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저는 국제적으로 유명한 단말기 제조업체에서 근무하며 모뎀 칩의 연구 개발을 담당하고 있습니다.
5G 초기에는 단말 데이터 서비스 레이어와 코어 네트워크 개발을 담당했으며, 현재는 6G 컴퓨팅 파워 네트워크 기술 표준 연구를 주도하고 있다.

블로그의 내용은 주로 다음과 같습니다.
       5G/6G 프로토콜 설명
       컴퓨팅 파워 네트워크 설명(클라우드 컴퓨팅, 에지 컴퓨팅, 엔드 컴퓨팅)
       고급 C 언어 설명
       Rust 언어 설명

세포 검색 및 시스템 획득 프로세스

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셀 탐색은 셀과 시간 및 주파수 동기를 획득하고 셀의 셀 ID를 디코딩하기 위해 UE에 의해 개시되는 프로세스이다. 5G NR에서 셀 탐색의 개념은 LTE와 유사하며, 1차 동기 신호(PSS, Primary Sync Signal)와 2차 동기 신호(SSS, Secondary Sync Signal)를 이용하여 물리 셀 ID( PCI, 물리적 셀 ID) .

UE는 두 가지 방법으로 5G-NR 셀에 액세스할 수 있습니다.

비독립 모드(NSA, Non Stand Alone) 배치: EUTRA - NR 이중 연결[EN-DC];
독립적(SA, 독립형) 배치: NR 전용 셀;

EN-DC에서 네트워크는 LTE eNB의 RRC 재구성 메시지를 통해 주파수(NR-ARFCN), 셀 ID, RACH 파라미터 등과 같은 셀 탐색 정보를 제공한다. 단말은 RACH를 통해 NR 셀에 접속을 시도할 수 있다.

SA에서 NR 셀 검색 프로세스 단계는 다음과 같습니다.
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UE는 특정 주파수로 동조합니다.
UE는 주파수 및 시간 동기화를 얻기 위해 PSS 및 SSS 신호를 감지하려고 시도합니다.
UE가 PSS, SSS를 성공적으로 감지하면 동기화 및 PCI(Physical Cell ID)에 대한 정보를 얻게 되며 이제 UE는 PBCH를 디코딩할 준비가 된 것입니다.
PBCH를 성공적으로 디코딩한 후 UE는 RMSI 및 OSI를 얻기 위해 PDCCH 및 PDSCH를 디코딩하려고 시도합니다.

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UE는 동기화 래스터에서 이 주파수 대역(이 주파수 대역은 3GPP 38.104 섹션 5.4.3.3에 의해 정의됨)을 스캔하여 특정 주파수로 튜닝합니다. 동기화 래스터는 동기화 블록의 주파수 위치를 나타내며 명시적인 동기화 블록 위치 시그널링이 없는 경우 UE는 시스템 획득을 위해 동기화 블록의 주파수 위치를 사용할 수 있습니다. 동기 래스터와 동기 블록의 부반송파 간격은 각 주파수 대역에 따라 다릅니다.

다음 단계에서 UE는 동기화 래스터에 위치한 물리적 셀 ID(PCI) 및 PBCH DMRS를 얻기 위해 기본 및 보조 동기화 신호를 디코딩한다. PSS, SSS 및 NR-PBCH는 하나의 동기 신호 블록(SS Block)에서 전송된다 . SSB는 4개의 심볼로 구성되며, 그 중 하나는 PSS, 하나는 SSS, 나머지 2개는 PBCH이다 . 심볼 레벨 과 슬롯 레벨 에서 시간 동기화 및 주파수 동기화는 PSS 및 SSS를 통해 실현될 수 있습니다 .

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NR은 LTE의 두 배인 최대 1008개의 PCI를 지원합니다. 총 336개의 고유한 셀 그룹이 있으며 각 그룹에는 3개의 고유한 셀이 포함되며 해당 셀 ID 계산 공식은 다음과 같습니다.

$N^{셀}_{ID} = 3N^{(1)}_{ID} + N^{(2)}_{ID}$

안에:

$N^{(1)}_{ID}$ : 값 범위가 {0,1,…,335}인 2차 동기화 신호(SSS);
$N^{(2)}_{ID}$ : 기본 동기화 신호(PSS), 값 범위는 {0,1,2}입니다.

SSB는 SS Burst(빔마다 SSB가 있음)를 형성하여 일괄 전송되며, SS Burst는 빔 스캐닝 시 사용되며 각 SSB 전송 후 빔 전송 방향이 변경됩니다. UE는 빔 스캐닝(Beam Sweeping) 메커니즘을 사용하여 최적의 빔을 측정하고 식별합니다.

SS Burst의 컬렉션은 SS Burst Set. SS Burst 및 SS Burst Set 모두 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며 SS Burst의 최대 SSB 수는 주파수에 따라 4(3GHz 미만), 8(3~6GHz) 또는 64(6~6GHz)일 수 있습니다. 52.6GHz). SSB의 주기는 네트워크에서 설정하며 기본 전송 주기는 초기 셀 선택에 사용됩니다 .SS Burst Set의 주기는 모든 주파수 범위 (즉, 2NR 시스템 프레임) 에서 기본적으로 20ms입니다 . 이 간격은 LTE의 4배(LTE에서는 5ms)이며, "always-on"의 전송 오버헤드를 줄이기 위한 것입니다. 프레임 및 슬롯 타이밍은 SSB의 식별자에 의해 정의되고 UE에 의해 획득됩니다.

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gNB는 하나의 무선 프레임에서 여러 개의 SSB 후보 위치를 정의하고 각 위치에 해당하는 특정 방향으로 방사되는 빔의 수를 정의합니다. SSB index각 SSB는 SSB라는 고유 번호로 식별 할 수 있으며 감지되는 SSB는 UE의 위치에 따라 다릅니다. 단말은 일정 주기 내에서 검출한 SSB(한 SSB 세트의 주기) 별로 복조 기준 신호(PBCH DMRS)의 신호 세기를 측정한다. 단말은 측정 결과에서 신호 세기가 가장 강한 SSB 인덱스를 식별할 수 있다. 신호 강도가 가장 강한 SSB가 UE에 가장 적합한 빔입니다 .

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위의 그림은 두 UE의 예를 보여줍니다. UE #1은 SB #1이 최상의 빔임을 발견하고 UE #2는 SB #4가 최상의 빔임을 발견합니다.

UE는 최상의 빔을 선택하고 SFN, SSB 인덱스, 래스터 오프셋, 기본 DL 수비학, RMSI 구성, DM-RS 위치 및 셀 금지 정보 등과 같은 PBCH MIB의 콘텐츠 정보를 디코딩합니다.
셀이 차단되지 않은 경우, UE는 SBI1 정보 수신에 대비하여 PDSCH 리소스의 주파수 포인트 위치를 획득하기 위해 후속 PDCCH를 디코딩하려고 시도합니다.
RMSI의 PDCCH 구성은 PBCH에 의해 제공됩니다. RMSI의 제어 리소스 세트(CORESET, COntrol REsource SET) 구성은 SSB 버스트 세트의 SSB와 연결됩니다. 1비트 정보 필드는 PBCH에서 RMSI 및 OSI의 SCS를 나타내기 위해 사용되며 초기 임의 액세스 절차에 사용되는 기타 정보입니다.
UE는 SIB#1에서 나머지 최소 시스템 정보를 읽고 PLMN ID, 셀 선택 매개변수 및 RACH 매개변수를 디코딩합니다.
네트워크의 PLMN ID가 단말기가 제공한 사용 가능한 PLMN ID 목록과 일치하면 셀 선택 프로세스를 수행하고, 그렇지 않으면 UE는 다른 5G 셀을 획득하고 위 프로세스를 다시 시작합니다.
UE가 확인하려고 하는 또 다른 매개변수는 qRxminUE에 의해 감지된 신호가 qRxmin 레벨을 충족하면 셀 선택 프로세스가 성공하고 UE가 업링크 동기화를 완료하기 위해 RACH 프로세스를 시작하려고 시도할 수 있다는 것입니다.
셀 선택에 실패하면 UE는 다른 셀 획득을 시도하고 위 절차를 다시 시작합니다.

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【5G RRC】셀 검색 및 시스템 획득 프로세스

세포 검색 및 시스템 획득 프로세스

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