원 신호 대비 약 87dBm이 감쇄됩니다.

 

따라서 LTE-U가 상용화되더라도 femto cell과 같은 small cell에만 적용될 것으로 보입니다.

 

5G 모바일 서비스 시나리오

 

출처 5G Service Roadmap 2022, 5G Forum, 2019

LAA 의 경우, 몰입 현실, 지능등 구현이 높은 실내 5G 환경에도 쓰임이 높을 예정이다.

 

• LAA 의 장단점

장점	단점
대역폭이 사용 효율이 높아짐.	기존 비면허대역의 주파수 사용도가 복잡
서비스 안정성이 향상	비면허대역 상 주파수 간섭, 충돌가능성 발생.
비용 절감 효과.