通過5G NR基站發射機測試保持合規性：第1部分

隨著標準的不斷發展，測試解決方案必須支持更高的頻率、更寬的帶寬和新的物理層功能。得益于 5G 帶來的更快、更可靠和近乎即時的連接，各種創新和全面的移動無線通信應用改善了我們的日常生活。為確?；緝冬F承諾，它們現在必須通過新的一致性測試。一致性測試是基站生命周期的重要組成部分，需要深入了解第三代合作伙伴計劃 (3GPP) 規范。在 5G 新無線電 (NR) 基站或用戶設備 (UE) 投放市場之前，它必須通過所有必要的測試。除非產品符合 3GPP，否則它們不能部署在網絡上。

在第 15 版中，包括 5G NR 以及一些用于長期演進 (LTE) 的新功能。在第 16 版中，作為 NR 演進的第一步，對 NR 進行了幾項重要的新增強，以及 LTE 增強和擴展。版本 16 引入了兩組特定的功能。第一套包括新的垂直領域，例如多無線接入技術 (multi-RAT)、雙連接和載波聚合 (CA) 增強、工業物聯網 (IIoT)、超可靠低延遲通信 (URLLC)、車對一切（V2X）。該集合包括未經許可的 NR — NR-U、NR 定位和兩步隨機接入信道 (RACH)。第二類是旨在增加容量和提高運營效率的功能，例如多輸入多輸出 (MIMO) 增強功能，
在本博客系列中，我們將討論頻率范圍 (FR)1 和 FR2 基站的關鍵傳導和輻射發射機測試、測試挑戰以及最先進的行業解決方案，以應對它們以獲得準確可靠的結果。在第 1 部分中，我們將討論發射功率測試和要求。

3GPP 基站的一致性測試

3GPP 在 TS 38.141 中定義了 NR 基站的射頻 (RF) 一致性測試方法和要求，涵蓋傳輸、接收和性能測試。根據測試方法是否具有傳導或輻射要求，本技術規范包括兩部分。TS 38.141-1 的第 1 部分側重于傳導一致性測試，而 TS 38.141-2 的第 2 部分涵蓋了根據基站類型在頻率范圍 (FR) 1 和 FR2 中的輻射一致性測試。表 1 總結了針對傳導和輻射情況的基站一致性測試。

基站可以通過四種方式之一進行配置，具體取決于測試是進行還是輻射，以及基站的配置。類型 1-C 是指在 FR1 上運行且對單個天線連接器有要求的 NR 基站。1-H 型 NR 基站在第一個頻率范圍 (FR1) 下運行，其要求在各個收發器陣列邊界 (TAB) 連接器處定義，空中 (OTA) 要求在輻射接口邊界 (RIB) 處定義. 兩種類型的 O 基站是指在 FR1 或 FR2 上運行的 NR 基站，并且只需要滿足 RIB 定義的 OTA 約束。傳導測試和輻射測試之間的主要區別在于基站類型 1-H、1O 和 2O 的輻射測試。

基站發射機的測試要求

您的信號分析儀上的 5G NR 測量應用程序應該能夠測量標準規定的所需測試以及 5G NR 應用程序涵蓋的測試。信道功率和占用帶寬是最常見的測試，此外還有鄰道泄漏比 (ACLR)、工作頻段無用發射 (OBUE)、雜散發射、Tx 開/關功率、誤差矢量幅度 (EVM)、頻率誤差和時間對齊誤差 (TAE)。標準還涵蓋了許多發射機特性和測試測量，例如輸出功率、輸出功率動態、發射開/關功率、發射信號質量、無用發射和發射機互調。

輸出功率動態測量

執行輸出功率測試以確定在以最大功率發射時功率輸出與基站聲明的值相比有多準確。圖 1（左）所示的測量結果是在 100 MHz 帶寬時分雙工 (TDD) 信號上以信道功率測量模式獲得的。門開始和停止線表示框架內用于測量功率的部分。在 100 MHz 帶寬內，測得的功率為 -1.04 dBm，而傳輸信號為 0 dBm。電纜損耗預校準為 0.64 dB。功率精度估計為 -0.4 dB，在測試要求范圍內。

輸出功率動態是指基站以最大和最小電平發射時功率電平的差異。應該對僅承載物理數據共享信道 (PDSCH) 數據的正交頻分復用 (OFDM) 符號進行測量，符號內沒有任何同步信號塊 (SSB) 或解調參考信號 (DMRS)。OFDM 符號發射功率限制 (OSTP) 僅針對數據符號進行測量，并且是動態功率測量的要求。

是德科技的UXA 信號分析儀和PathWave X 系列測量應用程序用于測量圖 1（右）中的輸出功率動態。對于基站的最大發射功率，OSTP 測量結果為 -1.02 dBm。它可以使用測試模型 3.1 進行測量，該模型可以從測試模型列表中選擇。成功解調信號后，OSTP 和其他測量結果將顯示在顯示屏上。

測試模型 3.1 是具有 64QAM 調制的完整資源塊 (RB) 分配，如多跡線顯示中所示。您還可以使用帶有單個 RB 的測試模型 2 信號來測量最小功率。因此，您可以計算出 25.48 dB 的功率動態，并將其與標準要求進行比較。

發射電源開啟和關閉的測量

通過測試發射關閉功率，我們可以確保它在標準定義的范圍內。但是，該測試僅適用于在 TDD 模式下運行的基站系統。定義是在發射關閉期間（N = SCS / 15）期間以分配的信道頻率為中心，使用帶寬等于基站傳輸帶寬配置的方形濾波器過濾后測量的平均功率超過 70 / N μs，并且SCS 是以 kHz 為單位的子載波間隔。

該測試需要驗證兩個技術方面：一是測量發射機關閉時的功率電平，并根據通過或失敗的要求進行檢查。另一種是測量 TDD 信號突發的瞬態時間、上升時間和下降時間。對于傳導測試，關閉功率值應小于約 -83 dBm/MHz，對于輻射測試，關閉功率值應小于 -102 dBm/MHz。

瞬態時間是發射器從關閉到開啟功率電平的時間，反之亦然。在圖 2 中，是德科技的 UXA 信號分析儀和 PathWave X 系列測量應用程序用于測量 5G NR 的發射關閉/開啟功率和瞬態時間。在本例中，外部觸發決定了突發邊界。使用測試模型的框架結構，可以使用功率上升和下降來測量瞬態時間。

功率包絡模板指示關閉功率的預期限制以及斜升和斜降位置。在底部的度量表中是發射功率、功率關閉、斜升和停機時間的測量值。結果以通過/失敗指示器的形式顯示在左上角，因此您可以將它們與定義的標準進行比較。這些限制默認設置為 3GPP 規范，但您可以修改它們以滿足您的特定測試需求。

隨著標準的發展，測試解決方案必須支持更高的頻率、更寬的帶寬和新的物理層特性。當您規劃 5G 設計和創新的下一步時，了解標準以及它們如何影響測試對于確保成功和準確的測試至關重要。