Bandwidth Part (BWP) 기본 개념 잡기

Bandwidth part (BWP)는 4G LTE에는 없던 5G에서 새로 생긴 개념이다. 이 BWP에 대한 기본 개념을 잡아보자!

 

Bandwidth란?

Bandwidth는 대역폭이라는 말로 4G나 5G는 무선통신이기 때문에 주파수에 data를 실어서 주고 받는다. 주파수는 매우 한정적인 자원으로 무한정 쓸 수 없다. 그래서 통신사끼리 경매를 통해서 몇백억씩 주고 주파수를 사서 서비스를 한다. 대역폭은 이 주파수들의 범위를 말한다. 주파수가 Hz단위이므로 대역폭도 Hz단위인데 보통 MHz 단위를 쓴다. 왜냐면, LTE에서도 최소 대역폭이 1.4MHz이고, 최대 대역폭이 20MHz이기 때문이다. LTE에서는 이 대역폭을 보통 System Bandwidth라고 부른다. 자! 그럼 Bandwidth가 뭔지 대충 알았다면 Bandwidth Part는 뭘까?

 

Bandwidth Part란?

Bandwidth Part란 말 그대로 Bandwidth의 일부분(Part)를 말한다. 즉, 대역폭 안에서 특정 범위를 얘기한다. 그럼 LTE에는 없던 BWP가 5G에선 왜 필요하게 된 걸까? 크게는 아래와 같이 3가지 이유가 있다.

1. UE(단말)이 전체 대역폭을 지원하지 않을 수도 있다.

LTE는 대역폭이 5G에 비하면 그렇게 크지 않았다. LTE의 최대대역폭은 20MHz인데 반해 5G는 최대대역폭이 400MHz까지 늘었다. Max값만 비교하자면 무려 20배나 늘어났다. 5G는 대역폭의 종류가 다양해서 400MHz는 다양한 SCS (Subcarrier Spacing) 중에서 최대치긴 하지만 아무튼 5G로 오면서 대역폭이 크게 늘어난 건 사실이다. 그런데, UE(단말)가 여러가지 이유로 인해 400MHz의 대역폭을 전부다 지원하지 않을 수도 있다. 이유는 여러가지가 있겠지만 대표적으로는 넓은 대역폭을 지원하려면 receiver단의 HW도 비례해서 커지게 된다. 그리고 당연하게도 UE가 400MHz 대역폭을 전부 monitoring하려면 power consumption도 당연히 커질 것이다. 이런 HW 제약들로 인해서 UE가 의도적으로 전체 대역폭을 지원하지 않고 싶어 할 수 있다.

2. 네트워크에서 하나의 carrier에서 서로 다른 numerology를 지원하고 싶어할 수 있다.

5G에선 SCS가 고정이 아니고, 이 SCS에 따라 여러개의 numerology를 지원한다. 사업자가 자신들 고유의 어떤 서비스 형태에 따라서 어떤 경우엔 하나의 carrier에서 서로 다른 numerology, 즉 서로 다른 SCS를 사용하고 싶어할 수 있다. BWP별로 SCS를 다르게 설정할 수 있으므로 BWP를 이용해서 이런 서비스를 구현할 수도 있다.

3. Legacy network 지원을 위해.

위의 내용과 겹칠 수도 있지만 어떤 경우엔 Legacy network, 즉 LTE를 5G와 동시에 지원하기 위해 사용될 수도 있을 것 같다.

 

BWP의 표준 문서 내용

어떤 protocol stack이든지 먼저 specification(standard, 표준)의 내용을 보는 습관을 들이는 것이 좋다. Bandwidth part에 관한 내용은 아래와 같이 3GPP TS 39.211 4.4.5절에서 자세하게 설명하고 있다. BWP는 별개 아니라 연속된 common RB(Resource Block)의 subset이라고 정의되어 있다.

 

3GPP TS 38.211 4.4.5

 

 

BWP의 대표적인 특징

BWP는 하나의 carrier안에서 4개까지 만들 수 있다. 각 BWP는 서로 다른 numerology를 가질 수 있고, RRC message를 통해 설정된다. RRC의 어떤 field가 BWP의 설정인지는 맨 아래의 ShareTechNote page를 참고하기 바란다.

UE 입장에서는 어떤 하나의 시점에서는 하나의 BWP만 active될 수 있다.

BWP끼리는 아래와 같이 겹칠 수도 있고, 서로 떨어져 있을 수도 있고, 하나의 BWP가 또 다른 BWP를 완전히 품을 수도 있다.

 

Keysight blog - Understanding 5G New Radio Bandwidth Parts

 

 

 

 

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Reference >

Understanding 5G New Radio Bandwidth Parts | Keysight Blogs

5G | ShareTechnote