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민동
7. Massive MIMO 본문
오늘은 Massive MIMO에 대해 배워보았다.
먼저 MIMO가 어떤 개념인지, 어떻게 나오게 된 것인지를 알아보자.
1. 주파수 경매
주파수 경매를 들어본적 있을지 모르겠다. 주파수는 국가가 관리하는 국가 자산으로, 경매 방식으로 민간 기업에게 주파수를 '임대'해주고 있다. "주파수가 경매를 할 정도로 그렇게 귀한 자원인가?"라고 생각할 수도 있겠지만, 주파수는 무선 통신을 위해 갖춰야할 필수 자산이다. 그렇기 때문에 통신사들은 눈에 불을 켜고 더 많은 주파수를 차지하려고 노력한다.
2018년에 이루어진 5G 경매 결과는 다음과 같다. 조금만 봐도 약 3조 가량의 돈이 왔다 갔다 하는 것을 볼 수 있다...
나도 조금만..
2. MIMO
MIMO(Multi input Multi Out put )는 이 한정된 주파수 대역 속에서 사용 효율을 높이기 위해서 나온 개념이다. 미모라 읽자.
즉, 안테나를 많이 달아서 데이터를 더 빨리 보내도록 하는 것이다.
MIMO와 비슷하게 MISO, SIMO, SISO가 있는데, M은 Multi를 S는 Single로 해석하면 무슨 뜻인지 알기 쉽다.
MISO = Multi Input Single Output / SIMO = Single Input Multi Output / SISO = Single Input Single Output
그림처럼 2x2, 4x4와 같이 안테나를 송신단에 n개, 수신단에 n개를 두어 여러 안테나를 가지고 통신을 하는 것을 MIMO라고 한다.
MIMO의 송신단에는 2가지 모드 공간 다중화(Spatial Multiplexing)모드와 공간 다이버시티(Spatial Diversity) 모드가 있다.
공간 다중화 기술은 서로 다른 데이터를 여러 송수신 안테나에 의해 동시에 전송하는 방법이다.
예를 들어, 10개의 data block이 있고 1개의 data block을 보내는데 1초가 걸린다고 하자. 공간 다중화 기술을 사용하면 1번안테나에서 1~5번의 data block을 보내고, 2번 안테나에서 6~10번의 data blcok을 보낼 수 있게 된다. 이렇게 보내면 1개의 안테나로 10초 걸려서 보낼 data block들을 2개의 안테나를 이용하여 5초만에 보낼 수 있게 된다.
물론 안테나 통신 상태가 좋을때 사용해야한다. (안 좋을 때 사용하면 안정성이 떨어져 데이터 재전송할 확률이 높음)
공간 다이버시티 기술은 10개의 data block을 1번 안테나에서도 보내고 2번 안테나에서도 보내는 방법이다. 즉, 단일 데이터를 여러 안테나를 통해 보내서 데이터에 대한 신뢰성을 높이는 것이다. (1번 안테나에서 보낸 데이터가 오류나도 2번 안테나에서 보낸 데이터가 완전하면 재전송 할 필요가 없어지기 때문)
이 기술은 통신 상태가 안 좋을 때 사용하는데, 재전송의 확률을 낮춰주기 때문이다.
3. MASSIVE MIMO
위의 MIMO 개념을 바탕으로 Massive MIMO를 알아보자. Massive MIMO는 MIMO가 매우 큰 버전으로 이해하면 쉽다.
기존의 MIMO가 2x2, 4x4 였다면 Massive MIMO는 64x64, 128x128과 같이 많은 안테나를 필요로 한다.
보통 8x8부터 Massive 안테나라고 한다.
Massive MIMO가 가능하게 된 가장 큰 이유는 mmWave 기술이 5G에서부터 가능해졌기 때문이다.
안테나 길이는 다이폴 안테나의 경우의 wavelength/2이고 단일 안테나의 경우 wavelength/4이다. mmWave의 wavelength는 10mm이하로 매우 작기 때문에 안테나를 아주 작은 크기로 만들 수 있다.
따라서 많은 안테나를 한 곳에 설치할 수 있게되었고 Massive MIMO가 가능해진 것이다.
Massive MIMO 덕분에 Beamforming이라는 기술도 가능해졌는데, Beamforming은 다음 포스팅에서 이야기해보겠다.
이 블로그는 수익형 블로그가 아니며, 개인 공부 기록을 위해 운영되는 블로그입니다.
원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.
출처
https://www.youtube.com/watch?v=U7QfpAMIL3I&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=8
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