Antenna Port

 논문을 읽다보면 Antenna Port라는 말이 나와서 구글을 열심히 찾아봐도, physical 안테나와는 다른 개념이고, Logical한 Antenna로 physical Antenna와 매칭된다는 애매한 설명만 나온다. Antenna Port는 5G를  가장 중요한 기술인 Massive MIMO나 Beamforming에 있어서 매우 중요한 개념이기 때문에 이에 대한 정리가 필요하다고 생각했다.

 

Antenna Port

Antenna Port는 Abstact한 개념으로, '같은 Channel 상태를 경험하게 되는 Antenna의 묶음'이라고 생각하면 된다. 이 설명 또한 추상적이기 때문에 조금 더 알기 쉽게 예를 들어보자. 현재 출시되고 있는 통신 장비들은 대부분 Tx, Rx 안테나를 여러 개 가지고 있다. 여기서 말하는 '안테나'는 우리가 생각하는 안테나가 몹시 작아진 버전으로 Physical한 안테나를 뜻한다. 이런 Physical한 Antenna 하나 하나가 각자의 어떤 데이터를 송수신할 수도 있고, 여러 안테나가 협력하여 데이터를 송수신할 수도 있다. 만약, 여러 안테나가 협력하여 데이터를 송수신한다고 가정해보자. 그러면 Tx도 여러 개, Rx도 여러 개를 사용할 수 있다.

 이 때, Rx 입장에서 데이터를 받았을 때, 어떤 Tx 안테나가 보낸건지 구분할 수 있으면 각각을 Antenna Port라고 하고, 구분할 수 없으면 1개의 Antenna Port라고 한다.

 예를 들어서, Tx 1, 2로 구성된 Physical Antenna 2 개가 UE에게 전송을 할 때, Rx가 Tx 1에서 보낸 data인지 Tx 2에서 보낸건지 맞출 수 있으면, 2개의 Antenna Port고, 맞출 수 없으면 1개의 Antenna Port다. 이런 Antenna Port라는 개념을 중요하게 따로 언급한 이유는 LTE, 5G에서 설명할 MIMO와 Beam-Management이라는 개념 때문이다. Tx와 Rx를 여러 개 사용하는 MIMO나 5G의 Beamforming은 Channel의 상태에 따라서 Antenna를 어떻게 사용하는 것이 효율적일지 다뤄야하는 이슈다. 따라서 같은 Channel을 경험하게 되는 Antenna Port라는 개념이 중요하고, PHY Layer에서도 Antenna Port라는 개념이 계속 나올 것이다. 또한, LTE와 NR에서 설명할 RS 신호도 Channel에 맞게 할당되기 때문에, 같은 Channel 기준인 Antenna Port마다  할당되어야 한다. 이와 같은 이동통신 표준의 세부적인 내용들은 해당 기술을 설명할 때 조금 더 자세히 다루도록 한다.

 Antenna port는 실제 Antenna와 다른 Logical한 Antenna으로 실제 Antenna에 일대일로 mapping되는 것은 아니다. 여러 개의 Physical한 Antenna가 합쳐져서 1개의 Antenna Port를 이루기도 한다. 이 때, 같은 Antenna port에 있는 각 RE는 같은 Channel 환경을 가지고 있다고 가정할 수 있다. PDSCH, PDCCH, CSI-RS, PBCH, DMRS, SRS 등에 따른 Antenna port 번호가 할당되어 있다.