综测仪测试NBIoT射频指标手册.docx
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综测仪测试NBIoT射频指标手册
1文档综述
1.1前言
本文适用于使用综测仪对NB-iot进行与模拟小区的连接及射频测试，当前版本3.5.20.17。
1.2版本更新信息
3.5.20.17
Signaling中添加DAU链接以及用户自定义调度。
3.5.20.12
Measurement添加RX测试功能。
3.5.20.10
可以建立NB-iot小区，并在Measurement中进行TX测试。
2NB-iotSignaling
2.1信令界面NB-iotSignaling
NB-iotSignaling小区模拟界面需要LicenseKS300才能打开，打开后界面如下图所示。
（打开方式，仪表面板上的SIGNALGEN按键，选择NB-iotSignaling1）
2.1.1连接状态ConnectionStatus
小区指示Cell，小区打开后会亮起
数据包开关PacketSwitched，小区打开后显示Cellon，终端进行小区搜索的时候显示SignalinginProgress，终端注册成功后显示Attached。
无线资源管理状态RRCstate，终端未注册时显示Idle，终端注册成功后显示Connected。
2.1.2日志显示EventLog
终端与仪表的信令交互情况，会显示在这个区域，如图中所示。
蓝色信息都是正常的提示，黄色信息为失败消息，红色信息为仪表出现错误。
终端信息UEInfo及其他，暂未添加。
2.1.3小区设置Cell
频带和双工方式选择，目前只支持FDD，后续版本将会支持TDD
信道及频率选择Channel/Frequency，信道和频点有对应关系，设置一个参数的数值会相应变化。
窄带参考符号每资源元素功率NRSEPRE（NarrowReferenceSymbolEnergyperResourceElement），通过这个参数，可以设置仪表发射给终端的信号强度。
上行功率Uplinknominalpower，设置终端上行的目标功率。
2.1.4连接Connection
在Configuration中详解。
2.2配置Configuration
2.2.1测试场景Scenario
目前仅支持标准小区StandardCell的建立。
2.2.2基带单元BaseBandUnit
如果仪表配置了两个SUA（B500）硬件，可以在这里选择由其中的哪个来产生模拟小区信号。
2.2.3操作模式Operation
设置NB-iot的操作模式，目前只支持Standalone模式。
TS36.802，5.3节规定的带内模式In-band以及保护带宽模式Guard-band模式将在后续版本中支持。
●三种操作模式（如图2.2.3-1）：
Standalone独立模式：
使用目前GERAN（GSMEDGERadioAccessNetwork）系统占用的频谱，替代一个或多个GSM载波。
Guard-band保护带宽模式：
使用目前LTE载波保护带上没有使用的资源块。
In-band带内模式：
利用LTE载波内的资源块。
图2.2.3NB-iot的三种操作模式
2.2.4射频设置RFSetting
2.2.4.1射频输出及输入设置Output（TX）/Input（RX）
（这个目录下的设置，也可以在Signaling主界面中的routing进行设置）
Connector，可以指定信号从仪表前面板的哪个端口进出。
Converter，设置使用仪表内的TRx。
当需要仪表产生多个小区信号的时候，通过设置信号端口和使用的TRx可以合理设置信号路径，使几个小区同时工作。
外部衰减ExternalAttenuation
射频信号将会增加相应dB的功率补偿。
外部延时补偿ExternalDelayCompensation
信号会增加相应ns的延时补偿。
2.2.4.2射频频率RFFrequency
设置相应的band、频率、信道以及频率补偿。
在频率设置时，信道间隔频率为0.1MHz，因此精度为0.1MHz。
根据TS36.802R13，5.2节，目前仪表支持FDDBand1/3/5/8/11/13/17/19/20/26/28，如表2.2.4.2-1
NB-IOTOperatingBand
Uplink（UL）operatingband
BSreceive
UEtransmit
Downlink（DL）operatingband
BStransmit
UEreceive
DuplexMode
FUL_low–FUL_high
FDL_low–FDL_high
1
1920MHz
–
1980MHz
2110MHz
–
2170MHz
HD-FDD
3
1710MHz
–
1785MHz
1805MHz
–
1880MHz
HD-FDD
5
824MHz
–
849MHz
869MHz
–
894MHz
HD-FDD
8
880MHz
–
915MHz
925MHz
–
960MHz
HD-FDD
12
699MHz
–
716MHz
729MHz
–
746MHz
HD-FDD
13
777MHz
–
787MHz
746MHz
–
756MHz
HD-FDD
17
704MHz
–
716MHz
734MHz
–
746MHz
HD-FDD
19
830MHz
–
845MHz
875MHz
–
890MHz
HD-FDD
20
832MHz
–
862MHz
791MHz
–
821MHz
HD-FDD
26
814MHz
–
849MHz
859MHz
–
894MHz
HD-FDD
28
703MHz
–
748MHz
758MHz
–
803MHz
HD-FDD
表2.2.4.2-1NB-iot频带表（来自TS36.802，Table5.2-1）
2.2.4.3上行射频功率RFpoweruplink
这个参数用来配置预期的上行功率
Exp.NominalPower...,Margin
有两个可选项
●根据上行功率控制设定AccordingtoULPowerControlSettings
此时，终端上行功率将会根据链路上行功控来自动计算。
上行的预期功率的计算结果将显示在下方Exp.NominalPower中。
另外，参考功率Ref.Level的计算公式为：
ReferenceLevel=ExpectedNominalPower+12dBMargin如示例图
●手动设置Manual
此时，终端上行的预期功率及余量Margin均可手动设置，参考功率Ref.Level的计算公式为：
ReferenceLevel=ExpectedNominalPower+Margin
这个设置会对上行功率TxPower产生影响。
注：
这个余量用于计算输入信号（即终端发射功率）的已知变化量（波峰因数）。
波峰因数是指波形峰值与有效值之比，这个参数会影响交流测试的精度，较大的波峰因数表明链路本身的损耗较大。
在实际测试中，仪表的输入功率必须在仪表datasheet中规定的功率参考范围之内。
如果设置正确，对于仪表来说，输入功率等于参考电平减去外部衰减值。
这些参数中，衰减值可以在终端与仪表建立连接之后修改，其他参数需要在打开NB-iot小区之前设置好。
混频器电平偏移Mixerleveloffset
在分析器路径中改变混频器的输入电平。
负偏移降低混频器输入电平，而正偏移增加了电平。
仪表默认这是为0dB测试中如果需要，则根据上行链路信号的特性优化混频器输入电平。
设置值
优势
可能产生的问题
<0dB
抑制失真（如在混频器中的互调信号）
较低的动态范围（由于较小的信噪比）
>0dB
高信噪比，高动态范围
可能产生互调信号，余量较低容易过载
2.2.5下行功率等级DownlinkPowerLevels
窄带参考符号每资源元素功率NRSEPRE，通过这个参数，可以设置仪表发射给终端的信号强度。
根据协议TS36.802R13，在NB-iot中，物理下行共享信道NPDSCH，物理下行控制信道NPDCCH，物理广播信道NPBCH的功率值，不可单独进行设置。
因此在仪表设置中，这三者只能通过NRSEPRE进行设置。
●NPDSCH窄带物理下行共享信道
与LTE中的PDSCH相同，承载用户在NB-iot系统中的下行业务数据，如单播业务、寻呼消息以及RAP消息等。
●NPDCCH窄带物理下行控制信道
承载下行控制信息DCI。
由于NB-iot系统仅支持1个PRB大小的子帧，因此不适用于现有的LTE下行控制信道。
●NPBCH物理广播信道
承载网络的广播信息。
在NB-iot系统中，为避免In-band模式下雨现有LTE信道的冲突，NPBCH的传输周期为640ms，传输发生在子帧#0中，占用#0中除了前3个OFDM符号以外的所有OFDM符号。
2.2.6上行功率控制UplinkPowerControl
2.2.6.1上行预期功率UplinkNominalPower
设置这个参数可以设置终端上行的预期功率，对12个子载波都生效。
2.2.6.2进阶设置AdvancedNPRACH/NPUSCHPower
打开进阶设置EnableAdvanceSettings
勾选后，以下进阶设置全部生效。
2.2.6.3窄带参考信号功率NRSPower
作为PDSCH的配置参数发送给终端，参考TS36.331，6.3.2节。
这个数值被终端用来确定路径损耗Pathloss。
损耗的计算值显示在Pathloss中，单位为dB，参考TS36.213，5.1.1.1节。
2.2.6.4前导初始接受目标功率PreambleInitialReceivedTargetPower
作为RACH的配置参数发送给终端，参考TS36.331，6.3.2节。
在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为PO_PRE，它被终端用来计算第一个前导的功率。
2.2.6.5窄带上行共享信道预期功率P0NominalNPUSCH
作为上行功率控制参数发送终端，参考TS36.331，6.3.2节。
在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为PO_NORMINAL_NPUSCH。
2.2.6.6路径损耗补偿αPathlossCompensationAlpha
定义参数α，作为上行功率控制参数发送给终端，参考TS36.331，6.3.2节。
在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为α。
2.2.6.7预期窄带物理随机接入信道功率Exp.NPRACHPreamblePower
显示第一个前导信号的预期功率。
其数值由PreambleInitialReceivedTargetPower和配置索引（ConfigurationIndex）中的前导格式确定，参考TS36.521，5.1节。
配置索引，设置PRACH的配置指标并在广播中将数值发送到终端，它定义了前导格式和其他PRACH的信号特性，例如时域中的哪些资源被允许在前导中传输。
2.2.6.8预期窄带物理上行共享信道格式1/2功率Exp.NPUSCHFormat1/2Nom.Power
窄带物理上行共享信道有两种格式
●格式1：
用于携带UL-DSCH，支持Single-tone和Multi-tone的传输。
当子载波个数为1时，支持两种子载波间隔3.75kHz和15kHz；当在载波个数大于1时，只支持15kHz的子载波间隔。
Single-tone传输主要适用于低速率、覆盖强的场景，实现成本低。
Multi-tone则提供更大的传输速率。
●格式2：
用于携带上行控制信息，即HARQ-ACK信息。
2.2.6.9最大允许功率Max.AllowedPowerP-max
指定终端允许发射的最大功率值，勾选后填写的数值生效。
2.2.7小区物理层设置PhysicalCellSetup
2.2.7.1双工方式DuplexMode
根据TS36.802，5.2节，目前仪表只支持FDD的双工方式。
2.2.7.2上行子载波间隔ULSubcarrierSpacing
NB-iot终端的上行发射带宽是180kHz，支持两种子载波间隔3.75kHz和15kHz。
根据TS36.802，5.3节，带宽及子载波间隔如下表。
对于增强覆盖场景，3.75kHz可以提供更大的系统容量。
在In-band场景下，15kHz间隔具有更好的LTE兼容性，参考表2.2.7.2-1
NB-IoT
Standalone
Inband
GuardBand
UEChannelbandwidthBWChannel[kHz]
200
200
200
BSChannelbandwidthBWChannel[kHz]
200
LTEchannelBW
LTEchannelBW,
FFSfor1.4and3MHz
TransmissionbandwidthconfigurationNRB
1
1
1
TransmissionbandwidthconfigurationNtone15kHz
12
12
12
TransmissionbandwidthconfigurationNtone3.75kHz
48
48
48
表2.2.7.1NB-iot各操作模式下带宽，来自TS36.802，表5.3.1
（其中，BSChannelbandwidth中的Guardband1.4MHz和3MHz还有待研究。
）
2.2.7.3物理小区标识PhysicalCellID
小区ID用于生产物理同步信号。
在小区搜索时，终端从主同步和辅同步信号中确定小区ID。
2.2.8网络Network
2.2.8.1身份验证Identity
用来配置模拟小区的网络参数，由广播发送给终端。
a.移动国家码MCC（MobileCountryCode）
这个参数是3位十进制数字，表示网络所属国家，如中国为“460”。
b.移动网络码MNC（MobileNetworkCode）
这个参数是2位或3位十进制数字，用于识别用户所属的移动网络。
在同一个国家内，如果有多个PLMN（PublicLandMobileNetwork，公共陆地移动网，一般某个国家的一个运营商对应一个PLMN），可以通过MNC来进行区别，即每一个PLMN都要分配唯一的MNC。
中国移动系统使用00、02、04、07，中国联通GSM系统使用01、06、09，中国电信CDMA系统使用03、05、电信4G使用11，中国铁通系统使用20。
R&S@CMW-Z04/Z05SIM卡的默认MCC/MNC为00101
c.跟踪区域码TAC（TrackingAreaCode）
d.E-UTRAN小区识别符E-UTRANCellIdentifier
用于指定小区标识，每一个PLMN中不会有相同的小区标识。
这个标识将被广播给终端。
2.2.8.2安全性设置SecuritySetting
完整性算法IntegrityAlgorithm
选择完整性算法。
如果设置为Null，则表示完整性被禁用，用于不支持SNOW3G（EIA1）算法的测试卡。
2.2.9连接设置Connection
2.2.9.1连接类型ConnectionType
设置终端与CMW500的连接类型，当前版本只支持测试模式连接。
a.测试模式Testmode：
只启用层1和层2的协议栈，不开启层3的协议栈。
这个模式适用于只进行信令连接而不需要进行应用层连接的测试。
b.数据应用模式DataApplication：
启用层3的协议栈，用于需要基于IP层的测试。
此模式需要仪表有硬件B450，并安装3.5.50以上版本的DAU。
同时需要在DAU的界面中的“SelectRAN”中选择NB-IoTSignaling。
2.2.9.2测试模式TestMode>Use"ActivateTestmode"Message
开启后，ActivateTestmode消息将被发送给终端。
此时，需要不回还模式。
Testmode的设置遵循TS36.508和TS36.509。
2.2.9.3调度类型SchedulingType
可以指定调度类型，上行或者下行调度。
指定后，下方相应的调度类型的具体参数生效。
选择DLRMC时可以测试Rx参数，即接收灵敏度。
上行/下行无线资源管理调度ULRMCScheduling/DLRMCScheduling
a.子载波数Subcarriers
可以选择由1、3、6、12个子载波参与数据传输。
StartSubcarrier，可以指定由第几个子载波开始传输。
不同调度请参图2.2.9.2-1。
图2.2.9.2-1不同调度模式下的子载波数示意图
b.调制与编码策略索引MCSIndex
MCSIndex确定调试类型和传送资源块大小，在后方显示。
它的定义参考TS36.213表7.1.7.1（不包含256QAM）和表7.1.7.1A（256QAM）。
c.资源块/子帧ResourceUnits/Subframes
确定传输子帧数。
d.重复数Repetitions
确定重复次数。
2.2.9.4自定义调度模式UserdefinedScheduling
版本3.5.20.17开始添加，测试中可以自定义调度模式
a.调度类型Pattern
可以设置为AlternatingDL/UL（上下行交替模式），ContinuousUL（连续上行）或者ContinuousDL（连续下行模式）
b.上行或者下行具体设置UL/DL，与2.2.9.3中的各个项目相同。
2.2.10分析Debug
关闭扰频广播，用于Debug。
2.3测试举例
Step1按仪表面板“SIGNALGEN”按键，选择NB-iotSignaling1，打开NB-iot信令界面。
Step2在Cell区域内设置射频相关的参数，如Band、Channel。
Step3根据测试需求在Connection中设置调度模式，TX测试选择UL调度，RX测试选择DL调度。
Step4根据终端所插得SIM卡的相关信息，在Configuration-Network-Identity中设置MCC/MNC。
Step5按仪表面板“ON|OFF”按键，打开NB-iot小区信号，等待终端注册到模拟网络。
3.NB-iot发射机测试NB-iotTXMeasurement
NB-iotTXMeasurement测试界面需要LicenseKM300才能打开，打开后界面如下图所示。
（打开方式，仪表面板上的MEASURE按键，选择NB-iotTXMeasurement1）
在此界面中，我们可以进行终端的发射机性能测试。
建立好连接通路后，打开测试开关MultiEvaluation即可进行测试。
测试结果的概况会直接显示在此界面中，如果想查询细节，则可以双击对应测试项的图标进行查看。
3.1发射机测试项目
以下测试项目及及结果判定，依据TS36.521第6章，与NB-iot相关的参数在各节的F副章中。
发射机发射功率参数：
最大发射功率，最大发射功率回退，可配置的发射功率范围。
输出功率动态范围参数：
最小输出功率，关断状态输出功率，ON/OFF时间模板，功率控制指标要求。
终端发射信号质量参数：
频率误差，EVM，载波泄露，带内辐射。
3.1.1最大发射功率MaxTxPower
对于NB-iot终端，当子载波间隔为3.75kHz时，最大输出功率定义为每个时隙（2ms）排除2304Ts的UE传输间隔的平均功率；当子载波间隔为15kHz时，定义为每个子帧（1ms）的平均功率。
结果判定：
功率等级为3时，要求23dBm±2Db；功率等级为5时，要求20dBm±2Db，参考表3.1.1-1。
EUTRAband
Class3（dBm）
Tolerance（dB）
Class5（dBm）
Tolerance（dB）
1
23
±2
20
±2
2
23
±2
20
±2
3
23
±2
20
±2
5
23
±2
20
±2
8
23
±2
20
±2
12
23
±2
20
±2
13
23
±2
20
±2
17
23
±2
20
±2
18
23
±2
20
±2
19
23
±2
20
±2
20
23
±2
20
±2
26
23
±2
20
±2
28
23
±2
20
±2
66
23
±2
20
±2
70
23
±2
20
±2
表3.1.1-1，截取自TS36.521，Table6.2.2F.3-1:
UEPowerClass
3.1.2最大功率回退MPR
对于NB-iotUE的功率等级3和等级5，协议规定了各个等级下所允许的最大功率回退指标，请参考表3.1.2-1
Modulation
QPSK
Tonepositionsfor3Tonesallocation
0-2
3-5and6-8
9-11
MPR
≤0.5dB
0dB
≤0.5dB
Tonepositionsfor6Tonesallocation
0-5and6-11
MPR
≤1dB
≤1dB
Tonepositionsfor12Tonesallocation
0-11
MPR
≤2dB
表3.1.2-1，截取自TS36.521，Table6.2.3F.3-1
MaximumPowerReduction（MPR）forUEcategoryNB1PowerClass3and5
3.1.3可配置的发射功率范围PCMAX
对于每个时隙，NB-iotUE允许的被设置的最大输出功率为PCAMX,c，其计算公式如下：
PCMAX_L,c≤PCMAX,c≤PCMAX_H,c
其中：
PCMAX_L,c=MIN{PEMAX,c,PPowerClass–MPRc–A-MPRc}
PCMAX_H,c=MIN{PEMAX,c,PPowerClass}
PEMAX,c受高层信息IEP-Max指定，具体参考TS36.331
PPowerClass是在没有考虑容差的情况下，NB-iot终端所允许的最大发射功率，参考表3.1.1-1
MPRc参考表3.1.2-1；A-MPRc=0dB目前版本
因上述公式计算后得到的PCMAX数值请参考表3.1.3-1。
PCMAX
升级会员 