解析TD―LTE设备射频发射指标的测试

引言：TD-LTE射频规范的制定目的是为了有效确保LTE移动通信的性能稳定，基于射频信号发射与信号接收的角度，对移动通信基站和移动通信终端设备提出相应要求。本文以TD-LTE射频发射机测试原理为切入点，分析了其测试指标及测试特征。

一、前言

LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（时分长期演进），由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定，本文重点讨论对TD-LTE设备射频发射指标的测试。

二、TD-LTE射频发射机测试原理

TD-LTE射频发射机测试原理：对发射机发出的信号进行测试。首先，利用一个性能良好的接收机将发射的信号转换成为数字基带信号，再进行数字信号处理，以获得相关处理指标。在实际测试过程中，将性能完善的频谱仪作为信号接收机，通过接收机完成AD数字转换之后获得IO数据，再给予这些数据脉冲信号进行滤波、内插和抽取，进而获得初始测试信号，在对初始测试信号进行幅度修正、相位修正、时间修正和频率修正，以得到修正测试信号，再对修正信号实施解扰、解调、调制和扩频操作，将加扰的信号经过滤波器处理之后形成参考信号，将修正信号与参考信号比较和计算之后得到相应测试指标。

三、TD-LTE射频发射机测试指标

无线发射机指标测试的目的是移动基站在信号频带内能够发射出质量高、性能稳定的信号。同时确保其他频带不能存在超过限制的辐射信号，因此，该信号需要具备较强的抗干扰能力。无线发射机的无线端口是负责对发射机性能进行测量的节点，本文根据发射机测试要求和标准，将其测试指标归纳为以下四种：

（一）输出功率指标

移动通信基站的最大输出功率指的是天线接口出测量得到的最大功率，输出功率指标是对发射机信号覆盖范围影响最大的性能指标。

LTE移动通信基站测试最大输出功率对环境要求如下：

1、当信号载波频率时，移动通信基站的输出功率要保持在额定输出功率范围内；

2、当信号载波频率时，移动通信基站的输出功率要保持在额定输出功率范围内。

LTE移动通信基站在极端环境下测最大输出功率的要求如下：

1、当信号载波频率时，移动通信基站的输出功率要保持在额定输出功率范围内；

2、当信号载波频率时，移动通信基站的输出功率要保持在额定输出功率范围内。

（二）输出功率控制指标

移动通信基站的输出功率的动态测试包括两个部分，一是RE输出功率动态范围内容；二是总输出功率动态范围内容。

RE输出功率动态范围内容：当移动通信基站输出功率为最大值时，RE的输出功率和信号分配全部RE的平均功率差值。RE平均功率指的是移动通信基站最大输出功率与RE总功率相比得到的功率值数。

总输出功率动态范围内容：OFDM的最大输出功率与最小输出功率的差值，其下行链路输出功率综合应该大于等于表1中的功率数值。

表1 LTE移动通信基站总功率的动态范围

（三）发射机开/关时间指标

由于LTE移动通信技术标准采用的是时分双攻方式，无线发射机需要经过从启动到停止和从停止到启动的过程。无线发射机停止关闭时，其发射功率可以定义为关闭期间，利用带宽与无线发射机带宽设置相等的方形滤波器对70us内的平均功率进行测量。

1、当信号载波频率时，测量得到的管段功率必须小于；

2、当信号载波频率时，测量得到的管段功率必须小于。

采用时分双工方式的无线发射机从启动到停止和从停止到启动需要的过渡时间为发射机过渡时间，对于LTE移动基站来说，过渡时间应该小于17us。

（四）发射信号质量指标

LTE移动通信基站发射信号的质量与频率误差、错误矢量误差相关，同时涉及下行链路符号功率和发射时间误差等指标。

频率误差指的是LTE移动通信基站实际发射的载波频率与配置载波频率的差值，频率的稳定度主要是对无线发射机载波调制过程中产生的频率偏差，严重的频率偏差不但会导致子载波正交性进一步恶化，还会带来信噪比急降的问题。LTE移动通信基站的调制频率误差必须控制在0.05ppm以内。

错误矢量误差（EVM）指的是经过均衡得到的实际测量符号与理想符号的差值，错误矢量误差定义为错误矢量功率和平均参考功率比值的均方根，错误矢量误差应该小于表2中的值数：

表2 错误矢量误差测试要求

发射时间误差指的是当LTE移动基站发射分集或者产生空间复用时，LTE移动通信基站将从多个天线终端发射信号，为了确保信号质量的可用性，不同天线上发射的信号需要在时间层面上保持一致。不同天线端口的信号延时则定义为时间的一致性误差，必须小于90ns。

下行链路符号功率指的是LTE移动通信基站连接端口测量获得的下行链路参考符号功率与理想的下行链路参考符号功率的差值。当信号载波频率时，不能够超过；当信号载波频率，不能够超过。

参考文献

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[2]徐波.TD-LTE射频一致性测试系统基站模拟器可靠性设计[J].国外电子测量技术， 2013，04：7-10.

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（作者单位：北京市无线电监测站）