한국전자통신연구원 2016 Electronics and Telecommunications Trends

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우제 제갈
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1 한국전자통신연구원 2016 Electronics and Telecommunications Trends

Ⅰ. 서론 Internet of Things(IoT)라는 용어는 1999년도에 미국 MIT 대학에서 처음 사용한 이래, 현재는 사람 및 사물 등 생활 속 모든 사물(Everyday Objects)을 유무선 네트 워크로 연결하여 정보를 생성하고 공유하며, 이를 통해

종래의 이동통신과 다른 5G 이동통신 시스템의 가장 큰 특징 중 하나는 이동통신 인프라를 통해 이러한 초연 결 네트워크 환경을 제공하는 것이며, 네트워크에 연결 된 다양한 사물디바이스를 통한 실감 통신 및 원격 정밀 제어 등을 제공하기 위한 저지연, 고신뢰 통신을

이에 따라 (그림 1)에서와 같이 초고속 대용량 (Enhanced Mobile Broadband), 초다수 디바이스 연결 (Massive IoT), 저지연 및 고신뢰(low latency & ultrahigh reliability) 등이 5G 이동통신 시스템을 위한

초다수 디바이스 연결 scenario인 massive IoT는 단 위면적당 정량적인 수치로는 ITU-R의 5G Vision 요구 2 2 사항에 의하면 1km 당 100만개(1m 당 1개) 가량의 사 물 디바이스를 수용하는 능력을 의미하며, 5G와 관련된 각종 단체의

5G 이동통신 시스템에서 massive IoT를 위한 기술적 요구사항으로는 네트워크에 연결되는 디바이스 수의 증 가뿐 아니라, 초저가 디바이스(예, 5~10달러 미만), 초 저전력(예, 디바이스에 배터리 장착으로 10년 정도 수명 유지), 향상된 커버리지(예, 기존

2 Ⅰ. 서론 Internet of Things(IoT)라는 용어는 1999년도에 미국 MIT 대학에서 처음 사용한 이래, 현재는 사람 및 사물 등 생활 속 모든 사물(Everyday Objects)을 유무선 네트 워크로 연결하여 정보를 생성하고 공유하며, 이를 통해 다양한 서비스를 제공하는 초연결 네트워크 환경으로 대변된다. 종래의 이동통신과 다른 5G 이동통신 시스템의 가장 큰 특징 중 하나는 이동통신 인프라를 통해 이러한 초연 결 네트워크 환경을 제공하는 것이며, 네트워크에 연결 된 다양한 사물디바이스를 통한 실감 통신 및 원격 정밀 제어 등을 제공하기 위한 저지연, 고신뢰 통신을 포함한 다. 이에 따라 (그림 1)에서와 같이 초고속 대용량 (Enhanced Mobile Broadband), 초다수 디바이스 연결 (Massive IoT), 저지연 및 고신뢰(low latency & ultrahigh reliability) 등이 5G 이동통신 시스템을 위한 대표 적인 3대 usage scenario에 해당된다. 초다수 디바이스 연결 scenario인 massive IoT는 단 위면적당 정량적인 수치로는 ITU-R의 5G Vision 요구 2 2 사항에 의하면 1km 당 100만개(1m 당 1개) 가량의 사 물 디바이스를 수용하는 능력을 의미하며, 5G와 관련된 각종 단체의 백서(white paper)에 의하면 전 세계적으로 는 2020년까지 지구상에 존재할 것으로 예상되는 약 500억개의 사물 디바이스 수용을 목표로 한다. 5G 이동통신 시스템에서 massive IoT를 위한 기술적 요구사항으로는 네트워크에 연결되는 디바이스 수의 증 가뿐 아니라, 초저가 디바이스(예, 5~10달러 미만), 초 저전력(예, 디바이스에 배터리 장착으로 10년 정도 수명 유지), 향상된 커버리지(예, 기존 대비 20dB coverage gain) 등이 포함된다. 이와 같은 massive IoT 요구사항들은 (그림 2a)와 같 이 3rd Generation Partnership Project(3GPP)의 LTE 기반 기술의 진화 버전인 LTE-Evolution 기술과 기존 LTE 시스템과는 비호환적인 New RAT(Radio Access Technology) 기술로 구성된 5G 기술을 통해 만족될 수 있다. 3GPP는 2015년 9월 미국의 Phoenix에서 Radio Access Network(RAN) Workshop on 5G 를 개최하여 회원사들의 발표를 통해 5G를 위한 New RAT 및 LTE 진화 기술에 대한 논의를 시작했으며, 5G New RAT을 위한 표준화는 (그림 2b)와 같이 2016년부터 Study를 시작하고 규격작업은 Phase 1과 2로 나뉘어 진행될 예 정이다. Phase 1은 Release 15에 해당하며 2017년 6월 부터 시작되고, Phase 2는 Release 16에 해당하며 2018년 9월부터 시작되어 2019년 12월에 완료될 예정 이다. 박옥선 외 / 5G massive IoT 기술 및 표준화 동향 69

3 5G New RAT Phase 에따른 massive IoT 표준화는 Huawei 를비롯한중국계회원사및 Alcatel-Lucent 등은 Phase 1에서의시작을제안하고있지만, 대다수의회원사들은 Phase 2에서의표준작업을제안하고있다. 3GPP RAN Workshop 에발표된 massive IoT 관련후보기술로는 Flexible Numerology 를갖는 OFDM 부터 Filter Bank Multi-Carrier(FBMC), Universal Filtered Multi-Carrier(UFMC), Generalized Frequency Division Multiplexing(GFDM) 등의새로운 Waveform 기술, Sparse Code Multiple Access(SCMA), Resource Spread Multiple Access(RSMA), Pattern Division Multiple Access(PDMA) 등과같은새로운 Multiple Access 기술, Polar code, Low-Density Parity-Check(LDPC) code 등저속전송에적합한새로운코딩기술등이제시되었으며, 이에대한 Study 작업및표준화작업이빠르면 2016 년부터시작될예정이다. 3GPP 에서는이미 2008 년하반기부터 LTE 기반사물디바이스수용을위한 Machine Type Communication(MTC) 표준화작업을시작하여, ( 그림 2b) 에서와같이최근 Rel-13 Further Physical Layer Enhancement for MTC 표준작업이 2015 년 12월로거의완료되었으며, MTC 디바이스보다협소한대역폭과저속의데이터전송을요구하는디바이스를위한 Rel-13 Narrow Band(NB)-IoT 표준작업을 2016 년 3월완료를목표로진행중이다. 따라서 LTE-Evolution 을기반으로한 5G massive IoT 기술은현재표준화가진행중인 MTC 및 NB-IoT 를기반으로진화될예정이다. 본고에서는 LTE-Evolution 기반 massive IoT 기술의기반이되는 MTC 및 NB-IoT 기술및표준화내용에대해자세히살펴보고자한다. Ⅱ. 3GPP MTC 및 NB-IoT 기술표준화동향 방식으로서, 사물통신애플리케이션을 LTE 네트워크에서지원하는것을목적으로한다. Rel-11 MTC는부하제어를위한 LTE RAN 프로토콜개선과단말의복잡도와배터리소모를최소화하는 RAN 기술에중점을두고 Study Item 연구를진행하였다 [1][3][4]. Rel-12 표준에서는시그널링오버헤드감소와전력소모최적화를위한 RAN 기술향상에중점을둔 enhanced MTC(eMTC) Study Item 연구를완료하였고 [5], 커버리지향상을위해 LTE 물리계층및 RF를개선하여저비용단말카테고리 (UE category 0) 를정의하는데주력하였다 [6]. 현재 Rel-13 emtc 는 3GPP RAN WG1 의주도하에저복잡도와커버리지향상뿐만아니라저전력단말을위한 Work Item 표준작업을진행하고있으며 2016 년 3월까지 emtc 표준화를완료할예정이다. emtc 단말은이동성이거의없고시간지연에민감하지않은스몰데이터 1) 를전송하므로많은기능을간소화하여 EGPRS 단말보다경쟁력있는저비용기술을개발하고자하였다. 그러나복잡도감소로인한수신성능열화를보상해야할뿐만아니라무선인터페이스에서투과손실이매우큰경우가발생할수있으므로커버리지를최대 15dB 까지개선해야할필요성이논의되었다. 그리고 emtc 단말의배터리수명을 10년이상유 1. Rel-13 MTC MTC 는 LTE 캐리어에서동작하는협대역무선접속 70 전자통신동향분석제 31 권제 1 호 2016 년 1 월

4 지하기위해송수신시간을최소화하는저전력기술도지원해야한다. 앞에서기술한 emtc 성능요구사항및목표는 < 표 1> 에요약하였다. 단말의복잡도를줄이기위한기술로서협대역, 단일안테나, 전송전력감소, 채널코딩및변조방식간소화, 반이중모드 (Half-Duplex: HD) 등을지원하도록결정하였다 [7]. 특히, LTE 캐리어내에서 6PRB 크기의협대역 (narrowband) 을정의하고단말이최소시스템대역폭인 1.4MHz 의 RF 및기저대역으로동작함으로써 LTE 물리채널구조를재사용할수있다. 그러나 LTE Physical Downlink Control Channel(PDCCH)/Physical Control Format Indicator Channel(PCFICH)/Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel(PHICH) 를사용할수없으므로다운링크제어채널 (M-PDCCH) 은 LTE Enhanced Physical Downlink Control Channel (EPDCCH) 을기반으로새롭게설계되었다. emtc 단말은 1.4MHz 협대역및단일안테나를지원함으로써 RF 컴포넌트뿐만아니라기저대역프로세싱비용을절감할수있다. 특히, 반이중모드를지원하는단말은커버리지손실없이 RF 비용을획기적으로절감할수있을것으로예상된다. 그러나단말의전송전력을 23dBm 에서 20dBm 으로낮춰서업링크커버리지감소문제가발생할수있다. emtc 를위한업링크 / 다운링크데이터채널은최대 2 개의 Hybrid Automatic Repeat request(harq) 프로세스를지원하고비동기및적응형 HARQ 모드로동작한다. 그리고 1000 비트이하의스몰데이터전송과낮은차원의변조방식 ( 예, QPSK, 16QAM) 은커버리지손실없이도복잡도및전력소모를줄일수있다. 단말의커버리지를개선하기위해각채널에적용된기술로서반복전송 (repetition), TTI bundling 및 HARQ 재전송, cross-subframe scheduling, 주파수호핑, 또는멀티서브프레임채널추정기법등을지원하도록결정하였다 [( 그림 3) 참조 )][7]. RRC_CONNECED 상태인단말의커버리지모드를모드 A와 B로구분하여시그널링해주면, 단말은각커버리지모드에해당하는반복횟수를각채널에적용할수있다. 업링크 / 다운링크채널은커버리지모드 A에서최대 32회, 커버리지모드 B에서최대 2,048 회반복전송할수있다. emtc 를위한다운링크제어및데이터채널의전력효율과커버리지를더욱증가시키기위해반복전송뿐만아니라최대 4개의협대역간주파수호핑과최대 16개서브프레임동안연속해서채널추정을수행할수있다. 또한다운링크제어채널을모두반복전송한후, 다운링크데이터채널을반복전송하는 cross-subframe scheduling 기법을사용할수있다. 다운링크제어채널은커버리지개선을위해더낮은코딩율과더작은크기의 Downlink Control Information(DCI) 포맷을지원한다. 업링크채널의전력효율과커버리지를더욱증가시키 박옥선외 / 5G massive IoT 기술및표준화동향 71

기위해반복전송뿐만아니라 2개의협대역간주파수호핑과최대 16개서브프레임동안연속해서채널추정을수행할수있다. 그리고반복횟수가많은경우엔최대전력으로전송한다. emtc 단말의전력소모를줄이기위한기술로서 Power Save Mode(PSM), extended Discontinuous Reception(eDRX), 시그널링간소화등을지원한다.

5 기위해반복전송뿐만아니라 2개의협대역간주파수호핑과최대 16개서브프레임동안연속해서채널추정을수행할수있다. 그리고반복횟수가많은경우엔최대전력으로전송한다. emtc 단말의전력소모를줄이기위한기술로서 Power Save Mode(PSM), extended Discontinuous Reception(eDRX), 시그널링간소화등을지원한다. PSM 을새롭게정의하여네트워크에등록된단말은호설정및연결절차가없이간단한시그널링만으로 PSM 상태에서 wakeup 상태로전환할수있게한다. 그리고 emtc 의산발적인스몰데이터전송특성에적합하도록 Tracking Area Update(TAU) 주기와 Discontinuous Reception(DRX) 주기를늘려서불필요한시그널링을최소화한다. 또한, emtc 단말을위한 System Information Block(SIB)/SI 는제어채널스케줄링없이다운링크데이터채널로만전송된다. 즉, MTC-SIB1 의스케줄링정보는미리정의하거나 MIB(Master Information Block) 로전송하고, 나머지 MTC-SIs 의스케줄링정보는미리정의하거나 MTC-SIB1 으로전송한다. 2. Rel-13 NB-IOT 지난 2015 년 9월미국피닉스에서개최된 3GPP RAN Plenary 69차회의에서 LTE Release 13을목표로 NarrowBand IOT(NB-IOT) Working Item 표준화를승인하였으며 [8], 현재 TSG-RAN WG1 의주도하에 3GPP 표준화가진행되고있다. ( 그림 4) 에서볼수있 듯이, NB-IOT 표준화는 GERAN Study Item 의결과물인 TR 문서에기반을두고있다. 세부적으로, Huawei 와 Vodafone 의주도로제안된 OFDMA( 다운링크 )/FDMA( 업링크 ) 기반의 NB-CIOT 기술과 Ericsson 의주도로제안된 OFDMA( 다운링크 )/SC-FDMA( 업링크 ) 기반의 NB-LTE 기술을바탕으로단일한솔루션을제안하기위한논의가시작되었다. NB-IOT 는면허대역에서 Low Power Wide Area(LPWA) 네트워크를실현하기위한셀룰러협대역무선전송기술이다. 이새로운기술을통해커버리지성능을개선하고지연민감성이낮은스몰데이터 2) 전송을수행하는초다수사물통신디바이스를수용할수있을것으로예상된다 [9]. 본절에서다루는 NB-IOT 의표준동향은 2015 년 11 월미국애너하임에서개최된 TSG-RAN WG1 83차회의및 WG2 92차회의까지의결정사항을기반으로한다. 가. 요구사항및운용모드현재 3GPP 에서논의중인 NB-IOT 는주로스마트미터링, 스마트홈, 알람서비스등의다양한서비스를면허대역에서지원하는것을목표로한다. 따라서, 대부분의 NB-IOT 디바이스는건물내에서동작할것으로예상되며, 기지국은지하에설치된 NB-IOT 디바이스에도커버리지를제공할수있어야한다. 또한, NB- IOT 디바이스는한번설치된이후에는배터리교체와같은관리가필요하지않으며, $1 정도의매우저렴한칩셋을개발할것으로예상된다. 따라서, NB-IOT 설계시, 디바이스의매우낮은복잡도와배터리소모량이고려되어야한다. 마지막으로, NB-IOT 디바이스는지연민감성이비교적낮은스몰데이터를전송하며, 기지국은셀당약 5만개에해당하는초다수디바이스를수용 72 전자통신동향분석제 31 권제 1 호 2016 년 1 월

Ÿ In-band mode NB-IOT 를위해 LTE carrier 의일부 resource block 을할당하여운용함. 나.

NB-IOT 는 ( 그림 5) 와같은세가지의서로다른운용모드를제공하며, 각모드에대해동일한요구사항과단일한솔루션을제공하는것을목표로한다.

Ÿ Standalone mode NB-IOT 를위해 GERAN 에서사용되는주파수대역 ( 향후재할당된 GSM carrier) 을별도로할당하여운용함.

를할당하여운용함. NB-IOT 는 E-UTRA 로부터변형된협대역무선접속방식으로다운링크와업링크전송을위해각각 180kHz 대역을할당하여사용한다.

6 Ÿ In-band mode NB-IOT 를위해 LTE carrier 의일부 resource block 을할당하여운용함. 나. TSG RAN WG1 표준동향 할수있어야한다. 3GPP 에서정의하고있는 NB-IOT 의성능요구사항및그목표는 < 표 2> 와같다 [9]. NB-IOT 는 ( 그림 5) 와같은세가지의서로다른운용모드를제공하며, 각모드에대해동일한요구사항과단일한솔루션을제공하는것을목표로한다. 각각의운용모드와그특징은다음과같다 [8]. Ÿ Standalone mode NB-IOT 를위해 GERAN 에서사용되는주파수대역 ( 향후재할당된 GSM carrier) 을별도로할당하여운용함. Ÿ Guard-band mode NB-IOT 를위해 resource block 으로사용되지않은 LTE carrier 의 guard-band 를할당하여운용함. NB-IOT 는 E-UTRA 로부터변형된협대역무선접속방식으로다운링크와업링크전송을위해각각 180kHz 대역을할당하여사용한다. 하지만기존 LTE 시스템과의호환성을제공하지않는다 (non-backward compatible). 다운링크의경우, 크게두가지방식이논의되었다. 하나는 Huawei 가주도하는 3.75kHz 부반송파간격을갖는 OFDMA 기반의전송방식이며, 다른하나는 Ericsson 이주도하는 15kHz 부반송파간격을갖는 OFDMA 기반의전송방식이다. 3.75kHz 부반송파간격을사용하는경우 in-band 및 guard-band 운용모드에서기존의 LTE carrier 와간섭을야기하며, 특히 in-band 운용모드에서 CRS, CSI-RS 및 PDCCH 와같은기존의 LTE 제어신호및채널과의충돌문제가발생한다 [( 그림 6) 참조 ][10]. 반면, 15kHz 부반송파간격을갖는경우, 앞서언급된 in-band 및 guardband 운용모드에서의발생가능한문제를해결할수있다. 따라서, TSG-RAN WG1 83차회의에서기존 LTE 시스템의다운링크와동일하게 15kHz 부반송파를갖는 OFDMA 를지원하는것으로결정하였다 [11]. 박옥선외 / 5G massive IoT 기술및표준화동향 73

7 NB-IOT 는 180kHz( 즉, 기존 LTE 기준 1PRB) 의협대역주파수를사용하고, 전송가능한최소주파수단위가 15kHz 부반송파로작아짐에따라, NB-IOT 의신호및채널설계가기존의 LTE 다운링크와차이가있을것으로예상된다. 예를들어, 기존 LTE 의동기신호의경우, 주파수영역으로는 6PRB 그리고시간영역으로는 1개의 OFDM 심볼에걸쳐서동기신호를전송했지만, TSG-RAN WG1 83차회의에서결정된사항을보면, NB-IOT 의경우, 주파수영역으로는 1PRB 그리고시간영역으로는처음 3개의 OFDM 심볼 ( 기존 LTE 의제어채널할당영역 ) 을제외한최대 11개의 OFDM 심볼을사용하여동기를전송한다. 또한, NB-IOT 디바이스의복잡도를낮추기위해운용모드에상관없이동일한동기신호를통해동기를제공하는방법이논의중이다. 이외에도 NB-IOT 의다운링크레퍼런스신호및제어 / 데이터채널설계등이남은일정동안논의될예정이다. NB-IOT 의업링크전송방식은크게두가지방식이논의되었다. 하나는 Huawei 가주도하는 GMSK 변조방법을사용하는 FDMA 기반의업링크전송방식이며, 다른하나는 Ericsson 이주도하는 SC-FDMA 기반의업링크전송방식이다. TSG-RAN WG1 83차회의에서단말의복잡도및표준화일정과성능요구사항에대한시뮬레이션결과를토대로 [11], 다음과같은단일한업링크전송방식을결정하였다. 다수의부반송파를사용 하는다중톤 (multi-tone) 전송의경우, 15kHz 부판송파간격을갖는 SC-FDMA 방식을지원하며, 단일한부반송파를사용하는단일톤 (single-tone) 전송의경우, 3.75kHz 혹은 15kHz 부반송파간격이라는두가지 numerology 의 SC-FDMA 방식을모두지원한다 [10]. 단일톤전송방식은 Phase-Shift Keying(PSK) 기반의변조기법에서 0dB 의 Peak-to-Average Power Ratio(PAPR) 을보장하므로, 높은효율의전력증폭기 (power amplifier) 를제공하기위한디바이스비용과복잡도를낮출수있다. 뿐만아니라, 좁은대역을사용함으로써높은전송전력을통해업링크전송을수행할수있으며, 커버리지효율을향상시킬수있다. 반면, 다중톤전송의경우, 높은 PAPR 문제를해결하기위한방법이필요하며, 이에따라 PAPR 을감소시킬수있는변조기법및프리코딩기법이논의되고있다 [12]. 이외에도 PAPR 감소및커버리지향상을고려한랜덤액세스채널설계, 부반송파간격및최소전송주파수단위의변화로인한업링크레퍼런스신호및데이터채널설계등이남은일정동안진행될예정이다. 다. TSG RAN WG2 표준동향 Medium Access Control(MAC), Radio Link Control(RLC), Packet Data Convergence Protocol(PDCP), Radio Resource Control(RRC) 절차는기존의 LTE 절차 74 전자통신동향분석제 31 권제 1 호 2016 년 1 월

8 와프로토콜을기반으로하되, 새로운구조의물리계층에의해스몰데이터전송을지원할수있도록최적화가필요하다. 그리고코어네트워크간 S1 인터페이스와관련무선프로토콜도스몰데이터전송의시그널링감소를지원할수있도록개선되어야한다. 기존 LTE 프로토콜기능들가운데 NB-IOT를위해지원하거나지원하지않기로결정된기능적요구사항들은 < 표 3> 과같다. 1) 제어평면시스템정보 (System Information) 는 emtc 를포함하는 LTE 를기반으로개선하고, 시스템정보변화를빠르게감지하기위하여기존 LTE SIB1 에있었던 System- InformationValueTag 은 MIB 에포함하기로결정하였다. MIB 에포함되지않은시스템정보들은다른 SIB 들로그룹화되고각각의 SIB 들은다른주기를가지고스케줄링이될수있으며, MIB 은 SIB 을획득하는데필요한정보들을포함한다. 페이징 (Paging) 은커버리지레벨마다다른횟수의반복전송을한다. Core Network(CN) 노드는 RAN 노드에페이징관련정보들을알려주기위해서 S1 페이징메시지안에 NB-IOT 디바이스의커버리지레벨, 페이징시도횟수, 그리고마지막으로알려진 Cell ID 정보를포함시켜전송한다. DRX는 Idle 모드에서 NB-IOT 디바이스들의전력소모를줄이고지연에민감한애플리케이션을지원하기위해서최소 1초 ~ 최대 3시간까지의 DRX 사이클범위를지원하도록고려하여야한다. 이를지원하기위하여페이징전송윈도우를가지는 System Frame Number(SFN) 기반의짧은 DRX 와긴 DRX(eDRX) 가사용된다. 액세스제어 (Access Control) 방식은로밍된 NB-IOT 디바이스구별과우선순위구별이가능해야하므로 Extended Access Barring(EAB) 와유사하게비트맵을 이용하는방식으로결정되었다. 3GPP SA2 에서는스몰데이터를효율적으로전송하기위해서시그널링오버헤드를줄이기위한여러가지솔루션들을제안하였다 [13]. 그중에서제어평면 (Control Plane) 기반의 Solution 2를 Mandatory 솔루션으로결정하고, 사용자평면 (User Plane) 기반의 Solution 18을 Optional 솔루션으로결정하였다 [14]. Mandatory 솔루션에서는스몰데이터전송을위하여 RRC 연결이설정된다. RRC 연결설정을위한절차상에서최대한개의 Non-Access Stratum(NAS) 시그널링메시지또는스몰데이터를전달하는 NAS 메시지가 RRC Connection Setup Complete 메시지내에서포함되어전달될수있다. 상향링크 NAS 시그널링메시지또는작은데이터를전달하는상향링크 NAS 메시지는상향링크 RRC 컨테이너메시지내에서전송될수있다. 하향링크 NAS 시그널링메시지또는스몰데이터를전달하는하향링크 NAS 메시지는하향링크 RRC 컨테이너메시지내에서전송될수있다. Optional 솔루션에서는스몰데이터전송을위하여데이터무선베어러 (DRB) 가설정된다. NB-IOT 의 RRC_ IDLE 모드는기존의 RRC_IDLE 모드와다르게 NB-IOT 디바이스와기지국모두가 AS context 를유지하는특징을가진다. RRC Connection Suspend 절차는 NB-IOT 디바이스와기지국의상태가 RRC_CONNECTED 상태에서 RRC_IDLE 상태로변환시킬때사용된다. RRC Connection Suspend 절차에서 NB-IOT 디바이스와기지국은 Access Stratum(AS) context 정보를삭제하지않고그대로저장한다. RRC Connection Resume 절차는 NB-IOT 디바이스와기지국의상태가 RRC_IDLE 상태에서 RRC_CONNECTED 상태로변환시킬때사용된다. RRC Connection Resume 절차에서 NB-IOT 디바이스와기지국은이전에저장된 AS context 정보를재사용하여 RRC 연결을다시시작한다. 이를위하여 RRC Connection Suspend 절차와 RRC Connection 박옥선외 / 5G massive IoT 기술및표준화동향 75

9 Resume 절차에서사용되는메시지는 RRC 연결을다시시작하기위해서요구되는저장된정보를액세스하기위한특정아이디 Resume ID 를포함한다. 2) 사용자평면사용자평면의계층들은선택된물리계층방식을지원하기위하여적절한최적화를제공하기로하였다. 우선, MAC 계층에서는상향링크와하향링크전송을위하여각각한개씩의 HARQ 프로세스가사용되고, NB-IOT 디바이스는반-이중 (half-duplex) 동작만을지원한다. 랜덤액세스를위하여충돌기반의랜덤액세스방식이지원되고 Random Access Channel(RACH) 파라미터들의구성은커버리지레벨에따라서달라진다. 또한, RACH 재시도가너무많아지는것을방지하기위하여최댓값을설정한다. RLC 계층에서는상위계층 Protocol Data Unit(PDU) 들의전달및 RLC Service Data Unit(SDU) 들의연접 (concatenation), 분할 (segmentation) 그리고재조립 (reassembly) 과같은기존 RLC 계층의기본기능들은지원한다. 하지만 MAC 계층에서한개의 HARQ 프로세스만사용하기때문에 RLC 데이터 PDU 들의재정렬 (reordering) 기능과중복확인 (duplicate detection) 기능들은지원되지않는다. PDCP 계층에서는사용자평면과제어평면데이터전달그리고 Robust Header Compression(ROHC) 프로토콜을이용한 IP 데이터의헤더압축 (compression) 및압축해제 (decompression) 와같은기존 PDCP 계층의기본기능들은지원한다. 하지만상위계층 PDU 를위한순차적전달 (in-sequence delivery) 기능과하위계층 SDU 를위한중복확인 (duplicate detection) 과중복제거 (duplicate discarding) 기능들은지원되지않는다. Ⅲ. 결론 3GPP 의초다수디바이스연결, 초저가디바이스, 초 저전력, 향상된커버리지등 5G massive IoT 기술적요구사항을만족시키기위한기술은 New RAT 기반의기술과 LTE-Evolution 기반의기술로구성되며, New RAT 기반의기술은 Rel-15 Phase 1 또는 Rel-16 Phase 2 단계에서표준화가진행될예정이다. 따라서본고에서는 LTE-Evolution 기술에중점을두어현재표준화가진행되는 Rel-13 MTC 및 NB-IoT 기술의내용및표준화진행상황에대해알아보았다. 최근각종 wearable 디바이스, 차량, 가정및오피스내사물디바이스등을대상으로한서비스들이무수히등장하고있다. 5G 이동통신시스템을통한초연결네트워크구축, 이를통한시장창출및확장을위해서는관련기술개발에대한지속적인투자가요구된다. 약어정리 3GPP 3rd Generation Partnership Project AS Access Stratum CN Core Network DCI Downlink Control Information DRX Discontinuous Reception EAB Extended Access Barring edrx extended Discontinuous Reception emtc enhanced MTC EPDCCH Enhanced Physical Downlink Control Channel FBMC Filter Bank Multi-Carrier GFDM Generalized Frequency Division Multi- 76 전자통신동향분석제 31 권제 1 호 2016 년 1 월

10 HARQ HD IoT LDPC LPWA LTE MAC MCL MIB MTC NAS NB NB-IOT PAPR PCFICH PDCCH PDCP PDMA PDU PHICH PSK PSM RACH RAN RLC ROHC RRC RSMA SCMA SDU SFN SIB TAU TBS UE UFMC plexing Hybrid Automatic Repeat request Half-Duplex Internet of Things Low-Density Parity-Check Low Power Wide Area Long Term Evolution Medium Access Control Maximum Coupling Loss Master Information Block Machine Type Communication Non-Access Stratum Narrow Band NarrowBand IOT Peak-to-Average Power Ratio Physical Control Format Indicator Channel Physical Downlink Control Channel Packet Data Convergence Protocol Pattern Division Multiple Access Protocol Data Unit Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel Phase-Shift Keying Power Save Mode Random Access Channel Radio Access Network Radio Link Control Robust Header Compression Radio Resource Control Resource Spread Multiple Access Sparse Code Multiple Access Service Data Unit System Frame Number System Information Block Tracking Area Update Transport Block Size User Equipment Universal Filtered Multi-Carrier 참고문헌 [1] Nokia, 5G Use Cases and Requirements, White Paper, [2] LG, Vision, Standardization, and Technologies for 5G, 3GPP RAN Workshop on 5G, RWS , Sept [3] 신재승, 박애순, 3GPP 에서의 Machine Type Communications 표준화동향, TTA J., 제 135 권, , pp [4] 3GPP TR v11.0.0, Study on RAN Improvements for Machine-Type Communications (Release 11), Sept [5] 3GPP TR v.1.0.0, Study on Enhancements to MTC and Other Mobile Data Applications; RAN Aspects (Release12), Aug [6] 3GPP TR v , Study on Provision of Low-Cost MTC UEs Based on LTE (Release12), June [7] 3GPP R , RAN1 Agreements for Rel-13 emtc Sorted and Edited by Topic, Nov [8] Qualcomm Inc., RP , New Work Item: NarrowBand IOT (NB-IOT), 3GPP TSG-RAN Plenary #69 Meeting, Sept [9] 3GPP TR , Cellular System Support for Ultra Low Complexity and Low Throughput Internet of Things(CIoT) [10] Huawei, R , Summary of NB-IoT Evaluation Results, 3GPP TSG-RAN WG1 #83 Meeting, Nov [11] Huawei, R , LS on NB-IoT Evaluations, 3GPP TSG-RAN WG1 #83 Meeting, Nov [12] ZTE, R , PAPR Reduction for Uplink of NB-IoT, 3GPP TSG-RAN WG1 #83 Meeting, Nov [13] 3GPP TR v Architecture Enhancements for Cellular Internet of Things (Release 13), Nov [14] Intel, R , LS on Agreements on CIoT Architecture for NB-IOT, 3GPP TSG-RAN WG2 #92 Meeting, Nov 박옥선외 / 5G massive IoT 기술및표준화동향 77

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CS.hwp 보고서 2019-11 2019. 1. 3 CS(065770) IT H/W < 작성기관 : 한국기업데이터 > 보고서 ( 요약 ) 보고서 ( 전문 ) 기업현황산업분석기술분석주요이슈및전망 CS(065770) IT H/W 이 보고서는 자본시장 혁신을 위한 코스닥시장 활성화 방안 의 일환으로 코스닥 기업에 대한 투자정보 확충을 위해, 한국거래소와 한국예탁결제원의 후원을