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NB-IoT终端射频测试项目详解:发射机测试


NB-IoT终端发射机(TX)测试项目


用例编号 测试项目名称
6.2.2F NB1终端最大输出功率 
6.2.3F  NB1最大功率降低(MPR)
6.2.5F NB1终端配置发射输出功率
6.3.2F NB1终端最小输出功率 
6.3.3F NB1发射关功率
6.3.4F.1 NB1 通用开关时间模板
6.3.4F.2 NB1 NPRACH时间模板
6.3.5F NB1功率控制
6.5.1F NB1频率误差
6.5.2.1F.1 NB1误差向量幅度
6.5.2.2F NB1载波泄露
6.5.2.3F NB1非分配资源块的带内辐射 
6.6.1F NB1占用带宽
6.6.2.1F NB1频谱发射模板
6.6.2.3F NB1邻道功率泄露比
6.6.3F NB1杂散辐射(注)
6.7F NB1发射互调(注)

注:黄色标注测试项无法使用单台仪表完成测试。


各个项目详细介绍如下:


6.2.2F 

NB1终端最大输出功率 

UE Maximum Output Power for category NB1



测试目的:验证终端的最大输出功率的误差没有超出规定的标称最大输出功率与容限的范围。超出范围的最大输出功率可能干扰其他信道或其他系统,而过小的最大输出功率会缩小覆盖范围。


最小一致性要求:对于所有NB-IoT频段及所有NB-IoT信道带宽,UE功率等级(Power Class)与对应的最大输出功率值、容限见下表。




Anritsu MT8821C上的最大输出功率测试界面


6.2.3F 

NB1最大功率降低(MPR)

Maximum Power Reduction (MPR) for category NB1



测试目的:验证终端的最大输出功率的误差没有超出规定的标称最大输出功率与容限的范围,同时覆盖UE中允许最大功率降低的配置。超出范围的最大输出功率可能干扰其他信道或其他系统,而过小的最大输出功率会缩小覆盖范围。


最小一致性要求:对于UE功率等级(Power Class)与对应的最大输出功率所允许的最大功率降低见下表。



6.2.5F 

NB1终端配置发射输出功率

Configured UE transmitted Output Power for category NB1



测试目的:验证终端没有超出PEMAX 最大允许上行发射功率(E-UTRAN信令控制)与PUMAX 功率等级对应的最大终端功率之间的最小值。


最小一致性要求:对于每个时隙,NB-IoT终端允许设置其配置最大输出功率PCMAX,c

,其数值在如下界限内:

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 是给信息元素P-Max定义的数值

-     PPowerClass 是之前定义的最大NB-IoT终端功率,不考虑相关的容限。

-     MPRc 在6.2.3F中已经规定

-    A-MPRc = 0dB,除非特别声明


测量最大输出功率 PUMAX,c 必须在如下范围:

PCMAX_L,c –  T(PCMAX_L,c)  ≤  PUMAX,c ≤  PCMAX_H,c  +  T(PCMAX_H,c)

容限T(PCMAX)由下表规定:



6.3.2F 

NB1终端最小输出功率

Minimum Output Power for category NB1



测试目的:在功率设置为最小值时,验证终端在以宽带输出功率发射时候是否低于测试要求中指定的值。


最小一致性要求:对于NB1终端,single-tone与multi-tone发射最小输出功率要求是-40 dBm。


6.3.3F 

NB1发射关功率

Transmit OFF power for category NB1



测试目的:验证终端发射关功率低于测试要求中指定的值。发射关功率定义为发射机关闭时的平均功率,发射机在以下情况下被认为是关闭状态:当终端不允许发射时,或者在某个子帧上不允许发射的期间。注意:该项目测试包含在6.3.4F.1 NB1 通用开关时间模板及6.3.4F.2 NB1 NPRACH时间模板项目中。


最小一致性要求:对于NB1终端,发射关功率要求是-50 dBm。


6.3.4F.1

NB1 通用开关时间模板

General ON/OFF time mask for category NB1



测试目的:验证通用开关时间模板符合要求。发射开关时间模板定义了终端发射关闭与发射打开之间的功率上升与下降时间(观察时间)。错误的发射功率会增加对其他信道的干扰,或提升上行信道的发射误差。


最小一致性要求:与E-UTRA通用开关时间模板(见下图)基本要求一致,。



6.3.4F.2

NB1 NPRACH时间模板

NPRACH time mask for category NB1



测试目的:验证NPRACH时间模板符合要求。NPRACH时间模板定义了发射NPRACH时,终端发射关闭与发射打开之间的功率上升与下降时间(观察时间)。错误的发射功率会增加对其他信道的干扰,或提升上行信道的发射误差。


最小一致性要求:NPRACH开功率定义为NPRACH测量期间2内的平均功率(不包括下图中的上升下降期间)。对应不同NPRACH preamble格式的测量周期见下表:




NPRACH开关时间模板


6.3.5F

NB1 功率控制

Power Control for category NB1



6.3.5F.1 NB1功率控制绝对功率容限

测试目的:验证终端发射机在连续发射或发射间隔大于20ms的非连续发射开始后,设置其初始输出功率到一个特定值的能力。容限用发射功率与设定功率的偏移量来表示,也包括了信道估计误差。


最小一致性要求:绝对功率容限最低要求在下表中定义,适用于最大功率与最小功率之间的范围。



6.3.5F.2 NB1功率控制相对功率容限

测试目的:当发射子帧之间间隔不大于20ms时,终端发射极根据前一个参考子帧功率设定当前子帧相对功率的能力。


最小一致性要求:NB1终端相对功率控制定义了NPRACH功率步进值为0、2、4、6dB。发射PRACH时候,相对容限指的是终端发射机将输出功率设定为相对前一个Preamble发射功率一个偏移量的能力。NPRACH Preamble测量时间之前已经定义。NPRACH发射相对功率容限最低要求在下表中定义,适用于最大功率与最小功率之间的范围。



6.3.5F.3 NB1功率控制累计功率容限

测试目的:验证当物理层规范中定义的功率控制参数不变的情况下,终端在0dB功率控制命令字,非连续发射中维持相对于首次发射的功率的能力。


最小一致性要求:在最小发射功率与最大发射功率之间的功率范围内,终端要满足表中累计功率控制的要求。




6.5.1F 

NB1频率误差

Frequency Error for category NB1



测试目的:验证终端的发射机与接收机能够正确地处理频率。接收机:在理想的传播条件和较低的水平下,能够获得来自由系统模拟器提供的激励信号的正确频率。发射机:从接收机获得的结果中获得正确的调制载波频率。


最小一致性要求:终端调制载波频率的精准度应在以下范围内:





6.5.2.1F.1

NB1误差矢量幅度

Error Vector Magnitude for category NB1



测试目的:误差矢量幅度(EVM)是对被测波形与参考波形差别的测量。这个差别称为误差矢量。在计算EVM之前,要对被测波形进行定时偏差与频率偏差的修正,接着要在测量波形中去除载波泄露。被测波形要进一步用发射链路的绝对幅度/相位进行修正。EVM结果定义为前端IDFT后的平均误差矢量功率与平均参考功率之比的均方根值,表示成百分比%。


最小一致性要求:不同调制方式下,针对240/LCtone个时隙(LCtone = {1, 3, 6, 12},对应NB-IoT传输的子载波个数)的基础EVM测量的RMS平均不能超出下表的定义值(在终端输出功率大于等于-40dBm,运作条件是正常条件下)。对于EVM评估的目的,认为所有NPRACH格式,与用于QPSK调制方式的EVM要求相同。




6.5.2.2F

NB1载波泄露

Carrier leakage for category NB1



测试目的:载波泄漏自身表现为具有聚合传输带宽配置的载波频率或中心频率的未调制的正弦波。它是近似恒定幅度和独立于所需信号幅度的干扰。载波泄露干扰在测试中的终端的中心子载波,特别是当它们的振幅很小时。测量间隔定义在时域中的一个时隙上。本测试的目的是利用发射机验证载波泄漏的情况下调制质量。


最小一致性要求:载波泄漏是一种与调制波形载波频率相同的加性正弦波形。测量间隔为时域中的一个时隙。相对泄露载波功率是加性正弦波和调制波形的功率比。NB1终端的相对载波泄漏功率不应超过下表规定的数值。



6.5.2.3F

NB1非分配资源块的带内辐射

In-band emissions for non allocated RB for category NB1



测试目的:带内辐射是落入未分配RB的干扰的量度。带内辐射被定义为在分配的上行发射带宽传输边缘算起的RB偏移量的函数。在带内发射被测量为非分配RB中终端输出功率与所分配RB中终端输出功率的比率。基本的带内辐射测量间隔定义为在时域中的一个时隙上。


最小一致性要求:NB1终端的相对带内辐射不应超过下表规定的数值。




6.6.1F

NB1占用带宽

Occupied bandwidth for category NB1



测试目的:验证终端在所有支持的传输带宽配置上的占用带宽小于规定的限定值。


最小一致性要求:占用带宽被定义为在发送天线接口的分配信道上的发射频谱的总积分平均功率的99%的带宽。占用带宽应小于NB1等级的信道带宽(200 kHz)。


6.6.2.1F

NB1频谱发射模板

Spectrum Emission Mask for category NB1



测试目的:验证终端的发射功率没有超过规定的信道带宽上的特定电平。


最小一致性要求:NB1终端的频谱发射模板适用于被分配的NB1信道带宽的± 边缘开始的频率(ΔfOOB) 。对于频率大于下表中给出的(ΔfOOB) 的,适用于6.6.3部分的杂散辐射。NB1终端的发射功率不应超过下表中规定的值。对于NB1信道边缘的频率偏移值Foffset符合特定要求(具体见TS 36.521-1的Table 6.6.2.1F.3-2),还需要满足E-UTRA的频谱发射模板要求。






6.6.2.3F

NB1邻道功率泄露比

Adjacent Channel Leakage power Ratio for category NB1



测试目的:验证终端发射机在邻道泄露功率比ACLR情况下不会对邻近信道造成不可接受的干扰。


最小一致性要求:相邻信道泄漏功率比是以指定信道频率为中心的已滤波平均功率与以相邻信道频率为中心的已滤波平均功率的比值。分配的NB1信道功率与邻道功率以下表中指定的滤波测量带宽来进行测量。如果测量的邻道功率大于-50dBm,则NB1终端ACLR需要比下表中规定的值更高。GSMACLR要求的目的是来保护GSM系统,UTRAACLR要求的目的是来保护UTRA与E-UTRA系统。




6.6.3F.1

NB1发射机杂散辐射

Transmitter Spurious emissions for category NB1



测试目的:验证终端发射机在发射机杂散发射情况下不会对邻近信道或系统造成不可接受的干扰。


最小一致性要求:除非其他声明,杂散辐射限制适用于距离信道带宽边缘大于FOOB (MHz)的频率范围。下表中的杂散辐射限制适用于所有发射机频带配置(NRB)与信道带宽。当终端配置于NB1上行发射的情况,NB1带外与杂散辐射域的边界应为FOOB=1.7MHz。




6.6.3F.2

NB1终端共存频段杂散辐射

Spurious emission band UE co-existence for category NB1



测试目的:验证终端发射机在发射机杂散发射情况下不会对邻近信道或系统造成不可接受的干扰。


最小一致性要求:相关要求参见TS 36.521-1的Tables 6.6.3F.2.3-1与6.6.3F.2.3-1A


6.7F

NB1发射互调

Transmit intermodulation for category NB1



测试目的:验证终端发射互调没有超过测试规范规定的值。


最小一致性要求:发射互调性能是指测量发射机在其非线性元件中抑制信号产生的能力,是由所需要的信号和干扰信号通过天线到达发射机所形成的。NB1终端发射机互调衰减是由所需信号的平均功率与下表中定义的互调产品的平均功率之比来定义的,当干扰CW信号以低于所需信号的电平加到在发射天线端口相关要求参见TS 36.521-1的Table 6.7F.3-1




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