LTE-U (LTE-Unlicensed) / LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)

LTE-U (LTE-Unlicensed) 또는 LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)는 일반적으로 5GHz 대역의 비인가 스펙트럼을 사용하여 추가 무선 스펙트럼을 제공합니다.

LTE 네트워크는 점점 더 많은 양의 데이터를 전송하고 있습니다. 이를 수용하기 위해 셀을 더 작게 만들 수는 있지만 완전한 솔루션은 아니며 더 많은 스펙트럼이 필요합니다.

한 가지 방법은 라이센스가 부여된 밴드와 함께 비인가 스펙트럼을 사용하는 것입니다. 3GPP에서 LTE-LAA (LTE License Assisted Access 또는 일반적으로 LTE Unlicensed)는 특히 5GHz ISM 대역에서 비인가 스펙트럼에 액세스할 수 있습니다.

LTE-U 백드라운드

전 세계에는 상당량의 비인가 스펙트럼이 있습니다. 이 대역은 근거리 무선 전송에 대한 비인가 액세스를 제공하기 위해 전 세계적으로 사용됩니다. ISM (Industrial, Scientific and Medical) 밴드라고 불리는이 밴드는 스펙트럼의 다른 부분에 할당되며 전자 레인지, Wi-Fi, 블루투스 등을 포함한 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.

LTE-U 또는 LTE-LAA에 가장 관심있는 주파수 대역은 5GHz 대역입니다. 사용 가능한 정확한 대역은 해당 국가에 따라 다르지만 사용 가능한 스펙트럼 대역폭은 수백 MHz입니다.

5GHz bands for LTE-U / LTE-LAA

기본 주파수 제한 외에도 LTE-U 또는 LTE-LAA와 같은 애플리케이션에 5GHz 대역을 사용하면 규제 요건이 일부 적용됩니다.

이러한 주파수에 대한 액세스 요구 사항중 하나는 밴드의 다른 사용자와 공존할 수 있다는 것입니다. Clear Channel Assessment (CCA) 또는 Listen Before Talk (LBT)가 필요합니다. 이는 종종 LTE-U가 구현될때 즉시 액세스가 가능하지 않을 수도 있음을 의미합니다.

또 다른 요구 사항은 사용되는 대역의 국가 및 지역에 따라 허용되는 다양한 전력 수준이 허용된다는 것입니다. 일반적으로 5150MHz와 5350MHz 사이에는 최대 전력 제한이 200mW이고 작동은 실내에서만 사용할 수 있으며 상단 주파수는 종종 최대 1W의 전력을 허용합니다.

LTE-U / LTE-LAA 기초

LTE-U (Unlicensed) / LTE-LAA (License Assisted Access)는 3GPP 표준의 Rel13에 처음 도입되었습니다. 본질적으로 LTE-U는 2013년 이후로 배치된 LTE-Advanced의 캐리어 애그리게이션 (Carrier Aggregation) 기능을 기반으로합니다. 기본적으로 캐리어 애그리게이션 (Carrier Aggregation)는 동일한 밴드 또는 다른 밴드 내의 하나 이상의 채널 사용을 가능하게 함으로써 사용자 장비가 사용할 수 있는 전체 대역폭을 늘려 줍니다.

LTE-U를 배치할 수있는 몇 가지 방법이 있습니다.

■ Downlink only : 이것은 가장 기본적인 LTE-U 형식이며 첫번째 LTE 캐리어 애그리게이션 (Carrier Aggregation) 배치로의 접근 방식과 유사합니다. 이 기본 셀 링크는 항상 허가된 스펙트럼 대역에 있습니다.

또한 이 모드에서 작동할때 LTE eNodeB는 안정적인 작동이 유지되고 채널이 사용 가능하도록 보장하여 다른 사용자에게 간섭을 주지 않도록 필요한 대부분의 작업을 수행합니다.

■ Uplink and downlink : 비인가 스펙트럼에서 업 링크 및 다운 링크 연결을 갖는 사용자 장치를 이용한 완전한 TDD LTE-U 동작은 더 많은 기능을 포함해야 한다.

■ FDD / TDD aggregation : LTE-CA는 FDD와 TDD 사이의 캐리어 애그리게이션 (Carrier Aggregation) 조합을 사용할 수 있게 합니다. LTE-LAA 작동을 위해 비인가 스펙트럼에서 사용할 대역을 선택할때 훨씬 더 높은 수준의 유연성을 제공합니다.

LTE-U는 백홀 (Backhaul)을 위해 기존 코어 네트워크, 보안 및 인증과 같은 다른 기능들을 필요로 합니다. 따라서 핵심 네트워크에는 변경이 필요하지 않습니다. 새로운 주파수를 수용할 수 있고 비인가 주파수의 적절한 공유를 보장하는데 필요한 기능을 통합할 수 있도록 기지국에서 일부 변경이  필요합니다. 이외에도 단말기 또는 UE는 새로운 주파수에서 LTE에 액세스할 수 있도록 LTE-U / LTE-LAA 기능을 통합해야 합니다.

LTE-U / Wi-Fi 공존

많은 사람들이 겪고있는 애로점중 하나는 LTE-U를 사용하면 5GHz 비인가 대역이 부족하게 될 것이고 이 주파수를 사용하는 Wi-Fi는 다른 사용자와 함께 어려움을 겪게된다는 것입니다.

LTE-U 시스템은 이 문제를 극복하기 위해 설계되었으며 LBT 솔루션을 사용하여 모든 사용자가 과도한 간섭 수준없이 공존할 수 있어야 합니다.

LTE-U 동작 및 Wi-Fi가 다른 채널을 사용하는 경우가 있을 수 있는데 이러한 상황에서는 최소한의 간섭 수준만 존재합니다.

동일한 채널에서 LTE-U 및 Wi-Fi를 실행할 수도 있습니다. 이러한 상황에서 데이터 처리량은 낮지만 둘 다 작동할 수 있습니다. eNodeB에 "공정성 (Fairness)" 알고리즘을 배치하여 Wi-Fi 신호가 부적절하게 저하되지 않고 여전히 양호한 데이터를 지원할 수 있도록 하는 것도 가능합니다.