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ITU-R WP5D 표준화 현황: ITU, 5G 성능 요구사항 항목 확정
ITU-R WP 5D Standardization Status: ITU agreed 5G Performance Requirements
August 26, 2016 | By 유흥렬 @ KT (heungryeol.you@kt.com)
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KT 네트워크부문 네트워크전략본부 유흥렬 부장님이, 작년 제 21차 ITU-R WP5D 회의 기고글 이후 최근 WP5D 회의에 대한 후속 기고글을 작성해주셨습니다. 올 6월 24차 ITU-R WP5D 에서는 최종적으로 13개 5G 성능 파라미터 항목이 결정되었습니다. 글을 기고해주신 유흥렬 부장님께 감사드립니다.

 

2015년 세계전파통신회의 (WRC-15)에서 IMT-2020 (5G)을 위한 6GHz 이상 IMT 추가 주파수 발굴이 WRC-19 의제 1.13으로 채택됨에 따라  ITU-R  IMT 작업반 (WP5D)에서는 2020년까지 관련된 5G 규격 표준화와 후보 주파수 발굴 등에 필요한 작업들을 시작하였다.

 

■ ITU-R WP5D 23차 회의
WRC-15 이후 처음으로 개최된 ITU-R WP5D 23차 회의 (2016년 2월, 중국 베이징)에서는 5G 규격 표준화를 위해 우선 필요한 5G 규격 표준이 만족해야 할 기술 성능 요구사항을 정의하는 보고서를 2017년 2월까지 개발하는 일정을 정하였다. 또한, 이 회의에서는 한국, 중국, 글로벌 산업체 등에서 제출한 5G 기술 성능 요구사항을 총 26개 항목 (핵심 8개 + 추가 18개)으로 정리하였고, 차기 ITU-R WP5D 24차 회의 (2016년 6월, 스위스 제네바)에서 본격적으로 논의 하기로 하였다. 정리된 26개 항목에 포함되어 있는 핵심 요구사항 8개 항목은 2015년 완료한 5G 비전 권고 (M.2083)에 5G의 핵심 능력 (key capability)으로 포함되어 있으며, 8개 항목은 다음과 같다.

  • 최대 전송률 (Peak Data Rate)
  • 사용자 체감 전송 속도 (User Experienced Data Rate)
  • 주파수 효율 (Spectrum Efficiency)
  • 면적 당 용량 (Area Traffic Capacity)
  • 지연 시간 (Latency)
  • 연결 밀도 (Connection Density)
  • 에너지 효율 (Energy Efficiency)
  • 이동성 (Mobility) 

 

■ ITU-R WP5D 24차 회의
5G 성능 요구사항 - 13개 최종 합의: 지난 ITU-R WP5D 24차 회의에서는 앞선 ITU-R WP5D 23차 회의에서 정리한 5G 성능 요구사항 후보 26개 항목에 대해 논의하여 최종적으로 13개 항목을 5G 성능 요구사항으로 정리하였다. ITU-R WP5D 24차 회의에서 최종 합의된 5G 성능 요구사항 13개 항목은 다음과 같다. 

  • 최대 전송 속도 (Peak Data Rate)
  • 최대 주파수 효율 (Peak Spectral Efficiency)
  • 사용자 체감 전송 속도 (User Experienced Data Rate)
  • 셀 경계 사용자 주파수 효율 (5th Percentile User Spectral Efficiency)
  • 평균 주파수 효율 (Average Spectral Efficiency)
  • 면적당 트래픽 용량 (Area Traffic Capacity)
  • 지연 시간 (사용자/제어 측면) (Latency: User Plane Latency/Control Plane Latency)
  • 연결 밀도 (Connection Density)
  • 에너지 효율 (Energy Efficiency)
  • 신뢰성 (Reliability)
  • 이동성 (Mobility)
  • 이동성 단절 시간 (Mobility Interruption Time)
  • 대역폭 (Bandwidth)

 

지연 시간 (사용자/제어 측면): 13개 항목 중 핵심 능력에 포함되어 있는 사용자 측면 지연 시간 (User Plane Latency)은 추가 항목에 있는 제어 측면 지연 시간 (Control Plane Latency)과 함께 지연 시간 항목에 포함되었으며 정의를 수정하였다. 

 

에너지 효율: 네트워크 에너지 효율은 추가 항목에 있는 기기 에너지 효율 (Device Energy Efficiency)과 통합하여 에너지 효율 항목으로 되었고, 네트워크 에너지 효율의 정의 및 기기 에너지 효율의 정의를 수정하였다. 그러나 에너지 효율은 최종 성능 요구사항 항목에 포함되기는 하였으나 논의 과정이나 현재 합의된 내용을 검토해 보면 차기 ITU-R WP5D 25차 회의 (2016년 10월, 스위스 제네바)에서 진행할 항목 별 정의 (definition) 및 값 (value), 평가 방법 (evaluation method) 등 논의 시 많은 논란이 예상된다.

에너지 효율에 대해 한국은 이번 회의에 추가 연구 필요 항목으로 제안하였고, 일본은 본 항목의 정의 및 평가 방법의 모호성을 이슈로 성능 요구사항 포함을 지속적으로 반대하였다. 반면, 중국 및 프랑스는 권고 M.2083에 포함된 항목이며, 단말 및 네트워크 별로 평가 방법을 적절히 결정할 수 있으므로 요구사항 항목에 추가를 지속 주장하였다. 최종적으로 에너지 효율의 정의에 “에너지 효율은 통신 상태에서 효율적인 데이터 전송과 데이터 미 전송 시 낮은 에너지 소모 모드 지원과 관계된다”는 정도의 상위 레벨 문구를 추가하여 요구사항 항목에 포함하였고, 평가 방법은 평가 부작업반 (SWG Evaluation)에서 추가 정리가 필요함을 노트하였다. 

 

최대 주파수 효율, 셀 경계 사용자 주파수 효율: 한편 최대 주파수 효율과 셀 경계 사용자 주파수 효율은 다수의 회원국 및 산업계의 지지로 요구사항 항목에 추가되었다. 다만, 한국의 제안에 따라, 최대/셀 경계/평균 주파수 효율 각각은 주파수 대역 별로 다를 수 있다는 점을 각 항목의 에디터 노트에 추가하였다. 

 

대역폭: 대역폭 융통성 (Bandwidth Flexibility)은 한국, 일본 등의 제안으로 대역폭 항목에 포함시키고 정의를 수정하였다.

 

기타: 50% 사용자 전송 속도 (50th Percentile of User Data Rate), 50% 사용자 주파수 효율 (50th Percentile User Spectrum Efficiency), 커버리지 (Coverage) 및 VoIP 용량 (VoIP Capacity)은 요구사항 항목에서 제외되었으며, 스펙트럼 융통성 (Spectrum Flexibility), 운용 기간 (Operational Life Time), 광범위한 서비스 지원 (Support for Wide Range of Services), 부정기적 소형 패킷 지연시간 (Latency for Infrequent Small Packets), 그룹 핸드오버 용량 (Group Handover Capability), 시스템 간 핸드오버 (Inter-System Handover), 신호 오버헤드 (Signalling Overhead) 등은 5G 기술규격 제출 템플레이트 (submission template) 보고서 개발에서 논의하도록 하였다. 

 

ITU-R WP5D 24차 회의에 대응하기 위해 한국은 TTA WG9062 (CJK/ITU-R 대응 실무반) 및 ITU-R 연구반 등을 통해 국내 산업계, 학계, 연구기관 및 정부 등 관련 분야 전문가들과 논의하여 M.2083의 핵심 능력 중 7개 항목과 추가 3개 항목 (신뢰성, 대역폭, 이동성 단절 시간) 등 10개 항목을 제안하였다. 국내 논의 과정에서 8개 핵심 능력 중 에너지 효율은 요구사항 항목 제안에 합의하지 못 하였다.

 

5G 성능 요구사항 평가 방법 - 11 항목 합의: 이외에 ITU-R WP5D 24차 회의에서는 합의된 성능 요구사항 항목 13개 중 11개 항목에 대한 평가 방법을 잠정 결정하였다. 요구사항 별 평가 방법은 IMT-Advanced (4G)와 동일하게 시뮬레이션 (Simulation), 분석 (Analytical), 조사 (Inspection) 방식 중 하나로 결정되었으며, 아직까지 합의되지 않은 요구사항 항목은 에너지 효율과 연결 밀도이다. 

 

5G 성능 요구사항 향후 일정ITU-R WP5D 24차 회의를 통해 결정된 5G 성능 요구사항 항목들에 대한 정의 및 값은 ITU-R WP5D 25차 회의에서 지속 논의되어, 2017년 2월 완성할 계획이다. 

 

5G 규격 일정: ITU-R WP5D에서 5G 규격은 2020년 10월 완성될 계획이다.

 

ITU-R WP5D에서의 5G 표준화 일정 및 절차 (점선: 5G 기술 성능 요구사항 일정)

 

 

 

기고자 소개


유흥렬 부장 (heungryeol.you@kt.com)

  • KT 네트워크부문 네트워크전략본부에서 주파수 전략 업무를 담당하고 있습니다.
  • TTA PG901 (전파자원 프로젝트) 의장, 스펙트럼 포럼 주파수 이용 및 협력분과 분과장을 수행하고 있습니다. 
  • 미래부의 5G 주파수 정책연구반, WRC-15 준비반, ITU-R WP5D 연구반, 5G 포럼 등 주파수 관련 국내외 표준화에 참여하고 있습니다. 
  • 연구분야: 이동통신 주파수 이슈 및 기술 정책, 5G 주파수 표준화
  • 주요 관심 분야: 700MHz, 5G, 4G, CR/TV White Space  
sheon1206 2016-08-28 21:55:45

3GPP Rel-15의 NR규격이 ITU 5G 성능 요구사항 13개 중 어떤것들을 만족시키는 것을 목표로 하고 있는지요??

이호원 2016-09-04 08:19:47

좋은 글 감사드립니다. ^^

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