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네트워크 에너지 절감

스펙 · 릴리즈

연구: TR 38.864 (Rel-18, 기지국 전력 모델·기법 평가) · 규격: TS 38.213/38.214/38.321/38.331 Rel-18 (셀 DTX/DRX, 공간·전력 적응, SSB-less SCell), Rel-19 (on-demand SSB·SIB1) · 망 측: TS 38.300 §16.x (NES), RAN3 셀 활성화 · 관리: TS 28.310 Rel-15/16 구현 기반 절감 → Rel-18 NES 규격 → Rel-19 NES 2단계 → 6G 설계 원칙

한눈에 보기

이동통신망 전력의 대부분은 기지국(RAN)이 씁니다. 그리고 기지국은 트래픽이 거의 없는 새벽에도 상당한 전력을 씁니다. SSB, 시스템 정보 같은 항상 보내야 하는 신호와 꺼지지 않는 하드웨어 때문입니다.

망 에너지 절감(NES)은 기지국이 덜 일할 때 확실히 쉬게 하는 기능입니다.

  • 시간: 트래픽이 없을 때 송수신을 멈춤 (셀 DTX/DRX)
  • 공간: 안테나 일부를 끔 (64개 → 32개)
  • 전력: 송신 전력을 낮춤
  • 주파수: 캐리어 일부를 꺼 두고, 필요할 때만 켬 (SSB 없는 SCell, on-demand SSB)

NR은 LTE와 달리 항상 켜진 CRS가 없어서(lean carrier), 이런 절감을 하기에 원래 유리합니다.

기지국 전력 모델 (TR 38.864)

상태 상대 전력 (대략) 전환 시간
깊은 수면 1 50 ms 수준
얕은 수면 50 6 ms 수준
마이크로 수면 160 수 심볼
하향 송신 (기준 구성, 최대 부하) 약 1000 (안테나·대역폭 구성에 따라 스케일) —

깊게 쉴수록 전력은 크게 줄지만 깨어나는 데 오래 걸립니다. 그래서 긴 무송신 구간을 만드는 것이 절감의 핵심입니다.

Rel-18 기법

기법 동작 단말 영향
셀 DTX / DRX 셀이 주기적 활성/비활성 패턴을 갖고, 비활성 구간에는 PDCCH·PDSCH(DTX)나 UL 수신(DRX)을 하지 않음. 그룹 공통 DCI(2_9)로 동적 활성화 연결 상태 단말이 패턴에 맞춰 동작 (C-DRX와 정렬)
SSB 없는 SCell 같은 사이트의 다른 밴드 셀 SSB로 동기 → SCell은 SSB 송신 생략 (inter-band CA) CA 단말만 해당
공간 도메인 적응 활성 안테나 포트 수를 줄이고, 그에 맞는 CSI-RS 하위 설정으로 CSI 보고 여러 포트 가설 CSI 보고
전력 도메인 적응 PDSCH 전력 오프셋을 바꾸고, 그에 맞는 CSI 보고 CSI 하위 설정
NES 셀 접근 제한 NES 기능 단말만 접속 허용(cellBarredNES) 레거시 단말 영향 최소화
셀 끄기와 이동성 조건부 HO에 "셀 꺼짐" 조건, 페이징·재선택 조정

Rel-19 기법

기법 동작
On-demand SSB (SCell) 평소 SSB를 안 보내다가, 단말이 필요하면(활성화 시) 트리거해 SSB 송신
On-demand SIB1 Idle 단말이 UL 웨이크업 신호를 보내면 SIB1 전송 — "SIB1을 항상 방송하지 않는 셀"
공통 신호 적응 SSB·SIB·페이징 주기와 자원을 부하에 따라 조정
전문가 노트 — 절감 효과와 트레이드오프

효과 평가. TR 38.864 시뮬레이션에서는 부하가 낮을수록(예: 10–30%) 셀 DTX/DRX와 공간 적응 조합으로 수십 % 절감이 보고되었습니다. 실제 효과는 하드웨어의 수면 상태 지원(무선부 PA 바이어스 차단 속도 등)에 크게 좌우됩니다.

지연·성능 대가. 셀 DTX 비활성 구간에 도착한 패킷은 기다려야 하므로 지연이 늘고, 안테나를 줄이면 커버리지·용량이 줄어듭니다. 그래서 QoS 인지(지연 민감 단말이 있으면 절감 완화), 트래픽 예측(RAN3 AI/ML) 기반 운용이 함께 쓰입니다.

6G로의 연결. 6G 연구에서는 "기본적으로 꺼져 있고 필요할 때만 켜는" 공통 신호 설계(SSB·SIB 최소화, 앵커–부스터 셀 구조)가 핵심 원칙으로 논의됩니다. 5G의 하위 호환 제약(레거시 단말이 SSB를 20 ms마다 기대) 때문에 5G-Advanced에서는 부분적으로만 가능했던 것을 6G에서 근본적으로 바꾸려는 것입니다.

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