51. 빔포밍 관리(1) (Beam Management)

 

이전 포스팅에서 빔포밍에 대해서 알아보았다. 

오늘은 이 빔포밍을 어떻게 관리하는지에 대해 알아보자.

 

1. 빔포밍 관리

빔포밍 관리를 알기 전에 빔포밍에 대해 알아야 한다. 하지만 빔포밍에 설명은 수도 없이 했기 때문에 생략하도록 하겠다.

 

뿌듯한 내 포스팅들 다 빔포밍 관련 이야기이다.

 

빔포밍 관리는 크게 

1. 빔을 어떻게 고르는가?     2. 빔을 어떻게 더 좋게 만드는가?

로 나눌 수 있다. 이 과정 속에서 빔관리 P1, P2, P3라는 것이 있고 P1부터 소개해보겠다.

 

1-1. P1 (Beam Sweeping)

P1은 빔포밍 연결 과정에서 처음으로 빔을 어떻게 UE가 고르는가에 관련된 이야기이다. 

영상 속 P1 단계 설명 그림

 

LTE의 경우 eNB가 CRS 신호를 계속 보내면서 UE가 어떤 셀에 포함되어 있는지 알 수 있도록 해주었다. 하지만 5G로 넘어오면서 빔포밍이 가능해지고 CRS를 사용할 수 없게 되었다. 이유가 뭘까?

 

생각보다 간단하다. 5G에서 빔포밍을 하게되면 CRS로 UE에게 셀에 대한 정보를 못 주기 때문이다. 각각의 빔은 다른 셀로 보기 때문에 CRS를 사용하면 빔 구분을 할 수 없게 된다. 따라서 5G에서는 SSB의 DMRS를 쏘아 각각의 빔에 대한 정보를 UE에게 쏴주게 된다. (CRS를 쓰지 않는 이유는 빔포밍 뿐만 아니라 lean design concept 때문이기도 하다. 이 컨셉은 필요한 기능만 구현해서 효율성을 극대화시키는 컨셉이다.)  

 

위 상태에서 gNB는 여러 빔을 동시다발적으로 쏠 수 없는데, 전력 소모가 매우 크기 때문이다. 따라서 1번 빔을 쏜 이후에 2, 3, 4번 빔을 시간 간격에 맞게 차례로 쏘는데 이것이 마치 빗자루로 바닥을 쓰는 것과 닮았다 하여 빔 스위핑이라 한다.

 

더 자세히 이 단계에 대해 말해보자면 

영상 속 빔 스위핑 설명 그림

 

20ms를 간격으로 빔스위핑을 하게 되고 5ms 안에 SSB 신호를 쏘게 된다. 이 때 한 개의 빔만 쏘는 것이 아니라 여러 빔을 5ms 안에 쏘고 이렇게 빔을 쏘는 것을 빔 버스트(Beam Burst)라고 한다. 

정리하면 '20ms 이내에 빔 스위핑을 끝내야하고 그 안에서 5ms 이내에 빔 버스트까지 끝내야한다'라고 할 수 있다.

 

영상 속 P1 단계 설명 그림2

 

빔 스위핑을 통해 빔을 선택하면 이 후 SSB-> SIB1 -> RA procedure까지 진행하게 된다. RA procedure의 경우 MSG 1, 2, 3, 4, 5를 주고 받으면서 진행되고 이것마저 끝나면 RRC set up단계로 넘어간다. 이 RRC set up 단계에서 P2 단계가 시작되는데, 이것은 다음 포스팅에서 알아보도록 하자.

 

 

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출처

https://www.youtube.com/watch?v=8zPgkgQVWDs&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=50