本文篇幅較長(zhǎng),分成了三部分:概述與5G信號(hào)通用解調(diào)設(shè)置;發(fā)射機(jī)射頻參數(shù)測(cè)試;接收機(jī)測(cè)試。
基站是5G無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn),其射頻性能與5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、服務(wù)質(zhì)量等指標(biāo)高度相關(guān)。
本文詳細(xì)介紹了5G基站的射頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法,給出了射頻傳導(dǎo)測(cè)試方法以及測(cè)試環(huán)境構(gòu)建中的注意事項(xiàng)。
一、概述
基站作為網(wǎng)絡(luò)接入的關(guān)鍵設(shè)備,其射頻性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)容量、覆蓋范圍、吞吐量等指標(biāo),與用戶體驗(yàn)息息相關(guān)。
5G基站主要用于提供5G空口協(xié)議功能,支持與用戶設(shè)備、核心網(wǎng)之間的通信。按照邏輯功能劃分,5G基站可分為5G基帶單元(CU/DU)與5G射頻單元(RU),二者之間可通過(guò)CPRI(Common Public Radio Interface,通用公共無(wú)線電接口)或eCPRI(enhanced Common Public Radio Interface,增強(qiáng)型通用公共無(wú)線電接口)接口連接。
5G基站的射頻性能測(cè)試分為傳導(dǎo)測(cè)試(Conducted)和空口輻射(Radiated或者OTA,Over The Air)測(cè)試兩類。從射頻測(cè)試的物理連接的角度,5G基站可以分為1-C、1-H、1-O、2-O四種類型:
目前5G基站射頻一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有3GPP制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)制訂的國(guó)內(nèi)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。3GPP組織制定的5G基站射頻一致性標(biāo)準(zhǔn)包括:射頻技術(shù)要求(38.104)、射頻傳導(dǎo)測(cè)試方法(38.141-1)和射頻OTA測(cè)試方法(38.141-2),是基站射頻指標(biāo)的基本要求。
國(guó)內(nèi)5G基站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括《5G數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)6GHz以下頻段基站設(shè)備技術(shù)要求》和《5G數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)6GHz以下頻段基站設(shè)備測(cè)試方法》兩本。
二、發(fā)射機(jī)測(cè)試
發(fā)射機(jī)的射頻傳導(dǎo)測(cè)試包括如下圖所示。
①基站輸出功率項(xiàng)目主要測(cè)試基站在常溫環(huán)境和極限環(huán)境下輸出功率的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,評(píng)估基站在不同環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作的性能。
②輸出功率動(dòng)態(tài)范圍項(xiàng)目主要測(cè)試基站在最大功率輸出模式和最小功率輸出模式下的準(zhǔn)確性,以保證在滿負(fù)荷和最低負(fù)荷時(shí)均能進(jìn)行準(zhǔn)確的信號(hào)傳輸。
③發(fā)射機(jī)開(kāi)/關(guān)功率測(cè)試項(xiàng)僅針對(duì)TDD(Time Division Duplexing,時(shí)分雙工)制式的基站,主要測(cè)試在收發(fā)時(shí)隙切換的過(guò)程中,時(shí)隙開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)機(jī)控制是否符合要求,以及時(shí)隙開(kāi)關(guān)關(guān)閉后的底噪是否符合要求。
④信號(hào)質(zhì)量測(cè)試包含頻率誤差、調(diào)制質(zhì)量和時(shí)間對(duì)齊誤差三個(gè)子項(xiàng)目,主要測(cè)試發(fā)射信號(hào)在頻域、時(shí)域、調(diào)制域上的準(zhǔn)確度。
⑤非期望輻射包含占用帶寬、鄰道抑制比、頻譜發(fā)射模板、發(fā)射機(jī)雜散四個(gè)項(xiàng)目,主要保證基站發(fā)射信號(hào)時(shí)不對(duì)工作頻帶內(nèi)或帶外其他頻段產(chǎn)生影響。
⑥發(fā)射機(jī)互調(diào)項(xiàng)目主要考察發(fā)射機(jī)抑制自身信號(hào)與干擾信號(hào)產(chǎn)生非線性產(chǎn)物的能力。當(dāng)有干擾信號(hào)注入天線連接器時(shí),干擾信號(hào)會(huì)與基站自身發(fā)射的信號(hào)產(chǎn)生非線性產(chǎn)物,該非線性產(chǎn)物可能會(huì)干擾其他頻率的發(fā)射信號(hào)或接收信號(hào)。干擾信號(hào)來(lái)源可能是共址基站的共址發(fā)射互調(diào),也可能是本基站其他發(fā)射單元的系統(tǒng)內(nèi)發(fā)射互調(diào)。
2.1測(cè)試平臺(tái)搭建和基本操作
2.1.1測(cè)試平臺(tái)
測(cè)試平臺(tái)如下圖所示,頻譜儀和配備的5G信號(hào)解調(diào)選件是發(fā)射機(jī)測(cè)試的主要設(shè)備,待測(cè)基站通過(guò)衰減器或者濾波器、限幅器與頻譜儀射頻輸入端口相連,以保護(hù)頻譜儀不被大功率信號(hào)損壞。
測(cè)試過(guò)程中,為防止外界干擾對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,也可將測(cè)試系統(tǒng)搭建在屏蔽室中。根據(jù)測(cè)試需要,將被測(cè)基站的參考時(shí)鐘、觸發(fā)同步信號(hào)通過(guò)線纜連接至信號(hào)分析儀,并在信號(hào)分析儀上進(jìn)行外部時(shí)鐘、外部觸發(fā)的相應(yīng)設(shè)置,并采用單次解調(diào)測(cè)量的方式,使信號(hào)分析儀的解調(diào)更加準(zhǔn)確、可讀。