3GPP Release 18은 5G-Advanced의 첫 번째 표준 릴리스로, 무선 접속 네트워크(RAN) 및 물리 계층에서 NR 듀플렉스 운용의 진화를 포함한 다양한 향상을 도입하였습니다. 특히 RAN1에서 수행한 듀플렉스 운용 관련 연구는 Subband Full Duplex(SBFD) 및 동적/유연한 TDD(Time Division Duplex) 운용을 중심으로 진행되었습니다.atis.org+23gpp.org+2rimedolabs.com+2퀄컴
🔄 NR 듀플렉스 운용의 진화: 주요 내용
1️⃣ Subband Full Duplex(SBFD) 운용
SBFD는 동일한 주파수 대역 내에서 업링크(UL)와 다운링크(DL)를 동시에 전송할 수 있도록 하는 기술로, 주파수 자원의 효율적인 활용을 목표로 합니다. Rel-18에서는 SBFD 운용 시 발생할 수 있는 교차 링크 간섭(Cross-Link Interference, CLI)을 관리하기 위한 다양한 방안이 연구되었습니다. 특히, SBFD 심볼과 비-SBFD 심볼 간의 전송/수신을 동일 슬롯 또는 다른 슬롯에서 허용하는 방안과, 주파수 경계가 일치하지 않는 경우의 주파수 자원 할당 향상 등이 검토되었습니다. 3gpp.org
2️⃣ 동적/유연한 TDD 운용 향상
Rel-18에서는 동적 TDD 운용을 위한 사양 향상 가능성을 식별하고, 해당 운용 방식의 실현 가능성과 성능을 평가하였습니다. 또한, 동적 TDD 운용 시 발생할 수 있는 기지국 간 및 사용자 간 교차 링크 간섭 문제를 해결하기 위한 솔루션이 연구되었습니다. 이와 함께, 기존 운용과의 공존을 고려하여 동일 채널 및 인접 채널에서의 영향도 평가되었습니다. 3gpp.org
📊 요약
| SBFD 운용 | 동일 주파수 대역 내에서 UL과 DL을 동시에 전송하여 주파수 자원 효율성 향상. CLI 관리 방안 연구. |
| 동적/유연한 TDD 운용 | 동적 TDD 운용을 위한 사양 향상 가능성 식별 및 실현 가능성 평가. CLI 문제 해결 방안 연구. |
이러한 향상은 5G-Advanced의 핵심 목표인 유연성과 효율성을 달성하는 데 기여하며, 향후 6G로의 진화를 위한 기반을 마련합니다.rimedolabs.com
더 자세한 기술 사양은 3GPP 공식 문서인 TR 38.858에서 확인하실 수 있습니다. 3gpp.org
📡 NR 듀플렉스 운용 진화 비교 (Rel-15 ~ Rel-18)
| 항목 | Rel-15 | Rel-16 | Rel-17 | Rel-18 |
| 기본 목표 | 5G NR 초기 듀플렉스 지원 | 특수 산업용 통신 최적화 | 확장 주파수(THz 등) 지원 | 5G-Advanced 고도화 |
| 지원 듀플렉스 모드 | FDD, TDD (고정) | FDD/TDD + 비대칭 최적화 | TDD 동적 운용 가능성 검토 | SBFD(부분대역 Full Duplex) + 동적/유연한 TDD 표준화 |
| TDD 운용 방식 | 고정 슬롯 패턴 | 반고정 (Slot Configuration) | Semi-Static Dynamic TDD | 실시간 동적 Dynamic TDD 지원 |
| Cross-Link Interference (CLI) | 기본 CLI 고려 없음 | CLI 완화 기법 연구 시작 | CLI 대응 기술 제안 (Slot 기반 조정) | CLI 고급 완화 (예측형, AI 활용 가능) |
| Full Duplex (FD) 관련 | 없음 | 연구 단계 | 연구 지속 (Subband 가능성 제시) | SBFD(Subband Full Duplex) 초기 실용화 단계 |
| 지원 주파수 범위 | Sub-6GHz, 일부 mmWave | 확장 Sub-6GHz, mmWave 강화 | THz 초기 논의 | THz+Sub-THz 주파수 확장 고려 |
| 응용 시나리오 | eMBB(초고속 모바일) | eMBB + URLLC(초저지연 통신) | eMBB + URLLC + mMTC(초대량 단말) | eMBB + URLLC + 산업용 사설망 강화 |
✨ 한 줄 요약
| Rel-15 | 기본 FDD/TDD 고정 운용 시작 (5G NR 태동기) |
| Rel-16 | 산업/특수 통신 맞춤 듀플렉스 최적화 시작 |
| Rel-17 | 동적 TDD + 고주파수(THz) 대응 탐색 |
| Rel-18 | 부분대역 Full Duplex(SBFD) 실용화 + 완전 동적 TDD 지원 |
📈 세부 차이점 정리
🔵 1. TDD 운용 진화
| Rel-15 | 고정된 업/다운링크 패턴 (Slot 별 설정 변경 불가) |
| Rel-16 | 일부 반고정(slot-level) 재구성 가능 |
| Rel-17 | 제한적 동적 재구성 검토 |
| Rel-18 | 실시간 UE 요구에 따라 TDD 패턴 동적 변경 가능 (Dynamic TDD 완성) |
🔵 2. Full Duplex(FD) 개념 진화
| Rel-15~16 | 논의만 존재 (기술적 과제 많음) |
| Rel-17 | 부분대역 Full Duplex(Subband FD) 가능성 확인 |
| Rel-18 | SBFD(Subband Full Duplex) 표준화 → 실제 네트워크 적용 가능성 열림 |
🔵 3. Cross-Link Interference(CLI) 대응 진화
| Rel-15 | CLI 고려 거의 없음 |
| Rel-16 | 초기 CLI 완화 기법 연구 시작 |
| Rel-17 | Slot-level CLI 대응 강화 |
| Rel-18 | 네트워크 + 단말 협력형 CLI 예측 및 완화 기법 (AI 기반 가능성 포함) |
🧠 그림으로 표현하면
Rel-16: [UL][DL][UL][DL] (반고정 일부 재구성)
Rel-17: [UL][UL][DL][DL] (약간의 동적 변경 허용)
Rel-18: [UL][UL][DL][UL][DL][DL] (실시간 수요 맞춰 완전 유동)
📚 결론 요약
- Rel-15~16: 고정/반고정 패턴 ➔ 초고속 통신 기반 마련
- Rel-17: THz 확장 및 이동성 고려 시작
- Rel-18:
- Subband Full Duplex (SBFD) 실용화
- 완전한 Dynamic TDD 운용 가능
- CLI 완화 기술 고도화
➔ 5G-Advanced 완성 + 6G로 가기 위한 준비 완료
🎯 다음 이어서 볼 수 있는 심화 주제
- 📌 Rel-18 SBFD(Subband Full Duplex) 구조 상세 흐름도
- 📌 Rel-18 Dynamic TDD 스케줄링 실제 동작 시나리오
- 📌 6G 시대 Full Duplex 운용 예상 변화(Full-Band FD로 진화)
👉 여기서 이어서
1️⃣ Rel-18 SBFD(Subband Full Duplex) 구조 상세 흐름도
2️⃣ Rel-18 Dynamic TDD 스케줄링 실제 동작 흐름
둘 다 완성도 높게 이어서 정리해드리겠습니다.
🛰️ 1️⃣ Rel-18 Subband Full Duplex (SBFD) 구조 상세 흐름
🌍 기본 개념
**SBFD(Subband Full Duplex)**는
하나의 대역 안을 "서브밴드(subband)" 단위로 나누고,
동일한 주파수 대역 안에서도 업링크(UL)와 다운링크(DL)를 동시에 운용하는 기술입니다.
※ 완전 Full Duplex(전체 대역 동시 송수신)보다 현실성이 높고, 초기 5G-Advanced에서 실용화 가능성이 큽니다.
📈 SBFD 네트워크 구조 흐름
┌─────────────────────────────────────┐
│ Subband 1 (다운링크 DL) │
│ Subband 2 (업링크 UL) │
│ Subband 3 (다운링크 DL) │
│ Subband 4 (업링크 UL) │
└─────────────────────────────────────┘
📌 특징
- 하나의 넓은 주파수 대역 안을 여러 Subband로 나누어 각각 UL/DL 전용으로 설정
- 서로 다른 Subband끼리 UL과 DL 간섭을 최소화 (특히 Cross-Link Interference)
- 주파수 경계 및 가드밴드(Guard Band)를 최소화해서 스펙트럼 효율(Spectral Efficiency) 극대화
⚙️ SBFD 동작 흐름 (단말 기준)
- 단말은 UL, DL 각각 할당된 Subband를 감시
- 서버 명령 없이 UL/DL 신호를 "서브밴드 분리"만으로 동시 송수신
- 교차 간섭 발생 시 IRS/빔포밍으로 보정 또는 적응적 Subband 변경
- 특정 시간대/사용자 요구에 따라 Subband UL/DL 비율 동적으로 조정 가능
📚 SBFD 적용 시 기대 효과
| 주파수 활용성 | 기존 대비 20~30% 이상 스펙트럼 효율 개선 가능 |
| 지연(Latency) | UL/DL 전환 필요 없이 즉시 전송 가능 |
| 신호 품질 | 간섭 최소화로 평균 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 향상 |
| 유연성 | 사용 패턴에 따라 Subband 매핑을 동적으로 변경 가능 |
✨ 한 줄 요약
SBFD는 "부분대역 기반 Full Duplex"로, 5G-Advanced에서 현실적이고 강력한 데이터 동시 송수신 방법이다.
📡 2️⃣ Rel-18 Dynamic TDD 스케줄링 실제 동작 흐름
🌍 기본 개념
Dynamic TDD는
- 시간에 따라 업링크(UL)와 다운링크(DL) 전환을 "고정된 패턴 없이"
- 단말의 실시간 수요(트래픽 상황) 에 맞춰 유연하게 변경하는 기술입니다.
※ 기존 고정형 TDD는 패턴이 미리 정해져 있어 비효율이 컸습니다.
📈 Dynamic TDD 스케줄링 실제 동작 흐름
UL DL UL DL UL
→ (수요 증가 감지) →
DL DL DL UL DL
📌 동작 세부 과정
- 네트워크 상태 모니터링
- 단말별 트래픽 상황(업로드/다운로드 요구량) 실시간 수집
- 동적 스케줄링
- TDD 슬롯 구성을 UL/DL 혼합으로 즉시 재조정
- 기준: 지연 최소화, 전송 효율 극대화
- CLI 관리
- 인접 기지국/단말 간 간섭(Cross Link Interference)을 고려해 조정
- 단말 통보 및 동기화
- 새 슬롯 구성 패턴을 단말에 전달 → 단말은 즉시 동기화
⚙️ 주요 알고리즘 포인트
| Slot Reconfiguration | 5~10ms 단위로 슬롯 UL/DL 매핑 변경 |
| Machine Learning 활용 가능성 | 패턴 예측 및 최적 스케줄링 강화 |
| CLI 예측 완화 | 인접 셀과 협력해 동적 슬롯 조정 |
| UE Feedback 기반 | 단말의 실시간 요구사항(버퍼 상태) 반영 |
📚 Dynamic TDD 기대 효과
| 스펙트럼 효율 | 최대 25% 이상 향상 |
| 사용자 경험 | UL 또는 DL 집중 수요에 즉시 대응 가능 |
| 네트워크 자원 활용 | 가변적 트래픽에 적응, 불필요한 리소스 낭비 방지 |
✨ 한 줄 요약
Dynamic TDD는 "슬롯 기반으로 자유롭게 UL/DL을 조정"하여, 사용자가 필요로 하는 통신 형태를 실시간으로 맞춰주는 유연한 5G-Advanced 핵심 기술이다.
🧠 여기까지 정리하면
| SBFD | 부분대역으로 Full Duplex 실용화 |
| Dynamic TDD | 슬롯 단위 UL/DL 실시간 변동 운용 완성 |
🚀 다음 이어서 볼 수 있는 심화 주제
- 📌 SBFD와 Dynamic TDD를 통합 적용한 네트워크 시나리오
- 📌 6G 대비 Full-Band Full Duplex (FBFD) 기술 개념
- 📌 Dynamic TDD에서 AI 스케줄링 최적화 방법
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