2017년 12월에 도입된 5G NR 릴리즈-15는 아주 빠른 통신 속도, 매우 짧은 지연 시간, 수십억 IoT 기기와의 연결성 기반을 구축했다. 설계자는 이제 스마트폰, 태블릿, 랩톱, 웨어러블과 같이 5G의 영향 아래 놓일 디바이스를 설계할 때, 설계할 디바이스가 새로운 주파수 대역에서 새로운 기술로 동작해야 한다는 것을 고려해야 한다.


5G NR 표준을 준수하기 위해 디바이스는 다양한 주파수 대역에서 다양한 작동 모델로 작동해야한다. 

5G NR은 인접한 셀룰러 대역에서 작동해야한다. 때로는 와이파이, CBRS(Citizens Broadband Radio Service), 군용 및 위성 서비스와 같은 다른 무선 통신 시스템과 동일한 스펙트럼 내에서도 작동해야 한다.

공유 스펙트럼은 허가되지 않은 스펙트럼으로 채널 집합을 사용하여 디바이스의 성능과 처리량을 확장 할 수 있다. LTE unlicensed(LTE-U), LAA(Licensed Assisted Access) 및 멀티파이어(MulteFire)는 허가되지 않은 스펙트럼에서의 LTE 운영을 허용한다. 

LAA는 4G 네트워크를 앵커로 사용하며, 보조 채널을 이용하여 데이터를 전송하기 전에 다른 작업이 수행되지 않도록 LBT(Listen Before Talk) 방식을 사용한다. LAA는 동일한 주파수 대역에서 사용되는 여러 가지 프로토콜로 인해 여러 가지 순열을 사용하므로 신중한 공존 설계 및 테스트가 필요하다.

중간대역 주파수(3.3~4.2㎓, 3.3~3.8㎓ 및 4.4~5㎓)에서 작동하는 5G NR은 인접한 IEEE 802.11ac 및 802.11ax Wi-Fi 네트워크(2.4㎓ 및 5㎓), 기타 IMS(Industrial, Scientific, Medical) 대역에서 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서 각 대역을 적절히 필터링하지 않으면 고조파, 상호 변조 스퍼 및 스펙트럼 재성장으로 인한 방출이 이러한 대역의 무선 전송에 영향을 줄 수 있다.
성운 다이어그램(constellation diagram)은 위상 및 진폭 정보를 동시에 표시한다. 벡터 신호 분석기로 신호를 측정하고 성운 다이어그램에서 결과를 보면 신호 간섭 및 왜곡 문제를 알 수 있다.

절연 신호의 EVM과 서브캐리어 당 EVM은 혼잡한 주파수에서 공존의 좋고 나쁨을 예측할 수 있다. ACLR 및 SEM과 같은 광대역 주파수 측정을 보면 신호의 간섭 가능성을 파악할 수 있다.

5G NR은 기존 상업용 무선 인프라뿐만 아니라 군사용, 비군사용 레이더 및 위성 신호와 공존할 필요가 있다. 주파수대역2(FR2)의 5G NR mmWave 동작 대역은 고정 위성 서비스(Fixed-Satellite Services, FSS) 지상국 업링크 27.5~29.5㎓ 및 다운링크 37.5~40㎓와 중첩된다. 이러한 상황에서 1차 사용자는 주파수 대역에서 우선순위를 가질 수 있다. 5G NR 디바이스는 환경을 감지하고 그 위치의 정책에 따라 동작을 수정해야 한다.

▒5G NR 디바이스 설계자가 극복해야 할 5가지 과제 보러가기
<1> 가변 슬롯 지속 시간 활용하기
<2> 높은 주파수, 넓은 대역폭에서의 처리량 늘리기
<3> mmWave 주파수에서 빔 스티어링 기술 효과적으로 사용하기
<4> 5G mmWave 장치에서 OTA 테스트 하기
<5> LTE 및 기타 무선 통신과의 평화로운 공존