5G NR射频测试TX指标发射部分图文释义3GPP文档.docx
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5GNR射频测试TX指标发射部分图文释义3GPP文档
5GNR射频指标发射部分释义
5G频段分两部分:
FR1和FR2
5G频段FR1和FR2
下面是FR1也就是sub6G的频段表:
sub6G频段
国内运营商移动部署的5G频段是n41和n79,联通和电信部署的频段都是n78,具体频率范围如下:
中国移动:
n41:
2515~2675MHz,n79:
4800~4900MHz;
中国电信:
n78:
3400~3500MHz;
中国联通:
n78:
3500~3600MHz;
3GPP中关于5GFR1(sub6G)的射频指标要求都在38.101中,其中38.101-1和38.101-2分别定义的是SA架构下FR1(sub6G)和FR1(毫米波)下的射频指标要求,38.101-3是ENDC和5GCA组合下的5G射频指标要求,ENDC就是我们现阶段国内运营商正在推行的NSA架构。
因为NSA架构属于过渡阶段,运营商重点部署的是SA架构,因此本文重点讲述SA架构下5G的射频指标,也就是38.101-1。
3GPP相关文档下载地址:
https:
//www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/
发射指标:
6发射特性
6.2Transmitterpower发射功率;
6.2.1UEmaximumoutputpower最大发射功率
以上测试取样周期至少为1个子帧,1ms,除非特别说明,对各自支持的所有带宽都有效
不同class对应的最大发射功率表
6.2.2UEmaximumoutputpowerreduction最大发射功率回退
5GNR允许终端在特定的调制方式、特定的RB分配机制下,适当回退最大发射功率,以适应高阶调制带来的发射指标超标或者占用带宽超标的问题;
5GNR功率回退机制
6.2.3UEadditionalmaximumoutputpowerreduction额外最大发射功率回退
额外最大功率回退是网络端基于杂散的额外要求而设定的,额外最大功率回退值和最大功率回退值不能重复叠加,取最大值做回退,
特定频段特定RB信令连接的最大功率回退
6.3Outputpowerdynamics输出功率动态范围
6.3.1Minimumoutputpower最小输出功率
TheminimumcontrolledoutputpoweroftheUEisdefinedasthepowerinthechannelbandwidthforalltransmitbandwidthconfigurations(resourceblocks),whenthepowerissettoaminimumvalue.
Theminimumoutputpowerisdefinedasthemeanpowerinatleastonesub-frame1ms.TheminimumoutputpowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.3.1-1.
最小发射功率的概念我们不应该陌生,无论是Wcdma还是LTE都有这项指标要求,在最小1个子帧(1ms)的测试周期内,所有带宽和RB配置下,都应该满足最小发射功率小于某个规定的大小。
这个指标的含义是手机终端和基站足够近的场景下,手机应该能够响应基站的要求,发射足够小的功率出来,从而可以最大可能的长时间上网。
最小发射功率
6.3.2TransmitOFFpower发射关功率
TransmitOFFpowerisdefinedasthemeanpowerinthechannelbandwidthwhenthetransmitterisOFF.ThetransmitterisconsideredOFFwhentheUEisnotallowedtotransmitonanyofitsports..
ThetransmitOFFpowerisdefinedasthemeanpowerinadurationofatleastonesub-frame(1ms)excludinganytransientperiods.ThetransmitOFFpowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.3.2-1.
发射关功率的概念和LTE完全相同,网络要求终端关闭发射的时候,射频收发器的发射电路和PA都关闭,此时在射频口测试到的功率既是发射关功率,测试周期也是至少1个子帧(1ms)。
这个指标反映的是终端保持安静的能力,主要是测试射频发射前端电路是否彻底关闭,以及是否有自激或者接收电路的锁相环电路有无泄露等。
发射关功率表
6.3.3TransmitON/OFFtimemask发射功率开关模板
6.3.3.2GeneralON/OFFtimemask通用开关模板
on/off时间模板
Figure6.3.3.2-1:
GeneralON/OFFtimemaskforNRULtransmissioninFR1
10us内完成功率10%-90%和90%-10%的上升和下降过程
6.4Transmitsignalquality发射信号质量
6.4.1Frequencyerror频率误差
要求的频率误差是载波频率±0.1PPM+15Hz,测试周期1ms
6.4.2Transmitmodulationquality发射信号调制质量
6.4.2.1ErrorVectorMagnitude矢量误差幅度
EVM的定义
不同调制方式下的EVM要求不同,原则是调制阶数MCS越高,要求也相应的越高。
不同MCS下EVM要求
对非256QAM的调制方式来说,测试功率只要求比最小发射功率高即可,而256QAM的测试要求功率比最小功率高10dB以上。
也就是说并不需要在最大功率下测试EVM,大多数场景下只需要比最小功率大即可,但我们测试往往是设置的最大功率,这样的场景最恶劣,也最容易发现问题。
EVM测试的功率要求
最小发射功率要求
6.4.2.2Carrierleakage载波泄露
Carrierleakageisanadditivesinusoidwaveformwhosefrequencyisthesameasthemodulatedwaveformcarrierfrequency.Themeasurementintervalisoneslotinthetimedomain.Inthecasethatuplinksharing,thecarrierleakagemayhave7.5kHzshiftwiththecarrierfrequency.Therelativecarrierleakagepowerisapowerratiooftheadditivesinusoidwaveformandthemodulatedwaveform.TherelativecarrierleakagepowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.4.2.2-1.
载波泄露是一种由于串扰或者直流偏移造成的干扰,表现为未经调制的载波频率上的正弦波。
这是一种幅度恒定且与信号幅度相对立的干扰。
信号的IQ分量会对中心的子载波造成干扰,尤其是输出的调制信号较小的时候影响更大,本测试项以载波泄露的形式测试UE发射机的调试质量。
载波泄露表
6.4.2.3In-bandemissions带内杂散
Thein-bandemissionisdefinedastheaverageemissionacross12sub-carriersandasafunctionoftheRBoffsetfromtheedgeoftheallocatedULtransmissionbandwidth.Thein-bandemissionismeasuredastheratiooftheUEoutputpowerinanon–allocatedRBtotheUEoutputpowerinanallocatedRB.
Thebasicin-bandemissionsmeasurementintervalisdefinedoveroneslotinthetimedomain;however,theminimumrequirementapplieswhenthein-bandemissionmeasurementisaveragedover10sub-frames.WhenthePUSCHorPUCCHtransmissionslotisshortenedduetomultiplexingwithSRS,thein-bandemissionsmeasurementintervalisreducedbyoneormoresymbols,accordingly.
Theaverageofthebasicin-bandemissionmeasurementover10sub-framesshallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.4.2.3-1.
带内杂散定义为,12个子载波0RB的功率和满RB的功率之比,这个指标反映的是分配部分RB的时候对带内其他RB资源的干扰情况,因为都是分配带宽内,故称为带内杂散。
inbandemissions
6.5OutputRFspectrumemissions输出射频发射频谱
6.5.1Occupiedbandwidth占用带宽
Occupiedbandwidthisdefinedasthebandwidthcontaining99%ofthetotalintegratedmeanpowerofthetransmittedspectrumontheassignedchannel.Theoccupiedbandwidthforalltransmissionbandwidthconfigurations(ResourcesBlocks)shallbelessthanthechannelbandwidthspecifiedinTable6.5.1-1.
占用带宽,在我们绝大多数系统里都是99%的功率分布的带宽,这点和LTE没有任何区别。
占用带宽
6.5.2Outofbandemission带外杂散
TheOutofbandemissionsareunwantedemissionsimmediatelyoutsidetheassignedchannelbandwidthresultingfromthemodulationprocessandnon-linearityinthetransmitterbutexcludingspuriousemissions.Thisoutofbandemissionlimitisspecifiedintermsofaspectrumemissionmaskandanadjacentchannelleakagepowerratio.带外杂散包含SEM和ACLR两部分,其中SEM单位是绝对值dBm,而ACLR单位是相对值dBC。
OOB,SEMACLR,杂散之间的关系图
6.5.2.2Spectrumemissionmask发射频谱模板
ThespectrumemissionmaskoftheUEappliestofrequencies(ΔfOOB)startingfromtheedgeofthe
assignedNRchannelbandwidth.ForfrequenciesoffsetgreaterthanFOOB。
发射频谱模板指的是channelbandwidth到ΔfOOB之间的频谱,见上面的图片SEM部分。
SEM测试要求
6.5.2.4Adjacentchannelleakageratio临道功率泄露
AdjacentchannelleakagepowerRatio(ACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacentchannelfrequency.
ACLR指的是指定的信道对相邻的信道滤波后的平均功率之比,这个参数的好坏反映的当前终端对同系统的其他用户的影响。
6.5.2.4.1NRACLR5GNR临道功率泄露
5GNR的ACLR要求
6.5.2.4.2UTRAACLRUMTS制式临道功率泄露
UTRAadjacentchannelleakagepowerratio(UTRAACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedNRchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacent(s)UTRAchannelfrequency.
UTRAACLRisspecifiedforthefirstadjacentUTRAchannel(UTRAACLR1)whichcenterfrequencyis±2.5MHzfromNRchanneledgeandforthe2ndadjacentUTRAchannel(UTRAACLR2)whichcenterfrequencyis±7.5MHzfromNRchanneledge.
和LTE类似,5GNR也有相应的对UMTS(WCDMA和TD-SCDMA)的邻道干扰的指标,ACLR1指的是5G信道边缘±2.5MHz,ACLR2指的是5G信道边缘±7.5MHz。
UTRAACLR
指标要求如下:
UTRAACLR
6.5.3Spuriousemissions发射杂散
这里的发射杂散是通用的发射杂散,和LTE的要求非常类似,是outofbandemssions之外的频谱要求。
具体指标要求如下:
发射杂散
6.5.4Transmitintermodulation发射交调
Thetransmitintermodulationperformanceisameasureofthecapabilityofthetransmittertoinhibitthegenerationofsignalsinitsnonlinearelementscausedbypresenceofthewantedsignalandaninterferingsignalreachingthetransmitterviatheantenna.
UEtransmitintermodulationisdefinedbytheratioofthemeanpowerofthewantedsignaltothemeanpoweroftheintermodulationproductwhenaninterferingCWsignalisaddedatalevelbelowthewantedsignalateachtransmitterantennaportwiththeotherantennaport(s)ifanyterminated.BoththewantedsignalpowerandtheintermodulationproductpoweraremeasuredthroughNRrectangularfilterwithmeasurementbandwidthshowninTable6.5.4-1.
TherequirementoftransmitintermodulationisspecifiedinTable6.5.4-1.
发射交调反映的是天线口的非线性特性,分别在中心频点±信道带宽和2*信道带宽加注-40dBC的CW信号,测试交调产物分别不超过-29dBc和-35dBC。
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