한국통신학회 KICS

5G NR & 5G Core Networks 

서울과학기술대학교 컴퓨터공학과 권태수 교수

2019년 국내 이동통신 3사가 독자운용(StandAlone: SA) 5G 표준을 기반으로 세계 최초 5G 상용화를 이룬 이래, 5G 통신 및 네트워크 기술은 향후 4차 산업혁명의 인프라로서 지속 발전하게 될 것으로 기대되고 있다. 이에 따라 본 고에서는 이러한 5G 표준기술을 설명하고 있는 서적을 소개 하고자 한다. 5G표준 기술은 사용자 단말과 기지국간 무선 통신을 위한 RAN(Radio Access Network) 기술과 기지국이 유선을 통해(무선도 가능할 수는 있으나 일반적으로 유선으로 연결) 외부 인터넷망으로 연결되는Core Network  기술로 나뉘어진다. 이에 따라, Elsevier 사의 “5G NR: The Next Generation Wireless Access Technology”와 “5G Core Networks: Powering Digitalization” 2권의 책을 소개하고자 한다. 

               

먼저, 2018년 출판된 “5G NR”은Erik Dahlman 등 Ericsson 연구원 3명의 저자가 집필했고 이들은 2016년 “4G, LTE-Advanced Pro and The Road to 5G” 책도 집필한 바 있다. “5G NR”은 5G 표준화 과정, 5G 스펙트럼, LTE와 NR Overview 내용을 소개한 후, 3GPP Release 15까지의 RAN 기술 중심의 표준 및 관련 기술을 소개하고 있다.  특히mmWave 스펙트럼의 고려, Ultra-lean Design, Forward Compatibility, 많은 수의 다중안테나를 활용한 Beam-centric Design 등 5G RAN 설계 철학을 충실히 설명하고 해당 표준기술과의 연결을 비교적 잘 설명하고 있어, 새롭게 반영된 표준기술의 필요성과 효용성을 책을 통해 잘 이해할 수 있다. 필자는 2020년 1학기 5G 관련 교과목을 개설하여 본 서적의 50% 내용 정도를 수업시간에 다루었고 필자 역시 본 서적을 통해 5G NR 기술에 대한 이해도를 더욱 높일 수 있었다. 특히, 이 책에 있는 그림들이 하나하나 매우 세심하게 그려져 있고 편집도 매우 깔끔하게 되어 있어 이해에 많은 도움이 된다. 설명이 가끔 반복되거나 부연설명이 과도한 부분도 있었지만 내용을 충실히 설명하고 있다는 점에서 추천할 수 있는 서적 중 하나이다. 

또한, 2020년 출판된 “5G Core Networks”는 Stefan Rommer 등 6명의 저자가 집필했는데, 이 중 5명은 Ericsson 소속이고 1명은 Imperial College London의 연구원이다. 사실 5G Core Network 분야 책은 5G NR 분야 대비 서적이 많지 않아 고르기 어려웠는데, 그림이나 편집 등 측면에서 “5G NR” 책 대비 아쉬운 부분은 있었으나, 내용을 꼼꼼히 들여다보니 기술적 내용이 상대적으로 잘 설명되어 있는 점을 확인할 수 있었다.  5G Core Network 설계 철학인 Service-based Architecture의 설명을 시작으로 Session Management, Mobility Management, QoS, Network Slicing을 다루고, 또한 기존 4G EPC를 사용하기 위한 방안에 대해서도 비교적 상세히 다루고 있다. 2020년에 출판되다 보니 최신 표준기술 내용까지 잘 담고 있고 표준문서에서는 볼 수 없는 개념설명을 위한 그림들이 간간히 포함되어 있어 EPC에 대해 개략적 개념 정도 알고 있는 독자라면 충분히 도움을 받을 수 있는 책이라고 생각된다.

앞서 언급했다시피, 필자는 위 두 책을 이용하여 5G 관련 교과목을 2020년 봄학기 개설한 바 있다. 대략 석사1년차 수준 정도의 내용으로 다루었었는데, 두 책 모두 기술적 세부내용을 많이 포함하다보니 주교재로 사용하기에는 무리가 있을 수 있겠으나, 내용을 각색하여 두 책 각각 50% 정도의 내용을 다루도록 구성한다면 대학원 석사 교과로서 5G 내용을 다루기에 손색이 없을 듯 하였다. 사실 필자는 학부4학년 교과목으로 다루었는데, 그렇다보니 세부 내용보다는 Overview 및 개념 중심의 내용에 좀더 무게를 두었다. LTE에 대해 약간의 지식이 있고 5G를 공부해보고 싶은 연구자 혹은 학생, 그리고 5G 내용으로 대학원 석사 수준의 교과목을 개설하고자 하시는 분들께 추천해드릴 수 있는 책이라 할 수 있겠다.