초기 접속¶

스펙 · 릴리즈

셀 탐색·동기: TS 38.213 §4.1 (SSB), §13 (Type0-PDCCH/CORESET#0) · 셀 선택: TS 38.304 §5.2 · 시스템 정보: TS 38.331 §5.2 · 랜덤 액세스: TS 38.321 §5.1, TS 38.213 §8 · RRC 연결: TS 38.331 §5.3.3 · 등록: TS 23.502 §4.2.2.2 Rel-15~ (Rel-16 2-step RA·NR-U, Rel-17 RedCap 초기 BWP·NTN, Rel-18 망 에너지 절감 SSB-less SCell)

한눈에 보기

5G 단말이 전원을 켜고 SA 망에 붙기까지의 과정입니다. LTE와 큰 흐름은 같지만, 빔이 처음부터 끼어 있다는 점이 다릅니다.

SSB 찾기: 동기 래스터(GSCN) 위를 훑어 SSB를 찾고, PSS/SSS로 셀 ID와 타이밍을 얻음
가장 좋은 SSB(빔) 고르기
MIB 읽기: SFN, 그리고 SIB1을 어디서 찾을지(CORESET#0, SearchSpace#0)
SIB1 읽기: 이 셀에 들어가도 되는지, RACH 설정, 초기 BWP
RACH: 고른 SSB에 연결된 RACH 기회로 프리앰블 → 기지국이 단말의 빔을 알게 됨
RRC 연결: RRCSetupRequest → RRCSetup → RRCSetupComplete(+ 등록 요청)
등록: 5GC에 Registration → 인증·보안 → 완료

전체 흐름¶

sequenceDiagram
    autonumber
    participant UE
    participant gNB
    participant AMF as 5GC (AMF)
    Note over UE: 밴드 선택 · GSCN 래스터 스캔
    gNB-->>UE: SSB 버스트 (빔 #0…#L−1, 기본 가정 20 ms 주기)
    Note over UE: PSS/SSS → PCI, 심볼 타이밍<br/>PBCH DMRS → SSB 인덱스<br/>가장 강한 SSB 선택
    gNB-->>UE: PBCH: MIB (SFN, SCS, k_SSB, pdcch-ConfigSIB1)
    Note over UE: CORESET#0 · Type0-PDCCH 감시 시점 계산
    gNB-->>UE: PDCCH (SI-RNTI, DCI 1_0) + PDSCH: SIB1
    Note over UE: 셀 선택 기준(S) 확인, UAC 판정<br/>RACH 설정 · 초기 BWP · TDD 패턴
    UE->>gNB: Msg1: 프리앰블 (선택한 SSB에 연결된 RO)
    gNB->>UE: Msg2: RAR (RA-RNTI) — TA, UL grant, TC-RNTI
    UE->>gNB: Msg3: RRCSetupRequest (5G-S-TMSI Part1 또는 랜덤, 설정 원인)
    gNB->>UE: Msg4: RRCSetup + UE Contention Resolution ID
    Note over UE: 경쟁 해결 → C-RNTI 확정, SRB1 설정
    UE->>gNB: RRCSetupComplete [NAS: Registration Request]
    gNB->>AMF: NGAP Initial UE Message
    Note over UE,AMF: 인증 · NAS 보안 · (UE 능력) · AS 보안 · RRCReconfiguration
    AMF->>UE: Registration Accept (5G-GUTI, TAI 목록, Allowed NSSAI)
    UE->>AMF: Registration Complete

등록 이후 단계는 등록 (Registration), RACH 세부는 랜덤 액세스에서 다룹니다.

단계별로 얻는 정보¶

단계	신호	얻는 정보
PSS	m-시퀀스	\(N_{ID}^{(2)}\), 심볼 경계
SSS	Gold 시퀀스	\(N_{ID}^{(1)}\) → PCI
PBCH DMRS		SSB 인덱스(하위 비트), 하프 프레임
PBCH 페이로드	MIB + 8비트	SFN, SSB 인덱스 상위 비트(FR2), \(k_{SSB}\), SIB1 SCS, CORESET#0/SS#0, DMRS Type A 위치, 셀 금지
SIB1	PDSCH	PLMN, TAC, 셀 ID, 셀 선택 기준, UAC, ServingCellConfigCommon(초기 DL/UL BWP, RACH, PUCCH 공통, TDD 패턴, SSB 위치·주기), SI 스케줄
RAR	PDSCH	TA, Msg3 grant, TC-RNTI
Msg4	PDSCH	RRCSetup (SRB1, masterCellGroup), 경쟁 해결

SIB1 받기: CORESET#0과 SS#0¶

flowchart LR
    A[MIB pdcch-ConfigSIB1<br/>8비트] --> B[상위 4비트<br/>controlResourceSetZero]
    A --> C[하위 4비트<br/>searchSpaceZero]
    B --> D[TS 38.213 표 13-1~10<br/>RB 수 · 심볼 수 · 오프셋 · 다중화 패턴]
    C --> E[표 13-11~15<br/>슬롯 오프셋 O · M · 첫 심볼]
    D --> F[Type0-PDCCH 감시<br/>SSB 인덱스별 2 슬롯]
    E --> F
    F --> G[DCI 1_0 SI-RNTI → SIB1 PDSCH]

다중화 패턴 1(TDM, FR1에서 흔함)에서 SSB 인덱스 \(i\)의 Type0-PDCCH는 슬롯 \(n_0 = (O \cdot 2^{\mu} + \lfloor i \cdot M \rfloor) \bmod N_{slot}^{frame,\mu}\)부터 연속 2 슬롯에서 감시합니다. 즉 SSB 빔마다 SIB1도 같은 빔으로 보냅니다.

SIB1 주기는 160 ms이고, 그 안에서 반복 전송 주기는 기지국 구현(SSB 주기 등)에 따릅니다.

전문가 노트 — 탐색 시간, NSA, 특수 경우

동기 래스터와 탐색 시간. NR은 SSB가 캐리어 중앙에 있지 않아도 되는 대신, SSB 중심을 GSCN 래스터(FR1 3 GHz 이상에서 1.44 MHz 간격) 위에만 둡니다. LTE(100 kHz 래스터)보다 후보 수가 크게 줄어 탐색이 빠릅니다. 밴드별로 쓸 수 있는 GSCN 범위·간격이 정해져 있습니다(TS 38.101-1 Table 5.4.3.3-1). → NR-ARFCN과 GSCN

SSB 주기 가정. 단말은 초기 탐색에서 20 ms를 가정하므로, 셀이 SSB를 40 ms 이상 주기로 보내면 탐색 시간이 길어집니다. 비 CD-SSB(\(k_{SSB} \ge 24\))를 만나면 MIB의 정보로 가까운 CD-SSB의 GSCN 힌트를 얻습니다.

셀 선택 기준. \(S_{rxlev} = Q_{rxlevmeas} - (Q_{rxlevmin} + Q_{rxlevminoffset}) - P_{compensation} - Q_{offsettemp} > 0\) (LTE와 같은 형태, NR에서는 SS-RSRP로 측정, 셀 품질은 여러 빔 측정값에서 도출).

NSA(EN-DC) 초기 접속. NR 셀의 MIB/SIB1을 읽을 필요가 없습니다. LTE RRC로 받은 nr-Config(SCG의 ServingCellConfigCommon, 전용 RACH)로 바로 PSCell에 비경쟁 RA를 합니다. 그래서 NSA 전용 NR 셀은 SIB1을 방송하지 않기도 합니다.

초기 접속 지연 구성. SSB 검출(여러 SSB 주기) + MIB(최대 80 ms 결합) + SIB1(최대 160 ms 주기) + RACH 기회 대기(PRACH 주기 10–160 ms) + Msg2–4(수 ms) + 등록(수십~수백 ms). 망 설정(SSB·SIB1·PRACH 주기)이 체감 접속 시간을 좌우합니다.

RedCap (Rel-17). RedCap 단말을 위해 별도의 초기 DL/UL BWP(최대 20 MHz FR1), 전용 RACH 자원(조기 식별), cellBarredRedCap 등을 SIB1에 추가했습니다. → RedCap

LTE ↔ NR 비교¶

항목	LTE	NR SA
탐색 단위	100 kHz 래스터, 중앙 6 RB	GSCN 래스터, SSB 20 RB
빔	없음	SSB 선택 → RO 연동
SIB1 위치	서브프레임 5 고정	CORESET#0/SS#0 (MIB가 지시)
기타 SI	항상 방송	방송 또는 on-demand
연결 메시지	RRCConnectionRequest/Setup/Complete	RRCSetupRequest/Setup/Complete
등록	Attach (기본 베어러 포함)	Registration (PDU 세션 분리)

초기 접속¶

전체 흐름¶

단계별로 얻는 정보¶

SIB1 받기: CORESET#0과 SS#0¶

LTE ↔ NR 비교¶

관련 페이지¶