5G 채널 사운딩

5G에서는 더 빠른 데이터 전송 속도를 위해 더 넓은 대역폭이 필요하기 때문에 6GHz 미만의 기존 셀룰러 네트워크 구현에 비해 훨씬 높은 반송파 주파수를 사용해야합니다.

다양한 연구 프로젝트에서 6GHz에서 60GHz 이상까지 다양한 스펙트럼이 논의되었습니다. 업계의 다양한 기업들은 새로운 고주파 대역에서 광대역 신호가 무선 채널을 통해 전파되는 방식을 연구해야만 합니다. 채널 사운딩은 무선 전파 경로를 개별 다중 경로 구성 요소로 나누어 무선 채널의 특징을 표현할 수 있는 프로세스입니다. 이 정보는 채널을 통해 데이터를 전송하기 위한 안정적인 변조 방식을 개발하는 데 반드시 필요합니다.

현재 특정 주파수 대역과 특정 환경에 대해 다양한 채널 측정 연구가 진행되었지만, 6GHz보다 훨씬 높은 주파수에서 채널 모델을 정의할 수 있는 연구 결과는 거의 없습니다. 이에 따라 모바일 네트워크 사업자, 연구 기관, 대학, 기타 기업들은 3GPP와 같은 표준화 기구의 채널 모델을 정의하기 위해 광범위한 채널 측정 캠페인을 실시하고 있습니다.

더 높은 주파수를 가진 채널의 특성을 기존에 사용하던 최대 6GHz인 기존 주파수의 특성과 분명히 구분할 수 있어야 합니다.

  • 밀리미터파를 사용함에 따라 더 큰 전송 손실이 예상되므로 고도의 지향성 빔포밍이 필요합니다.
  • 70GHz 미만, 100GHz 이상의 주파수 대역과 200m 이상의 거리에서는 산소량 및 물 흡수량(예: 비 또는 습기 손실)을 고려해야만 합니다.
  • 무선 채널에서의 Time Selectivity가 더 빠르기 때문에 TDD 기술이 더 선호되고 있습니다.
  • 대부분의 장애물 감쇠가 더 강하게 나타납니다(예: Foliage 손실, 반사 등).
  • LOS(Line-of-Sight) 조건이 항상 보장되는 것은 아니기 때문에 NLOS(Non-Line-of Sight) 통신의 고려가 때로는 필수적입니다.

로데슈바르즈 의 채널 사운딩 테스트 솔루션은 Pulse Compression 방식을 기반으로 합니다. R&S®SMW200A 벡터 신호 발생기는 특정 주파수 대역에서의 신호를 채널로 전송합니다. R&S®FSW 신호 및 스펙트럼 분석기는 주파수 채널에서 수신된 신호를 처리한 다음 결과 I/Q 데이터를 분석 소프트웨어로 전달합니다. 소프트웨어는 수신된 I/Q 신호 데이터와 전송된 원래 신호간의 Autocorrelate를  분석합니다.

전송된 주파수 대역 전송 신호는 최대 길이(m-sequence)의 Special PN(Pseudo-Noise) sequence를 기준으로 합니다. 그 결과로 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 신호 내에 추가적인 Processing Gain이 나타납니다. 측정 셋업의 다이내믹 레인지가 크게 증가하여 Autocorrelation 기능에 도움이 됩니다. 이 방법은 신호발생기(Signal Generator : 송신기)와 신호분석기(Signal Analyzer : 수신기)가 필요한 주파수 대역폭을 제공할 수 있어야만 사용할 수 있습니다. R&S®SMW200AR&S®FSW는 최대 2GHz의 주파수 대역폭을 제공하며 최대 0.5ns 에코의 뛰어난 Time Resolution을 제공합니다.

로데슈바르즈에서 제공하는 채널 사운딩 테스트 솔루션을 사용하면 Time Domain에서 CIR(Channel Impulse Response, 채널 임펄스 응답)을 직접 측정할 수 있습니다. 신호발생기와 신호분석기의 조합은 네트워크 분석기 기반의 측정 셋업보다 전체 대역폭에서 더 빠른 CIR 측정이 가능합니다.R&S®SMW200AR&S®FSW는 Reference Frequency의 안정성이 매우 높기 때문에 동기화 없이 Power Delay Profile 측정을 수행할 수 있습니다. 장거리의 실외 채널 측정을 수행하는 데 최적의 테스트 솔루션입니다.

로데슈바르즈에서 제공하는 채널 사운드 측정 설정은 R&S®FSW 분석기의 높은 수신 감도와 내장된 Low-noise Power Amplifier, 그리고 DSSS(직접 시퀀스 대역 확산) 채널 사운딩 방식의 확산 이득으로 인해 독보적인 Dynamic Range를 제공합니다.

로데슈바르즈의 채널 사운딩 측정 솔루션은 Fraunhofer HHI와 협력하여 NGMN Industry Conference & Exhibition에서 성공적으로 전시되어었습니다.

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