38. SSB

 

35번째 포스팅에서 우리는 채널에 대해서 알아보았다.

 

RRC - SDAP//PDCP - RLC - MAC - PHY 의 계층에서 logical channel, transport channel, 물리계층에서의 채널 등을 알아보았는데 물리 계층의 채널에서는 간단히 짚고만 넘어갔는데 이번 포스팅에서 그 내용을 다뤄보려고 한다.

 

1. 물리 계층 채널

영상 속 물리 계층 채널 설명 그림

 

그림은 물리 계층 채널을 보여주고 있다. SSB에 대해 자세히 다루기 전에 DL, UL control 부분을 먼저 보자.

 

SSB는 PSS, SSS, SIB로 이루어져있고 DL, UL control 부분은 PDCCH, PUCCH와 같은 채널로 이루어져있다. 

 

Control 부분은 상위 계층과 연결이 되어 있지 않은데 이것은 자체적으로 Radio 관련 데이터를 프로세싱하고 해결하고 끝내기 때문이다. DL, UL control에서 다루는 data가 RRC에서 다루는 제어 정보와 같다고 오해할 수 있다.

 

하지만 RRC 채널을 위한 Data는 DL, UL data 부분을 통해 들어가고 DL, UL control 부분은 radio의 low level에 해당하는 정보들을 자체적으로 처리한다는 것을 잊지말자.

 

2. SSB 

본격적으로 SSB에 대해서 알아보도록 하자.

앞서 SSB는 PSS, SSS, SIB로 이루어져있다고 했다.

 

영상 속 SS Block 설명 그림

 

SSB(Synchronization Signal Block)는 동기화 신호 블록으로 UE가 처음으로 5G 네트워크에 접속하거나 기존에 연결되어 있던 네트워크를 탐색할 때 사용하는 블록이다.

 

우선 SS Block에 들어오면 가장먼저 PSS (Primary Synchronization Signal)을 읽고 스캔을 한다. 이때 PSS를 통해서

 

Carrier를 탐색하고 기지국과 UE간의 시간을 동기화 한다.

다음으로 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 받아 PSS를 이용해 frame을 동기화 한다. (주파수 동기화로 이해하자)

 

PSS, SSS를 통해 시간과 주파수 동기화를 끝냈으면 UE는 SIB를 읽어 더 자세한 시스템 정보를 얻기 시작한다. SIB (System Information Block)를 읽을 때 MIB(Master Information Blcok)을 제일 먼저수신하게 되는데 이 MIB를 통해서 셀 ID, 시스템 대역폭 등 기본적인 시스템 정보를 얻는다. (MIB는 SIB1,2,3,4 와 같이 다른 블록을 찾는데 꼭 필요한 블록이다.) 

 

MIB까지 읽었으면 이제 SIB1을 읽을 수 있게 된다. SIB1에는 기본적인 셀 정보가 포함되어 있고 PDCCH, RACH에 대한 정보가 들어있다. SIB1까지 읽은 UE는 필요에 따라 SIB2,3,4를 읽을 수 있다. 각 블록에 대한 역할을 다음과 같다.

 

SIB2 : 이동성 관련 정보 / SIB3 : 무선 자원 관련 정보 / SIB4 : 추가적인 시스템 기능 정보

 

요약하자면 PSS-> SSS -> SIB의 MIB -> SIB1 -> 필요에 따라 SIB2, 3, 4를 읽기 이다. 이 후 RACH를 통해 Random Access 프로세스를 진행하여 기지국과 연결을 완료하는데 이 부분은 다음 포스팅에서 설명하겠다.

 

 

2-1. 추가적인 SSB 설명

영상 속 SSB 설명 그림

 

추가적으로 설명하자면 SSB는 20ms를 간격으로 기지국에서 UE쪽으로 계속해서 신호를 쏘게 된다. 이렇게 신호를 쏘는 이유는 빔포밍에서 UE가 SIB의 index를 통해서 자기에게 필요한 빔을 찾을 수 있도록 도와주기 위해서이다.

 

UE가 빔을 선정하는 과정도 약간 재밌는데 간략하게 설명하면 이렇다.

 

1. 기지국에서 빔을 다방면으로 쏘면서 각 빔에 대한 SSB를 보낸다. (빗자루로 바닥을 쓰는 것처럼 빔으로 주변을 쓴다.)

2. UE는 SSB 신호를 받으면서 가장 강한 신호를 가진 SSB를 선택한다.

3. SSB 인덱스를 통해서 그 빔이 어떤 빔인지 확인한다.

4. UE는 안테나를 조정하여 빔포밍 연결에 성공한다!

 

1번에서 빔이 주변을 훑는 것을 빔 스위핑이라고 한다.

 

이번 강의는 꽤 어려웠는데 그만큼 얻어가는게 많은 것 같다. 특히 PSS부터 SIB까지.. 

 

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원작자의 동의를 받고 출처를 밝히며 적습니다.

 

출처

https://www.youtube.com/watch?v=n94ihk2Ow04&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=38