3GPP Release 17Cross-RAT · UE uplink · reference plane15분교육용 구조 모델

Receiver는 RF와 IQ에서 어떻게 bit를 복원할까?

수신 RF를 complex sample로 바꾸고 알려진 공통 채널을 보정한 뒤 soft bit와 decoded block으로 이어지는 구현 예를 학습합니다.

1

직관 · 무엇이 보이나?

수신기는 흐려진 점을 먼저 좌표계에 되돌린 뒤 bit 가능성을 계산합니다.

LNA와 ADC가 RF를 sample로 가져오고, timing·frequency sync와 FFT가 올바른 자원 칸을 찾습니다. 알려진 reference로 공통 복소 채널을 추정해 equalization한 뒤 constellation 경계까지의 거리를 soft bit로 바꿉니다.

  • Gain과 고정 phase는 하나의 복소 채널 계수 H로 보정할 수 있지만 residual frequency offset은 시간이 지나며 phase를 계속 회전시킵니다.
  • Noise와 추정 오차는 equalization 뒤에도 남아 decision boundary를 넘으면 hard-decision bit error가 될 수 있습니다.
Receiver IQ 복원 실험

알려진 channel을 보정한 뒤에도 constellation이 decision boundary를 넘는 이유는 무엇일까?

Unit-power QPSK 한 점에 공통 복소 채널 H, residual frequency offset와 deterministic noise를 적용하고 보정 전후를 비교합니다.

교육용 계산 모델 · 실제 장비 정확도나 compliance 판정을 대신하지 않습니다.

초기 영향 경로 · Source → DUT → Acquisition → DSP / Math → Display

  1. Source파형·전력·할당초기 상태에서 관찰하는 stage
  2. DUT전달·반사·비선형초기 상태에서 관찰하는 stage
  3. Acquisitionmixer·IF·ADC초기 상태에서 관찰하는 stage
  4. DSP / MathRBW·FFT·복소수초기 상태에서 관찰하는 stage
  5. Displaytrace·marker·grid초기 상태에서 관찰하는 stage

먼저 결과를 예측해보세요

알려진 공통 channel H를 정확히 나누면 무엇이 남을까요?

Transmitted dibit00
Decided dibit00
Bit errors0 bit
Raw EVM41.86%
Equalized EVM21.32%

QPSK decision plane

Square ideal point, circle measured point와 diamond equalized point를 같은 normalized I/Q axis에서 비교합니다. H 0.75 V/V ∠ -35°, residual CFO 40 Hz, additive noise 0.04 normalized ∠ -32°입니다.

Channel 보정 전후 QPSK decision plane송신 dibit 00의 ideal point, channel과 noise를 통과한 measured point, common channel equalization 뒤의 point와 판정 dibit 00을 비교합니다. 현재 H magnitude는 0.75 volts per volt, H phase는 -35 degrees, residual frequency offset은 40 hertz, observation time은 1.0 milliseconds입니다. Deterministic additive noise는 unit-power symbol 기준 magnitude 0.04, direction -32 degrees이며 known-H division 전에 measured IQ에 더합니다.ideal 0000 □ideal 0101 □ideal 1111 □ideal 1010 □raw error vectorerrormeasuredmeas. ○equalized → 00EQ → 00 ◇
그래프 값을 표로 보기
Signal conventionunit-average-power QPSK · normalized I/Q · t=1.0 ms
Known channel H|H| 0.75 V/V · phase -35°
Residual CFO40 Hz · known common H equalization does not remove accumulated rotation
Deterministic noise|n| 0.04 normalized · direction -32° · additive in measured I/Q before known-H division
Transmitted0.7071 + j0.7071
Measured0.7169 + j0.2886
Equalized0.5623 + j0.8635
Decision00 · 0 bit error

Residual phase drift

Δf 40 Hz이면 t=1.0 ms marker에서 14.4°가 누적됩니다.

Residual frequency-offset phase traceResidual frequency offset 40 hertz over 2.0 milliseconds.residual phase14.4°
그래프 값을 표로 보기
TimeResidual phase
0.00 ms0.00°
0.50 ms7.20°
1.00 ms14.40°
1.50 ms21.60°
2.00 ms28.80°

지금 보이는 변화의 원인

같은 계산 state
변경
dibit 00 · H 0.75 ∠ -35° · Δf 40 Hz · |n| 0.04
직접 효과
known common H 제거 후 14.4° phase drift와 deterministic noise vector가 남음
화면 결과
equalized EVM 21.32% · decision 00 → 00 · 0 bit error
비용·한계
scalar H·고정 noise만 사용 · residual CFO tracking, multipath equalizer, decoder와 CRC 판정은 구현하지 않음

원인을 자기 말로 닫아보세요

바꾼 물리량 → 영향을 받은 stage → 화면에서 바뀐 부분 → 비용·한계 순서로 설명합니다.

먼저 예측을 맞게 고정하세요.

측정 주의 · known common H equalization을 가정합니다. DM-RS reference sequence를 생성하지 않으며, scalar channel·deterministic noise 교육 모델은 propagation/fading, 실제 receiver architecture, EVM compliance와 CRC 판정을 대신하지 않습니다.

2

실무 조작·해석 · 무엇을 바꿀까?

보정 전후 constellation과 phase drift를 같은 capture에서 비교합니다.

EVM 한 숫자만 보지 않고 sync lock, channel estimate, equalization 조건, reference normalization과 symbol/subcarrier별 error를 함께 기록합니다.

  1. 이 실험은 DM-RS가 알려진 공통 linear channel coefficient H를 제공했다고 가정하며 reference sequence 자체를 생성하지 않습니다.
  2. Receiver algorithm은 구현 예입니다. 3GPP가 특정 equalizer나 decoder architecture를 강제한다고 해석하지 않습니다.
3

수식·규격 · 어떻게 검증할까?

공통 채널 보정은 복소 나눗셈이고 bit 복원은 likelihood 누적입니다.

교육 모델에서 측정 symbol y는 H, residual rotation, deterministic noise의 영향을 받고 H로 나눈 equalized symbol에서 dibit을 판정합니다.

y(t) = H·x·exp(j2πΔf·t) + n ; x̂ = y/H ; LLR → descramble → de-rate match → soft combine → decode → CRC

  • EVM에는 reference waveform, normalization, equalization과 measurement window 조건이 필요하며 raw EVM과 equalized EVM은 같은 의미가 아닙니다.
  • 이 모델은 scalar H와 deterministic noise까지만 다루며 propagation, multipath fading, full decoder·scrambler와 compliance/CRC 판정을 구현하지 않습니다.

Clause trace

숫자와 구조의 적용 범위

근거Version · clause적용 범위종류
3GPP TS 36.212
UL-SCH CRC, code-block segmentation, Turbo coding and rate matching
17.1.0
§ 5.2.1–5.2.4
LTE UE uplink shared-channel transport-block processing; excludes a full encoder/decoder implementation herenormative
3GPP TS 36.211
Uplink physical channels, SC-FDMA baseband and reference signals
17.4.0
§ 5
LTE UE uplink PUSCH, PUCCH, PRACH, SRS and DM-RSnormative
3GPP TS 38.212
UL-SCH transport-channel processing
17.7.0
§ 6.2
NR UE PUSCH data path, including UL-SCH LDPC processing and codeword generationnormative
3GPP TS 38.211
Uplink physical channels and signals
17.7.0
§ 6
NR UE PUSCH, PUCCH, PRACH, SRS, DM-RS and PT-RSnormative