[메모] 5G 이동통신 네트워크 입문 Chap3 - 05/16/2024

LTE 채널

물리계층의 프로토콜

DL 물리채널

1. PDSCH

Physical Downlink Shared Channel

각 가입자들이 데이터 전송을 위해 공유하는 채널

idle / paging

 

2. PBCH

Physical Broadcast Channel 

MIB 등의 중요 정보 전송

 

3. PMCH

Physical Multicast channel

셀 내의 그룹 여러 단말들에 대한 멀티캐스트

+ PCFICH 

Physical Control Format Indicator Channel 

한 개의 스케쥴링 블록의 14개 심볼 중 몇 개가 제어(control) 영역으로 쓰이는지 알려주는 CFI 값 전달

Control Format Indicator

 

4. PDCCH

Physical Downlink Control Channel 

하향링크 Control Information (DCI) 전송

* DCI 

해당 단말에 필요한 "어떤 리소스 블록에서 데이터를 전송하는 것" 과 같은 자세한 정보 전달

+ "데이터를 디코딩할 때 어떤 종류의 복조 체계를 사용해야 하는지" 등의 추가 정보 

** DL의 경우 스케쥴링 제어 시

DL-SCH  / PDSCH 자원을 할당하고, DL-SCH 전송 포맷과 HARQ 정보 전송함

UL 스케쥴링 관련하여도, UL scheduling grant + UL+SCH PUSCH 자원 할당의 역할 + UL-SCH 전송 포맷 + HARQ 관련 정보 전달

전원 제어 명령을 통해 다수 UE에 대한 Power control 명령 joint coding 수행

스케쥴링 제어/ 허가

 

5. PHICH

Physical Hybrid ARQ Indicator Channel

HARQ  = ARQ  + FEC

--> PHICH를 통해 eNB -> UE (UL data)의 ACK/NACK 전송

DL data의 ACK/ NACK 은 단말이 PUCCH / PUSCH 통해 eNB에게 알려줌

 

+ physical signal

= 레퍼런스 시그널 + Synchronization Signal

RS => 정확한 복조, 채널 품질 측정, 모빌리티

SS => PSS, SSS -> PCI 획득 위함 

* group 168개

 

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UL 물리채널

1. PUSCH

Physical Uplink Shared Channel

 

2. PUCCH

Physical Uplink Control Channel

 

3. PRACH

Physical Random Access Channel 

 

 

PUCCH -> UCI가 eNB로 전송

-> PUSCH -> UE가 eNB로 보내려는 User data 전송

** RACH는 단말이 randwom access 하기 위해 존재로

특정 시간, 주파수에 정의된 RACH 리소스로 RACH 전송 / 주파수 영역에서 6개의 RB 점유

+ UL Physical Signal

정확한 복조를 위한 DM-RS, 채널 퀄리티/타이밍 계산 위한 RS  

 

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물리 계층의 절차

물리계층 절차 = 무선 채널을 통해 데이터 전송하기 위해 물리 계층에 의해 수행되는 절차 

for 시간 , 전력, 주파수의 phy단 리소스 제어 

 

initial attach 에서의 PHY procedure 

1. UE Power on

purpose : DL timing + PCI acq

2. DL sync

셀에서 브로드캐스트 시스템 정보 판독 시작 가능

여기서 attach 절차 시작됨

3. UE attach

S-GW에 대기 중인 DL data 존재 시, UE Paging (<- eNB)

데이터 없으면 (inactivity timer 종료 시) Idle 진입 + Paging 체크 -- paging 아니면 UE는 DRX 사이클 동안 휴면

--> 페이징 발생 시 UE가 페이징 채널 판독하여 어떤 특정 UE가 페이징 되는지 파악

자신의 페이징인 경우 RACH 수행 -> 네트워크 접속 및 페이징 응답 -> DL 데이터 수신

4. UE Connected 

Connected 상태에서 UE는 eNB에 의해 무선 리소스 스케쥴링 받음

스케쥴러에 의해 할당 및 Link adaptation 통해 Channel Quality에 맞게 처리됨

Connected DRX (CDRX) => 전송과 전송 사이에 Idle (Power saving)

 

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SI 

system information

전체 셀 영역에서 브로드캐스트됨

 

페이징

eNB에서 시작하는 Connected mode 설정 이루어지는 기반

 

RACH 

UL Sync

 

Link Adaptation

변조 및 채널 코딩을 결정

 

PHY 외의 다른 계층 관련 프로토콜은 아래 문서 참고

https://n-for-n.tistory.com/entry/LTE-LTE-Protocol-OSI

[LTE] LTE Protocol (OSI)

 

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3GPP Rel 10 부터 LTE-A

LTE Advanced는 개인적으로 5G 와 거의 같은 수준이라고 생각

 

추구 방향

1. 기존 LTE보다 전송속도 up

2. 비트당 비율 down

3. 셀 커버리지 확대, 용량 확대

4. 로컬 접속 기술 강화 -> UL, 엣지셀, MBMS 제어 기술 

 

Max Tput 증가

어떻게?

CA 통해 반송파 결합

안테나 개수 증가 (DL 8rx, UL 4rx)

 

스펙트럼이 늘어나면서 주파수 영역 스케쥴링 기법인 Frequency Selectvie 스케쥴링에 도움

주어진 스펙트럼에 있는 많은 섭캐리어 중 무선 상태가 가장 양호한 것들을 우선적으로 선택, 스케쥴링에 사용하는 방식인데 CA를 통해 스펙트럼이 늘어나며 선택의 여지가 늘어남

 

전송 지연 시간 줄어듦

CA 사용 시 eNB의 스케쥴링 결정 과정에서 여러 캐리어를 동시에 고려하며 하나의 셀에서 수용, 처리하는 동시 접속 가입자 수가 증가

대기 시간 감소

 

이종 네트워크 솔루션

펨토셀 등의 스몰셀과 대형 셀의 혼합 

트래픽 부하 높은 곳에서 셀용량 증대나 엣지셀 커버리지 넓히기 위한 용도

 

Rel 11

CA 기능 향상 

이기종 배포 향상

CoMP (WCDMA의 소프트 핸드오버와 유사 - 각 전송 포인트 간 송수신 조정)

--> 빔포밍 및 Joint Transmission

 

Rel15부터는 5G의 시작