1장. 5G NR 개요 — FR1 vs FR2
| 구분 | FR1 (Sub-6) | FR2 (mmWave) |
|---|
| 주파수 | 410 MHz ~ 7.125 GHz | 24.25 ~ 71 GHz |
| 대역폭 | 5~100 MHz | 50~400 MHz |
| 변조 | OFDM (256QAM) | OFDM + DFT-s-OFDM (256QAM) |
| 커버리지 | 광역·기존 LTE 인프라 활용 | 좁은 빔·짧은 거리 |
| 측정 부담 | 중간 | 매우 높음 (OTA 필수) |
왜 측정이 어려운가
- 광대역 + 고정밀 동시 요구 — 400 MHz BW + 1% EVM 측정
- MIMO·빔포밍 — 단일 안테나 측정 무의미, 다채널 동기 필수
- mmWave 손실 — 자유공간 손실·대기·강수 영향
- OTA 환경 — 케이블 직결 측정 불가
2장. mmWave 측정의 도전
① 주파수 한계
- 대역폭이 커서 통상 50GHz~70GHz 스펙트럼 분석기 필수
- R&S FSW85 (8.3GHz~85GHz 대응), Keysight UXA 등이 표준
- 20GHz 미만 장비로는 핵심 측정 불가
② 직접 결선 vs OTA
- mmWave 디바이스는 안테나 내장이 일반적 → 케이블 직결 어려움
- OTA 챔버·CATR(Compact Antenna Test Range)·다중 측정 위치 필요
③ 손실 보정
- 케이블·어댑터 손실이 dB 단위로 크므로 사전 측정·보정 필수
- VNA로 S-parameter 측정 → 디엠베디드 적용
3장. OTA (Over-The-Air) 측정
측정 시설 분류
| 방식 | 특징 | 적용 |
|---|
| Direct Far-Field | 큰 챔버·먼 거리 | 저주파·기지국 |
| CATR | 반사경으로 거리 압축 | FR2 mmWave 표준 |
| NFTF | 근거리 → 원거리 변환 | 안테나 패턴 측정 |
| Radiated Two-Stage | 도파관 + 챔버 | MIMO 효율 |
중요: 3GPP는 mmWave FR2에 대해 OTA 측정을 의무화했습니다. 케이블 측정만으로는 인증 불가.
4장. MIMO·빔포밍 검증
측정 항목
- 빔 패턴 — 3D 방사 패턴 측정 (Azimuth·Elevation)
- 빔 스위칭 시간 — 빔 간 전환 latency (μs 단위)
- 코드북 검증 — 표준 정의 빔 인덱스별 응답
- MIMO Layer — 2T2R / 4T4R / 8T8R 동시 디코딩
- 스루풋 — RF + Baseband + Higher Layer 통합 검증
5장. 핵심 지표 — EVM·ACLR·PAPR
| 지표 | 의미 | 5G NR 기준 |
|---|
| EVM (Error Vector Magnitude) | 변조 정확도 | QPSK 17.5%, 256QAM 3.5% |
| ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) | 인접 채널 누설 | UE: -30 dBc, BS: -45 dBc |
| PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) | 피크·평균 전력비 | OFDM 일반 7~12 dB |
| SEM (Spectrum Emission Mask) | 대역 외 방사 마스크 | 3GPP TS 38.521 표준 |
| Spurious Emissions | 스퓨리어스 | 주파수 대역별 다름 |
6장. 권장 장비 구성 + 6G 사전 준비
R&D / 사전 측정 (Pre-compliance)
| 용도 | 장비 |
|---|
| 벡터 시그널 분석 | R&S FSW85 또는 Keysight UXA N9040B |
| 신호 발생기 | R&S SMW200A + 5G 옵션 |
| 네트워크 분석 | R&S ZNA40/67 또는 Keysight PNA-X |
| UE 시뮬레이션 | Keysight UXM 또는 Anritsu MT8821C |
| OTA 챔버 | R&S ATS800B (CATR) |
| 오실로스코프 (Baseband·SI) | LeCroy WaveMaster 8Zi-B |
6G 사전 준비 — 무엇이 달라지나
- 주파수 확장 — Sub-THz (95~300 GHz) 시연
- 측정 장비 대역 — 110~300 GHz 시그널 분석 필요
- RIS (Reconfigurable Intelligent Surface) — 새 측정 항목
- AI 기반 빔포밍 — 동적 패턴 측정·재학습 검증
- Joint Communication & Sensing — 통신+센싱 통합
6G 진입 전략: 현재 5G FR2 mmWave 인프라(85GHz 스펙트럼·CATR·디엠베디드)를 우선 갖추면 6G Sub-THz 진입 시 측정 노하우·일부 장비 재활용 가능. R&D는 110GHz~로 점진 확장 권장.
5G·6G 측정 시스템 구축이 필요하면
R&S FSW85 + SMW200A + ZNA67 + LeCroy + CATR 챔버 통합 안내
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