로이엔텍 - 차세대 이동통신 6G로 가는 길 - Part 1. Sub-THz & FR3 신규 주파수에 대한 채널 환경 특성 연구 / 로데슈바르즈

Sub-THz & FR3 신규 주파수에 대한 채널 환경 특성 연구

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3GPP 단체에서 5G standard Rel. 15를 2019년에 공식적으로 Release 하였을 때, 4G LTE에 비해 가장 눈에 띄게 변화된 부분이 밀리미터파 (24.5 ~ 52GHz) 대역을 포함한 주파수 영역에 대한 확장이라고 할 수 있었습니다. 이러한 주파수에 대한 확장은 Rel. 16 및 17을 거치면서 70GHz 주파수 대역까지 현재 확장되었습니다. 이러한 흐름에 맞춰 차세대 이동통신 6G에 대한 새로운 후보 주파수로 Sub-THz (e.g. 110 ~ 170GHz의 D-band, 275 ~ 330GHz의 H-band) 및 최근에는 FR3 라 불리는 Mid-Upper frequency Range (e.g. 7.125 ~ 24.25GHz)를 포함하여 고려하고 있습니다.

그림1) 5G & 6G 신규 주파수로의 확장 흐름

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이에 따라, 다양한 단체 및 여러 나라에서는 Sub-THz뿐만 아니라 아래와 같이 FR3 주파수 대역 환경에 대한 연구도 진행하고 있습니다. 예를 들면, 10 ~ 10.5GHz 대역은 ITU에서도 관심 있게 보고 있는 대역으로 WRC 23 (World Radio Conference 2023)에서도 논의될 아이템 중 하나입니다. FCC에서는 12.75 ~ 13.25GHz 대역에 대해서 6G 차세대 통신으로 변경 사용하는 것을 대비하여, 공식적으로 연구한 결과를 발표하기도 하였습니다.

그림2) FCC 5G & 6G 신규 주파수(12.75 ~ 13.25GHz) 연구 결과

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위와 같이 새로운 주파수를 사용하기 전에 선행되는 Research 영역이 새롭게 사용할 주파수의 Channel 환경의 특성 (e.g. Time Delay, Doppler Shift, etc.)을 측정하는 것이고, 일반적으로 이를 채널 사운딩 측정 (Channel Sounding measurement)라고 부르고 있습니다. 이를 통해서 이 대역을 사용하게 되는 안테나와 같은 소자들을 개발할 때 그 주파수 채널 환경 특성에 맞도록 개발을 할 때 유용하게 활용이 가능하게 되는 것입니다.

그림3) 주파수 채널 환경 특성 측정

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Rohde&Schwarz 에서를 이와 같은 채널 환경을 측정을 위해서 아래와 같이 Time Domain base의 측정 솔루션 (e.g. D-band)을 제공하고 있습니다. 기준이 되는 신호를 신호 발생기에서 전송을 하게 되면, 이 신호는 주변에 지형지물 및 환경에 따라 LoS (Line of Sight)를 포함한 다양한 경로를 통해서 수신단으로 전달이 될 것입니다. 여러 경로들을 통해서 전달되는 신호들을 신호 분석기를 통해 입력을 받아서 각 경로 별로 delay, Loss 등을 측정 및 확인하면서 그 주파수 대역에 대한 특성을 파악을 할 수 있게 되는 것입니다.

그림4) Rohde&Schwarz Channel Sounding 측정 for D-band

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아래의 측정 결과는 Rohde&Schwarz 독일 본사에서 위와 같은 setup을 통해서 진행한 채널 환경 측정 결과입니다. 3m로 상대적으로 가까운 거리에서는 Line-of-sight에 대한 결과만 명확하게 보이지만, 15m 거리에서는 Line-of sight에 대한 결과 이외에도 다른 path 들에 대한 결과들도 확인되는 것을 보실 수 있습니다.

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그림5) D-band 채널 환경 측정 결과 Example

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Rohde&Schwarz는 위와 같은 솔루션뿐만 아니라, 6G 후보가 되는 다양한 주파수 대역에 대해서 유수한 여러 업체 관계자들과 채널 환경을 측정한 결과들을 아래와 같이 지속적으로 업데이트하고 있습니다. Rohde&Schwarz의 채널 환경 측정 솔루션 및 측정 결과에 대한 자세한 내용은 하기의 링크들을 통해서 확인이 가능합니다.

• Rohde&Schwarz Channel measurement 솔루션 setup 및 Demonstration

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#ThinkSix | Channel measurements in the D-band | Rohde & Schwarz (rohde-schwarz.com)

 

#ThinkSix - Channel measurements in the D-band

This video demonstrates a test setup for channel sounding measurements in the D-band.

www.rohde-schwarz.com

• 300GHz(H-band) Channel measurement 측정 결과

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IEEE Xplore Full-Text PDF:

 

THz Channel Sounding: Design and Validation of a High Performance Channel Sounder at 300 GHz

In this paper, a novel instrument-based time- domain THz channel sounder for the 300 GHz band is introduced. The performance is characterized by conducted measurements and verified by over-the- air measurements, which confirm the sensitivity and highlight the temporal resolution of the setup. Dynami...

ieeexplore.ieee.org

IEEE Xplore Full-Text PDF:

ieeexplore.ieee.org

ieeexplore.ieee.org

[2203.04404] Sub-THz Channel Measurements at 158 GHz and 300 GHz in a Street Canyon Environment (arxiv.org)

 

Sub-THz Channel Measurements at 158 GHz and 300 GHz in a Street Canyon Environment

This paper presents first results of a channel measurement campaign performed in an urban micro (UMi) street canyon scenario at 158 GHz and 300 GHz.

arxiv.org

• 158GHz(D-band) Channel measurement 측정 결과

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[2203.04397] Observations on the Angular Statistics of the Indoor Sub-THz Radio Channel at 158 GHz (arxiv.org)

 

Observations on the Angular Statistics of the Indoor Sub-THz Radio Channel at 158 GHz

This paper presents selected results from a channel measurement campaign conducted in a shopping mall scenario at 158 GHz. The focus is on the statistical analysis of the collected measurement data in terms of directional channel gain. Although most power is received from the line-of-sight (LOS) dir...

arxiv.org

작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀

이메일 : sales.korea@rohde-schwarz.com

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223305655971

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