13. DSS (Dynamic Spectrum Sharing)

ENDC 개념을 배웠던 것이 기억날지 모르겠다. 간략하게 말하면 ENDC는 LTE와 5G에 동시에 연결하여 4G LTE를 중심으로 5G를 사용하는 기술이었다. 

 

이번 포스팅에선 ENDC와 비슷한 느낌으로 DSS에 대해서 소개해보려고 한다.

 

1. DSS가 나오게 된 배경

 

먼저 DSS라는 기술이 나오게 된 배경부터 설명해보겠다.

 

영상 속 DSS 등장 배경 설명 그림

 

영상에선 총 4가지 이유로 DSS가 나오게 된 배경을 설명한다.

 

요약하자면, 5G는 C-Band, mmWave와 같은 고주파수를 사용하기 때문에 커버리지가 좁고, 캐리어가 한정되어 있다. 이런 상황 속에서 4G에서 5G로 부드럽게 통신 규격을 전환해야했고 동시에 빠르게 5G를 선보여야 했다.

 

그래서 나온 기술이 LTE와  스펙트럼을 공유하는 기술 DSS이다. 자세히 들여다보자

2. Spectrum Sharing

지금까지 용어를 소개할 때면 항상 약자 옆에 전체 이름을 적고있다. 전체 이름만 봐도 그 용어가 어떤 기능을 가지고 있는지, 어떤 뜻인지를 대부분 유추할 수 있기 때문이다. 

 

DSS도 마찬가지이다. 하나씩 풀어서 보면 Dynamic (동적으로) ; Spectrum (스펙트럼을) ;Sharing (공유한다)로 이해할 수  있을 것이다. 

 

5G는 4G보다 높은 고주파수를 사용하는 대역폭을 사용한다. (왼쪽 사진) 

하지만 DSS를 사용하면 LTE의 대역폭을 같이 사용하게 된다. (오른쪽 사진)

영상 속 DSS 설명 그림

 

 

여기서 L1800, L2100, L700은 LTE가 어떤 중심 주파수로 주파수 대역을 가지고 있는 지를 표현한 것이다. 예로 L1800은 LTE 중심 주파수가 1800MHz인 주파수를 뜻한다. (NR도 비슷하게 이해하면 된다.)

 

이렇게 같은 주파수를 LTE, 5G가 나눠서 사용하는 것을  Spectrum Sharing이라고 한다. 그러면 Dynamic이면 어떻게 될까?

 

3. DSS

위의 Spectrum Sharing에는 두가지 방법이 있다.

한 가지는 정적으로 LTE용 대역폭과 5G용 대역폭을 적절히 나눠서 가지는 정적인 방법, 다른 한가지는 LTE와 5G를 사용하는 양에 따라서 동적으로 나누는 방법이 있다.

정적으로도 나누고 동적으로도 나눌 수 있다.

 

 

정적으로 나눴을 때 장점은 일단 만들기가 쉽다. 기준을 세우고 대역폭을 쪼개서 한 쪽은 LTE한테 다른 한 쪽은 5G에게 주면 되기 때문이다. 하지만 이렇게 되면 한 쪽에 트래픽이 몰려도 어떻게 해결할 방법이 없다. 다른 대역폭이 널널해도 그림의 떡..

 

반대로 동적으로 나누면 트래픽이 많은 곳에 대역폭을 더 할당할 수 있게 된다. (수요에 맞게 스펙트럼을 나눌 수 있다) 하지만 구현하기가 매우 어렵다. 기술들은 항상 원리가 어려워

 

DSS는 이 둘중 Dynamic한 방법을 채택한 방식이다. 이 방식을 이용하면 위 배경의 문제점들을 해결할 수 있는데

 

우선, 5G의 대역폭이 늘어나기 때문에 커버리지, 캐리어 부분의 제약을 완화할 수 있게 된다. 또한, 동적으로 할당하기 때문에 5G의 대역폭을 천천히 늘려가면 Smooth Transition 또한 가능해진다. 동시에 5G 배포도 쉬워진다.

 

4. Reference Signal

그렇다면 이런게 궁금해질 수도 있다. 만약 공유 스펙트럼에서 100%로 5G를 사용하면 그 주파수는 100% 모두 5G 사용을로만 변하게 될까?

 

정답은 No이다.

 

각 주파수에서 LTE, 5G는 자기들이 여기 있다는 것을 알리는 reference signal을 단말들에게 보내게 된다. 따라서 DSS 환경에서 5G가 한 스펙트럼을 100% 사용한다고 하더라도, LTE의 reference signal이 차지하는 일정 부분의 대역폭은 존재하게 된다. (Reference Signal은 단말기들이 무선 채널의 상태를 파악하는데 꼭 필요한 신호로 고정된 자리에 위치한다.)

5G reference Signal 설명

 

5G의 reference signal의 경우 4G에서 reserved 되어 있지만 사용하지 않는 MBMS의 주파수 대역을 이용하여 reference signal을 쏜다고 한다.  재활용 측면에서도 좋을지도? 

 

영상이 오래되어 지금은 또 어떻게 하는지 모르겠지만 4G의 안쓰는 부분을 5G가 가져다 쓴다는게 참 흥미로운 것 같다.

이번 포스팅은 여기서 마치겠다.

 

+ 추가

갑자기 ENDC랑 DSS가 비슷해보이는데 뭐가 다른지 궁금해서 한 번 생각해봤다.

ENDC는 LTE와 5G를 같이 쓰지만 같은 주파수를 나눠서 쓰지는 않는다. 하지만 DSS는 동적으로 주파수를 쪼개서 같이 공유한다.

5G와 LTE 네트워크를 통합하여 운영한다는 공통점이 있지만 위의 차이점을 확실히 알고 개념을 익혀야 할 듯 하다.

 

 

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출처

https://www.youtube.com/watch?v=VjDn84saD14&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=12