LTE發(fā)射機(jī)ACLR性能的測(cè)量技術(shù)

　　現(xiàn)代無(wú)線服務(wù)提供商正致力于不斷擴(kuò)大帶寬，為更多用戶(hù)提供互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)服務(wù)。長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)是對(duì)當(dāng)前部署的 3GPP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行增強(qiáng)并創(chuàng)造更多更重要應(yīng)用的新一代蜂窩技術(shù)。LTE 的體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜同時(shí)還在不斷演進(jìn)當(dāng)中，這為網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)與測(cè)試帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。其中，在空中接口上的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)就是如何在信號(hào)傳輸過(guò)程中進(jìn)行功率管理。

　　在 LTE 等數(shù)字通信系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)泄漏到鄰近信道的功率可能會(huì)對(duì)鄰近信道中的信號(hào)傳輸產(chǎn)生干擾，進(jìn)而影響系統(tǒng)性能。相鄰信道泄漏功率比(ACLR)測(cè)試可以驗(yàn)證系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的工作性能是否符合規(guī)定的限制。鑒于 LTE 技術(shù)的復(fù)雜性，快速和精確地執(zhí)行這種關(guān)鍵測(cè)試對(duì)于測(cè)試人員來(lái)說(shuō)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)性。裝有 LTE 特定信號(hào)生成軟件的信號(hào)發(fā)生器、裝有 LTE 特定測(cè)量軟件的現(xiàn)代化信號(hào)分析儀，以及針對(duì)該分析儀優(yōu)化的方法，可以幫助測(cè)試人員戰(zhàn)勝這一挑戰(zhàn)。

　　了解 ACLR 測(cè)試要求

　　ACLR 是 LTE 射頻發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試中的一個(gè)重要的發(fā)射機(jī)特性。這些測(cè)試的目的是驗(yàn)證被測(cè)件是否達(dá)到了基站(eNB)和用戶(hù)設(shè)備(UE)中的最低要求。大部分針對(duì)帶外發(fā)射的 LTE 一致性測(cè)試在定義和目的上與針對(duì) WCDMA 的一致性測(cè)試類(lèi)似。但是 WCDMA 指定了使用根升余弦(RRC)濾波器進(jìn)行發(fā)射機(jī)測(cè)量，而標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有為 LTE 定義等效的濾波器。因此，LTE 發(fā)射機(jī)測(cè)試可以使用不同的濾波器來(lái)優(yōu)化信道帶內(nèi)性能，改善誤差矢量幅度;優(yōu)化信道帶外性能，獲得更出色的鄰近信道功率特征。

　　鑒于在測(cè)試發(fā)射機(jī)性能中可以使用的復(fù)雜發(fā)射機(jī)有很多配置，LTE 指定了一系列下行鏈路信號(hào)配置來(lái)測(cè)試 eNB。這些配置稱(chēng)為 E-UTRA 測(cè)試模型(E-TM)。它們可分為三大類(lèi)：E-TM1、E-TM2 和 E-TM3。第一類(lèi)和第三類(lèi)可再細(xì)分為 E-TM1.1、E-TM1.2、E-TM3.1、E-TM3.2 和 E-TM3.3。注：E-UTRA中的“E”源自“enhanced(增強(qiáng)型)”，指 LTE UMTS 陸地?zé)o線接入;而單獨(dú)的 UTRA 是指 WCDMA。

　　ACLR 測(cè)試要求根據(jù)發(fā)射機(jī)測(cè)試是在 UE 還是在 eNB 上進(jìn)行會(huì)有所不同。在 UE 上進(jìn)行的 ACLR 測(cè)試不像在 eNB 上進(jìn)行那樣要求嚴(yán)格。發(fā)射機(jī)測(cè)試使用規(guī)定用于 eNB 接收機(jī)測(cè)試的參考測(cè)量信道(RMC)來(lái)執(zhí)行。

　　3GPP LTE 規(guī)范關(guān)于 ACLR 的定義是，以指定信道頻率為中心的濾波后平均功率與以鄰近信道頻率為中心的濾波后平均功率之比。eNB 的最低 ACLR 一致性要求分為兩種情景指定：相同帶寬的鄰近 E-UTRA 信道載波(E-UTRAACLR1);UTRA 鄰近和相間信道載波(分別是 UTRAACLR1 和 UTRAACLR2)。

　　針對(duì) E-UTRA 和 UTRA 鄰近信道規(guī)定了不同的限制和測(cè)量濾波器，用于成對(duì)頻譜(FDD)和非成對(duì)頻譜(TDD)工作。E-UTRA 信道使用平方測(cè)量濾波器進(jìn)行測(cè)量，而 UTRA 信道使用滾降因子為 0.22、帶寬等于碼片速率的 RRC 濾波器進(jìn)行測(cè)量。

　　戰(zhàn)勝 ACLR 測(cè)量挑戰(zhàn)

　　鑒于 LTE 技術(shù)的復(fù)雜性和用于測(cè)試發(fā)射機(jī)性能的發(fā)射機(jī)配置復(fù)雜性，符合標(biāo)準(zhǔn)的頻譜測(cè)量(例如 ACLR)可能非常繁瑣。幸運(yùn)的是，先進(jìn)的信號(hào)測(cè)量工具的出現(xiàn)使工程師們能夠快速、精確地進(jìn)行這些 LTE 測(cè)量。功率測(cè)量(包括 ACLR)通常使用頻譜分析儀或信號(hào)分析儀來(lái)進(jìn)行，該測(cè)量使用的測(cè)試信號(hào)則利用信號(hào)發(fā)生器生成。

　　為了更好地說(shuō)明如何使用這些儀器，請(qǐng)?jiān)O(shè)想以下情景：根據(jù)規(guī)范，載波頻率必須設(shè)置在被測(cè)基站所支持的頻段內(nèi)，按照成對(duì)頻譜 FDD 工作或非成對(duì)頻譜 TDD 工作時(shí)的規(guī)定，通過(guò)測(cè)量信道頻率兩側(cè)一定頻偏的 ACLR。首先使用 E-TM1.1 發(fā)射信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，其中所有 PDSCH 資源塊都具有相同的功率。然后使用 E-TM1.2 信號(hào)(增加和減少功率)進(jìn)行測(cè)試。E-TM1.2 配置非常有用，因?yàn)樗軌蚍抡娑鄠€(gè)用戶(hù)(其設(shè)備工作在不同功率上)。這一情景的結(jié)果是波峰因數(shù)更高，導(dǎo)致在不產(chǎn)生額外無(wú)效頻譜內(nèi)容(例如 ACLR)的情況下放大信號(hào)變得更困難。

　　本例中，Agilent 支持 LTE 的 Signal Studio 與 Agilent MXG 信號(hào)發(fā)生器相連，生成頻率設(shè)為 2.11GHz 且符合標(biāo)準(zhǔn)的 E-TM1.2 測(cè)試信號(hào)。輸出信號(hào)幅度――決定 ACLR 性能的重要考慮因素――設(shè)為 -10dBm。在從 1.4到 20MHz 的帶寬范圍內(nèi)選擇 5MHz 信道帶寬。

　　圖 1 為已選定傳輸信道(Transport Channel)的 eNB 設(shè)置。底部為測(cè)試信號(hào)的資源分配塊圖。信道 1 和 2 是要進(jìn)行測(cè)量的信道，它們共享下行鏈路。

　　信道 1 的輸出功率電平為 -4.3dB，其信道功率已經(jīng)進(jìn)行過(guò)降低。信道 2 的輸出功率已經(jīng)進(jìn)行過(guò)增加，設(shè)置為 3dB。對(duì)于資源塊分配圖中的不同資源塊，可以設(shè)置復(fù)雜的功率增加和降低選項(xiàng)。與所有資源塊都處于同一功率等級(jí)的單個(gè)信道相比，得到的復(fù)合信號(hào)具有更高的峰均比。放大此類(lèi)功率增加的信號(hào)可能非常困難。功率放大器中沒(méi)有足夠的功率回退(back-off)，可能導(dǎo)致限幅。