로이엔텍 - RF Conformance Test 란? - Part 3. Px / 로데슈바르즈

오늘은 Conformance Test의 Series 게시물로 5G NR RF Conformance Test의 한 파트인 Performance test (Px)에 대해 알아보도록 하겠습니다. 이전에 소개 드린 Conformance test 관련 게시물들은 아래 링크를 통해 확인하실 수 있습니다.

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• 3GPP 비 강제성 인증 시험 (Conformance Test) 이란?
• RF Conformance Test 란? - Part 1 (Tx)
• RF Conformance Test 란? - Part 2 (Rx)
• RRM Conformance Test 란?
• Conformance Test 기초 용어 - Part 1. RMC란?
• Conformance Test 기초 용어 - Part 2 MU, TT란?

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2024년 1월 기준, 3GPP의 5G Conformance test specification 문서 중 현재 Mobile device (스마트폰 등)의 RF Test spec은 다음과 같이 정의되어 있습니다.

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Fig.1 3GPP TS38.521-x test specification documents

 

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TS 38.521-1에서 TS 38-521-3까지는 5G FR1, FR2 및 Dual connectivity에 대한 Tx, Rx 특성을 주로 확인하는 항목으로, 이전에 소개 드린 ‘RF Conformance Test란? – Part 1 (Tx)’과 ‘RF Conformance Test란? – Part 2 (Rx)’의 내용을 담고 있습니다.

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또한, Performance에 대한 부분은 LTE 때까지는 TxRx 항목과 함께 RF Test Spec 문서인 3GPP TS 36.521-1의 8장에서 소개되었으나

5G부터는 TS 38.521-4 문서로 분리되어 다뤄지게 되었습니다.

이는 LTE에 비해 5G에서 좀 더 많은 Performance Test에 대한 요구사항이 생기고 확인해야 할 항목들이 증가했음을 의미합니다.

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Performance test 가 무엇일까요?

​3GPP TS38.521-4 문서에서 Performance requirement에 대한 Full description은 Demodulation Performance requirement입니다.

즉, ​Part(2) (RX)​에 대한 이야기를 할 때 언급되었던 MODEM의 Demodulation part에 해당하는 내용이 주로 다뤄지겠구나?라고 추측해 볼 수 있습니다.

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실제로 우리가 스마트폰을 사용하면서 가장 민감하게 체감할 수 있는 부분이 바로 인터넷 속도입니다.

고사양 게임을 구동시키고 동영상을 렌더링 하는 등의 AP (Application Processor) 성능도 Performance라고 표현할 수 있으나 RF Conformance test 항목에서는 통신을 담당하는 CP (Core Processor)의 성능을 말합니다.

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그럼 통신 모뎀 단에서의 성능에 대해 이야기할 수 있는 부분은 어떤 것이 있을까요?

이를 본 문서 (TS38.521-4)의 주요 카테고리를 통해 알아보면 다음과 같습니다.

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• General Information
• PDSCH Demodulation Requirement
• PDCCH Demodulation Requirement
• PBCH Demodulation Requirement
• Sustained downlink data rate (SDR)

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우선 General information은 다른 3GPP 문서들과 같이 본 시험을 하기 위해 알아야 할 주요 공통 사항들이 명시되어 있기 때문에, 시험 전에

읽어 보시는 것을 권장 드립니다.

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주요 시험 항목들은 PDSCH, PDCCH, PBCH에 대한 Demodulation requirement라고 언급되어 있습니다.

Fig.2 5G NR Physical channels

 

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Fig.2에는 5G의 주요 Uplink (단말 → 기지국) 및 Downlink (기지국 → 단말) 방향의 Physical channel을 보여주고 있습니다.

즉, 위 항목들은 모두 Downlink 방향의 각 Physical channel에 대한 성능을 확인하는 것으로 이해하시면 됩니다.

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각 채널과 역할을 간단히 설명해 보면, PBCH는 Broadcasting channel로 모든 단말에 대해 Master information block (MIB) 등을 제공합니다.​

이후, 각 단말이 기지국에 등록 (Registration) 되면 기지국은 단말이 어떤 Resource (Frequency Range, Resource block, Time slot, SCS, BWP 등)를 사용할지에 대해 Control Channel인 PDCCH를 통해 통신하게 됩니다. 따라서, PDCCH에 대한 성능은 되도록 손실이 없는 전송 방식을 사용하며 성능을 확인해야 합니다.

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마지막으로 스마트폰에서 비디오 스트리밍, 데이터 전송, 온라인 게임, 메시지 전송 등의 서비스를 이용하는 경우에는 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 이용합니다. 데이터 전송 시에는 Control message보다는 손실을 감수하고서라도 더 많은 데이터를 더 빠르게 보내는 것이 요구될 수 있으므로 이에 따른 설정을 하고 성능을 확인하게 됩니다. (HOM, MIMO, Transmission mode 등)

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그럼 이 성능을 확인하는 지표는 어떤 것이 있을까요?

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Px test에서는 주로 Data throughput 과 BLER, SNR 등을 확인하게 됩니다.

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Rx test와의 차이는 무엇?!

본 시리즈 게시물의 RF Conformance Test란? – Part(2) (RX)를 보신 분들은 수신기 성능을 측정할 때에도 95% 이상의 Throughput과 BLER, SNR을 확인하는 시험을 했다는 것을 기억하실 것입니다.

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여기서 Performance Te​st 와 Rx Test 간의 차이점은 바로 전송 환경에 대한 시뮬레이션이 다르다는 점입니다.

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Fig.3 3GPP RF Propagation condition (Fading model) for LTE and 5G

 

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Fig.3은 LTE와 5G NR test에서 사용되는 Fading model에 대한 표입니다.

LTE에서는 Fading 이 발생하는 상황을 보행자, 차량 이동 간, 도심 및 교외 등으로 나누어 Delay spread와 Multi-path에 따른 Tab delay 등을 정의하였습니다.

5G NR에서는 이에 대해 좀 더 많은 사용자와 가혹한 환경을 만들어주기 위해 Tapped Delay Line 모델을 사용하여 신호 간섭이 많은 환경을 시험 환경으로 제안하고 있습니다. 추가로 5G에서는 HST (High Speed Train) model에 대해서도 새로운 SCS 등을 적용하여 정의하였습니다.

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이와 같은 시험 환경에서는 LTE에 비해 높은 Data rate와 낮은 손실을 요구하기 때문에, 다양한 Modulation scheme과 MIMO correlation이 적용되어 시험하도록 하고 있습니다.

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Fig.4. TC 5.2.2.1.1 2Rx / Test 1-43 Test example of R&S CONTEST

 

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Fig.4는 위에 언급했던 여러 Feature들이 실제 시험에서 어떻게 적용되는지 R&S CONTEST와 TS8980 RF Conformance test system을 통해 시험한 결과를 보여주고 있습니다.

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R&S Solution 소개

​Rohde&Schwarz의 TS8980 시스템과 CMX500은 각각 RS-CONTEST라는 자동화 소프트웨어를 통해 여러 Fading 및 채널 모델, MIMO 환경을 시뮬레이션하고 Average Throughput, Sustained Data Rate 측정 시 특별한 지식을 보유하지 않더라도 사용자가 쉽게 설정하여 정확한 시험 결과를 비교 분석할 수 있도록 지원하고 있습니다.

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Px RF Conformance Test에 대해 더 많은 정보가 필요하시다면 아래 주소로 기술 문의 부탁드리며, 앞으로 있을 기술 세미나에도 많은 관심 부탁드립니다.

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• Appendix

Mobile device(단말); 휴대폰 (스마트폰) 및 기타 모바일 기기

DUT; Device Under Test

UE; User equipment

EUT; Equipment Under Test

HOM; Higher Order Modulation

MIMO; Multiple Input Multiple Output

BLER; Block Error Rate

SNR; Signal to Noise Ratio

SCS; Sub-carrier Spacing

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작성자: 신희욱 매니저

이메일: Sales.Korea@rohde-schwarz.com

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223340836827

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추가 문의사항은 아래 연락처로 문의주시면 신속하게 답변드리겠습니다.

T. 031-348-3953

Mail. ds3@roientec.co.kr