25. ANR

Handover에 관련된 ANR에 대해서 알아보자.

 

0. 인트로

영상 속 핸드오버 설명 그림

그림과 같은 상황이라고 가정하자.

 

 A와 B Cell을 담당하는 1번 gNB가 있고, C와 D Cell을 담당하는 2번 gNB가 있다고 하자. 만약 Handset이 B에서 C로 이동을 한다면 handover를 준비해야할 것이다. Handover 과정은 이전, 이전전, 전전전 포스팅에서 다루었으니 생략하도록 하겠다.

 

Handset은 C cell로 넘어가기위해 C의 PCI(Physical Cell Identifier)를 1번 gNB에게 알려주면서 "야, 나 저기로 가도돼?"라고 물어본다. 1번 gNB는 PCI를 기반으로 C의 Cell 정보를 자기 주소록에서 찾아 괜찮은지 판단하고 handover를 결정한다. (PCI는 매우 단편적인 정보이다. Handset은 B와 연결되어 있어 C의 자세한 정보를 가져올 수 없다.)

 

gNB들은 어떻게 자신의 주소록에 다른 gNB의 Cell 정보들을 저장하고 있을까? 과거에는 사람들이 엑셀에 일일이 정보들을 저장해서 gNB에 업데이트 시켜줬다. 하지만 이 방식은 너무 인력이 많이 들고 비효율적이다. (실수나 오류가 존재함)

 

ANR은 이 불편함을 해결해주었다.

 

1. ANR(Automatic neighbor relation)

영상 속 handset을 이용한 ANR 방식 설명 그림

 

과거에 RF 엔지니어가 손수 노가다로 주소록을 작성했다면 ANR은 handset과 gNB의 소통을 통해 주소록을 자동으로 업데이트한다.

 

Handset들이 움직이다 보면 handover는 필수적으로 일어난다. 만약 B에서 C로 가기 위해 Handset이 PCI를 왼쪽 gNB에게 보냈다고 하자. 만약 gNB가 C에 대한 정보가 없으면 handset에게 이렇게 명령한다.

 

"야, C는 내 주소록에 정보가 없네? C랑 오랫동안 연결 해줄테니까 정보 좀 더 자세히 캐와바"

 

이전의 경우 B와 연결된 Handset은 C와 오래 연결이 불가능했다. 하지만 gNB가 위와 같은 명령을 해주면 handset은 CGI(Cell Global Identifier)라는 정보를 gNB에게 가져다 준다. gNB는 CGI를 토대로 C의 정보를 주소록에 업데이트하게 된다.  혹은 주기적으로 handset한테 명령을 해서 주변 Cell들의 정보를 찾아오게 할 수도 있다.

영상 속 gNB를 이용한 ANR 방식 설명 그림

다른 방법으로 gNB간 연결되어 있으면 서로 정보를 공유하고 바뀌면 업데이트도 해준다. 

 

하지만 이런 연결이 gNB간 없다면? 이 연결을 일일이 사람이 해주어야 할까?

 

답은 No이다. 바로 Handover를 Core로 통해서 해주면 자동화 연결이 가능하다.

 

2. ANR 2

영상 속 ANR 기능 설명 그림

1번 마지막에서 링크 또한 자동화가 가능하다고 했다. 바로 Core를 이용하면 된다. 

 

Handover를 B와 하고 싶은데 링크가 없다면 Core를 통해서 핸드오버를 한다. Core가 중간자 입장이 되어 gNB A의 정보를 B에게 주고 B의 정보를 또 A에게 전달해주면서 링크가 만들어 진다. X2 Link = 4G에서의 링크, Xn Link = 5G에서의 링크 

 

따라서 없던 링크가 Core를 통한 handover로 만들어질 수 있다.

 

3. ANR의 문제

모든 기술에 장점만 있으면 얼마나 좋겠냐마는 단점은 항상 존재한다.

 

ANR의 경우 PCI conflict라는 고질적인 문제점이 존재한다.

 

PCI Conflict

PCI는 Unique한 값이 아니다.

 

예로 PCI가 12:33:22:11이라고 하자. 그러면 거리가 매~~~~우 먼 인천과 제주도에는 12:33:22:11 PCI를 가진 Cell이 있을 수 있다는 말이다. 당연히 디자인을 할 때 주변에 PCI가 같게 만들지 않는다. 같게 만들어서 충돌 일어나면 또 돈들자나..

 

하지만 먼 거리라도 PCI가 충돌할 수 있다.

 

거리가 충분히 멀어 PCI를 같게 설정해두었지만, 산 꼭대기 같이 전파가 방해없이 퍼질 수 있는 장소에서는 가능할 수도 있는 일이다. 이런 경우, PCI를 gNB가 받아도 어느 쪽으로 보내야할지 몰라 handover가 실패하게 된다.

 

이것은 CGI를 가져옴으로써 해결할 수 있다. CGI는 Cell의 더 정확한 정보이기 때문에 PCI로 판별되지 않았던 부분을 CGI를 통해 판단할 수 있고 따라서 올바른 셀과 handover가 가능해지게 된다.

 

+ 다른 방법으로 SON(Self-Organizing Network) 셀 자기 조직화 네트워크 기술을 활용하면 이 문제를 해결할 수 있다고 한다. 이 기술은 실시간 모니터링을 통해 충돌이 발생하면 PCI를 재할당하여 충돌을 최소화시키고, 인접 Cell 간 PCI를 분석해 최적의 PCI를 할당하여 셀 간 간섭을 최적화 시킨다. 

 

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원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.

 

출처

https://www.youtube.com/watch?v=_Or2GENaMK8&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=24