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。