<답>
1. 개요
- 5G-NR NTN: 위성·HAPS 등 비지상 플랫폼을 5G NR 액세스 노드로 활용, 음영지역 해소 및 전 지구 커버리지를 실현하는 3GPP 표준 기술
- 3GPP Rel-17부터 정규 표준화(Transparent), Rel-19에서 Regenerative 포함 예정으로 지상망-위성망 통합 생태계 구축 가속화
2. 5G-NR NTN 서비스 구성도
가. 개념
- NTN은 UE↔위성 간 Service Link와 위성↔지상국 간 Feeder Link로 구성된 2단 링크 구조로, 지상 5GC(Core Network)와 연동하여 서비스를 제공하는 비지상 무선 접속망임
나. 구성도
- Service Link는 NR-Uu 인터페이스 적용, Feeder Link는 고주파(Ka-band) 고용량 링크 사용; Transparent 방식은 gNB가 지상에, Regenerative 방식은 gNB 기능 일부 또는 전체가 위성 탑재
다. 구성요소
| 구성 요소 | 역할 |
| Service Link | UE↔위성 간 5G NR-Uu 무선 접속 링크(UL/DL) |
| Feeder Link | 위성↔NTN Gateway 간 집선 링크(Ka/Q-V band) |
| NTN Gateway | 위성-지상 연계, gNB 기능 수행(Transparent 방식) |
| ISL | 위성-위성 간 직접 링크(Regenerative 전용, Xn 인터페이스) |
| 5GC | AMF/SMF/UPF 등 코어, 지상망과 동일 구조 활용 |
- NTN Gateway는 Ephemeris(위성 궤적) 정보·공통 TA(Timing Advance)·K_offset 파라미터 등을 O&M으로 수신하여 기지국 타이밍 보정을 수행함
3. 사용 주파수 대역 비교
| 구분 | n255 (L-band) | n256 (S-band) | n254 (L/S Hybrid) | n510~512 (Ka-band) |
| 상향링크 | 1626.5~1660.5 MHz | 1980~2010 MHz | 1610~1626.5 MHz | 27.5~30 GHz |
| 하향링크 | 1525~1559 MHz | 2170~2200 MHz | 2483.5~2500 MHz | 17.7~20.2 GHz |
| 이중화 | FDD | FDD | FDD | FDD |
| 채널 BW | 5/10/15/20/30 MHz | 5/10/15/20/30 MHz | 5/10/15/20/30 MHz | TBD |
| 표준 Rel | Rel-17/18 | Rel-17/18 | Rel-18 | Rel-19+ |
- L 및 S-band(<6GHz)는 경로손실·강우감쇠 적어 핸드헬드 단말 지원에 적합; Ka-band(17~30GHz)는 고용량 전용 지구국용으로 Regenerative 페이로드와 함께 활용 예정
4. NTN 위성망 구조
| 구분 | Transparent (Bent-pipe) | Regenerative (On-board gNB) |
| 위성 페이로드 | RF 증폭·주파수변환만 수행 | 복조·디코딩·라우팅·재부호화 수행 |
| gNB 위치 | 지상 NTN Gateway | 위성 온보드(전체 또는 DU) |
| 왕복 지연(RTT) | GEO: ~480~540ms / LEO: ~28ms | LEO 기준 단축 가능(온보드 처리) |
| ISL 지원 | 불가 | 가능(Xn 인터페이스) |
| Feeder Link 요구 BW | 높음(신호 투명 전달) | 낮음(처리 후 전달) |
| HARQ 프로세스 수 | GEO: 피드백 비활성화 / LEO: 32 | LEO: 32, MEO: 64 |
| 3GPP 정규화 | Rel-17 완료 | Rel-19 예정(2025~) |
| 주요 위성 궤도 | GEO·LEO | LEO·MEO |
| 서비스 주파수 | L/S-band | L/S/Ka-band |
| 위성 복잡도·비용 | 낮음 | 높음 |
5. NTN 위성망 구조 및 기술 동향
- (Transparent) Rel-17 정규화 완료, GEO/LEO 위성 조기 상용화 추진(SpaceX Starlink Direct-to-Cell, AST SpaceMobile 등 Transparent 기반 서비스 론칭 중)
- (Regenerative) 3GPP Rel-19에서 온보드 gNB 정규화 예정; ISL(Xn 인터페이스 적용), gNB-DU/CU 분리(F1 프로토콜 over Feeder Link) 등 기능 고도화; 6G 표준(Rel-21+)으로의 가교 역할 수행
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