3GPP5G射頻指標解釋

5G頻段分兩部分：FR1和FR2面是FR1也就是sub6G的頻段表:

頻率范圍如下：中國移動：n41:2515~2675MHz,n79:4800~4900MHz;中國電信：n78:3400~3500MHz；中國聯(lián)通：n78:3500~3600MHz;3GPP中關(guān)于5GFR1（sub6G）的射頻指標要求都在38.101中，其中38.101-1和38.101-2分別定義的是SA架構(gòu)下FR1（sub6G）和FR1（毫米波）下的射頻指標要求，38.101-3是ENDC和5GCA組合下的5G射頻指標要求，ENDC就是我們現(xiàn)階段國內(nèi)運營商正在推行的NSA架構(gòu)。因為NSA架構(gòu)屬于過渡階段，運營商重點部署的是SA架構(gòu)，因此本文重點講述SA架構(gòu)下5G的射頻指標，也就是38.101-1。3GPP相關(guān)文檔下載地址：/ftp/Specs/archive/38_series/發(fā)射指標:6發(fā)射特性6.2發(fā)射功率;Transmitterpower6.2.1UEmaximumoutputpower最大發(fā)射功率率，以適應高階調(diào)制帶來的發(fā)射指標超標或者占用帶寬超標的問題;回退值不能重復疊加，取最大值做回退，特定頻段特定RB信令連接的最大功率回退Outputpowerdynamics輸出功率動態(tài)范圍6.3.1Minimumoutputpower最小輸出功率inthechannelbandwidthpowerissettoaminimumTheminimumcontrolledoutputpoweroftheUEisdefinedasthepowerforalltransmitbandwidthinthechannelbandwidthpowerissettoaminimumTheminimumoutputpowerisdefinedasthemeanpowerinatleastonesub-frame1ms.TheminimumoutputpowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.3.1-1.最小發(fā)射功率的概念我們不應該陌生，無論是Wcdma還是LTE都有這項指標要求，在最小TheminimumoutputpowerisdefinedasthemeanpowerinatleastoneTransmitOFFpowerisdefinedasthemeanpowerinthechannelbandwidthwhenthetransmitterisOFF.ThetransmitterisconsideredOFFwhentheUEisnotallowedtotransmitonanyofitsports..ThetransmitOFFpowerisdefinedasthemeanpowerinadurationofatleastonesubframe(1ms)excludinganytransientperiods.ThetransmitOFFpowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable6.3.2-1.發(fā)射關(guān)功率的概念和LTE完全相同，網(wǎng)絡(luò)要求終端關(guān)閉發(fā)射的時候，射頻收發(fā)器的發(fā)射電路和PA都關(guān)閉，此時在射頻口測試到的功率既是發(fā)射關(guān)功率，測試周期也是至少1個子幀(1ms)。這個指標反映的是終端保持安靜的能力，主要是測試射頻發(fā)射前端電路是否徹底關(guān)閉，以及是否有自激或者接收電路的鎖相環(huán)電路有無泄露等。通用開關(guān)模板GeneralON/OFFtimemaskFigure-1:GeneralON/OFFtimemaskforNRULtransmissioninFR110us內(nèi)完成功率10%-90%和90%-10%的上升和下降過程PRACHtimemaskPRACH時間模板SRStimemaskSRS時間模板6.3.4Powercontrol功率控制Absolutepowertolerance絕對功率容限Relativepowertolerance相對功率容限Aggregatepowertolerance合計功率容限6.4Transmitsignalquality發(fā)射信號質(zhì)量6.4.1Frequencyerror頻率誤差要求的頻率誤差是載波頻率土0.1PPM，測試周期1ms6.4.2Transmitmodulationquality發(fā)射信號調(diào)制質(zhì)量642」ErrorVectorMagnitude矢量誤差幅度MAGNITUDEERROR(l/QERRORPHASE)/PHASEERROR/ll/Q通用開關(guān)模板642」ErrorVectorMagnitude矢量誤差幅度MAGNITUDEERROR(l/QERRORPHASE)/PHASEERROR/ll/QERRORPHASEiX^IDEALSIGNAL/(REFERENCE]ERRORVECTORMEASUREDSIGNAL功率比最小功率高i0dB以上。也就是說并不需要在最大功率下測試EVM，大多數(shù)場景下只r需比最小功率大即可，但我們測試往往是設(shè)置的最大功率，這樣的場景最惡劣，也最容易發(fā)現(xiàn)問題。Carrierleakage載波泄露Carrierleakageisanadditivesinusoidwaveformwhosefrequencyisthesameasthemodulatedwaveformcarrierfrequency.Themeasurementintervalisoneslotinthetimedomain.Inthecasethatuplinksharing,thecarrierleakagemayhave7.5kHzshiftwiththecarrierfrequency.Therelativecarrierleakagepowerisapowerratiooftheadditivesinusoidwaveformandthemodulatedwaveform.TherelativecarrierleakagepowershallnotexceedthevaluesspecifiedinTable.4.2.2-1載波泄露是一種由于串擾或者直流偏移造成的干擾，表現(xiàn)為未經(jīng)調(diào)制的載波頻率上的正弦波。這是一種幅度恒定且與信號幅度相對立的干擾。信號的IQ分量會對中心的子載波造成干擾，尤其是輸出的調(diào)制信號較小的時候影響更大，本測試項以載波泄露的形式測試UE發(fā)射機的調(diào)試質(zhì)量。帶內(nèi)雜散In-bandemissions帶內(nèi)雜散Thein-bandemissionisdefinedastheaverageemissionacross12sub-carriersandasafunctionoftheRBoffsetfromtheedgeoftheallocatedULtransmissionbandwidth.Thein-bandemissionismeasuredastheratiooftheUEoutputpowerinanon"allocatedRBtotheUEoutputpowerinanallocatedRB.Thebasicin-bandemissionsmeasurementintervalisdefinedoveroneslotinthetimedomain;however,theminimumrequirementapplieswhenthein-bandemissionmeasurementisaveragedover10sub-frames.WhenthePUSCHorPUCCHtransmissionslotisshortenedduetomultiplexingwithSRS,thein-bandemissionsmeasurementintervalisreducedbyoneormoresymbols,accordingly.Theaverageofthebasicin-bandemissionmeasurementover10sub-framesshallnotexceedthevaluesspecifiedinTable-1.帶內(nèi)雜散定義為，12個子載波0RB的功率和滿RB的功率之比，這個指標反映的是分配部分RB的時候?qū)?nèi)其他RB資源的干擾情況，因為都是分配帶寬內(nèi)，故稱為帶內(nèi)雜散。

EVMequalizerspectrumflatnessRequirementsforPi/2BPSKmodulation6.5OutputRFspectrumemissions輸出射頻發(fā)射頻譜Occupiedbandwidth占用帶寬ofthetotalintegratedmeanoccupiedbandwidthforallbelessthanthechannelOccupiedbandwidthisdefinedasthebandwidthcontaining99%powerofthetransmittedspectrumontheassignedchannel.Thetransmissionbandwidthconfigurations(ResourcesBlocks)shallofthetotalintegratedmeanoccupiedbandwidthforallbelessthanthechannel6.5.2Outofbandemission帶外雜散TheOutofbandemissionsareunwantedemissionsimmediatelyoutsidetheassignedchannelbandwidthresultingfromthemodulationprocessandnon-linearityinthetransmitterbutexcludingspuriousemissions.Thisoutofbandemissionlimitisspecifiedintermsofaspectrumemissionmaskandanadjacentchannelleakagepowerratio.帶外雜散包含SEM和ACLR兩部分，其中SEM單位是絕對值dBm，而ACLR單位是相對值dBC。Spectrumemissionmask發(fā)射頻譜模板ThespectrumemissionThespectrumemissionmaskoftheUEappliestofrequencies(△fOOB)startingfromtheedgeoftheassignedNRchannelbandwidth.ForfrequenciesoffsetgreaterthanFOOB

發(fā)射頻譜模板指的是channelbandwidth到心0如之間的頻譜，見上面的圖片SEM部分。Adjacentchannelleakageratio臨道功率泄露AdjacentchannelleakagepowerRatio(ACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacentchannelfrequency.ACLR指的是指定的信道對相鄰的信道濾波后的平均功率之比，這個參數(shù)的好壞反映的當前終端對同系統(tǒng)的其他用戶的影響。.2UTRAACLRUMTS制式臨道功率泄露UTRAadjacentchannelleakagepowerratio(UTRAACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedNRchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacent(s)UTRAchannel

frequency.UTRAACLRisspecifiedforthefirstadjacentUTRAchannel(UTRAACLR1)whichcenterfrequencyis2.5MHzfromNRchanneledgeandforthe2ndadjacentUTRAchannel(UTRAaclr2)whichcenterfrequencyis7.5土MHzfromNRchanneledge.和LTE類似，5GNR也有相應的對UMTS(WCDMA和TD-SCDMA)的鄰道干擾的指標，ACLR1指的是5G信道邊緣±2.5MHz,ACLR2指的是5G信道邊緣±7.5MHz。指標要求如下:6.5.3Spuriousemissions發(fā)射雜散這里的發(fā)射雜散是通用的發(fā)射雜散，和LTE的要求非常類似，是outofbandemssions之外的頻譜outofbandemssions之外的頻譜要求。具體指標要求如下:Thetransmitintermodulationperformanceisameasureofthecapabilityofthetransmittertoinhibitthegenerationofsignalsinitsnonlinearelementscausedbypresenceofthewantedsignalandaninterferingsignalreachingthetransmitterviatheantenna.UEtransmitintermodulationisdefinedbytheratioofthemeanpowerofthewantedsignaltothemeanpoweroftheintermodulationproductwhenaninterferingCWsignalisaddedatalevelbelowthewantedsignalateachtransmitterantennaportwiththeotherantennaport(s)ifanyterminated.BoththewantedsignalpowerandtheintermodulationproductpoweraremeasuredthroughNRrectangularfilterwithmeasurementbandwidthshowninTable6.5.4-1.TherequirementoftransmitintermodulationisspecifiedTherequirementoftransmitintermodulationisspecified的非線性特性，分別在中心頻點土信道帶寬和nTable6.5.4-1.發(fā)射交調(diào)反映的是天線口2*信道帶寬加注-40dBC7ReceiverDiversityReference接收靈敏度，characteristics接收特性characteristics分集特性sensitivity參考靈敏度應該是射頻領(lǐng)域中最基本的概念之一，是表示接收機能夠在不超過一定誤碼率的LTE—樣，是沿用GSM和WCDMACS(Circuit情況下識別的最低信號強度。這里說誤碼率，和Switched,電路域交換)時代的定義作一個通稱。在多數(shù)情況下，BER(BitErrorRate，誤比牛寺率)或PER(PacketErrorRate，誤包率)用來考察靈敏度。而5GNR和LTE一樣用Throughput(吞吐量)來表征靈敏度，用吞吐量不低于95%的最小信號表征5GNR的靈敏度。先來看下靈敏度的計算公式：Sensitivity=10log10(KT0)+10log10(BW)+NF+CNRmin其中10log10(KT0)表示的是室溫25°C的底噪-174dBm，在絕對零度-273°C時我們認為電子是不運動的，這個時候的底噪是-174dBm，室溫下電子有活動了，但底噪增加的非常有限，為了計算方便，室溫下的底噪還記做-174dBm。BW:BandWidth，帶寬；NF:NoiseFigure，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，一般指第一個低噪放的噪聲系數(shù)；CNRmin:MinimumCarrierNoiseRatioAllowed,系統(tǒng)解調(diào)所允許的最小載波噪聲比；以5GNR的20MHz業(yè)務為例，講解下5GNR靈敏度的由來。Sensitivity(LTE)=10log10(KT0)+10log10(BW)+NF+CNRmin=-174dbm+10log10(19.08*10"6)+6db+(-1)dB=-174dBm+72.8+6dB+(-1)dB=-96.2dBmBW=20MHz業(yè)務實際占用帶寬19MHzNF=6db(這里的NF對系統(tǒng)來說就是第一級LNA之前的插損加上該LNA自身的噪聲系數(shù)NF)CNRmin:-1db

OPefMif>g(MIM]1SCS/CrtannelZlgkfth.?Du"ex4iiod。OPerotJnqBandSCSkHr5MHZ(UBm)10Ml<7(JBm)15MH?(dBm)2uWiZ((IBIIl)2530M>kM他(dBi|40Mlk丸Mlt(dBm)i)UlBm)(UBllutoMIZ(dBm)8MHZ(dBni)90MltZ(JBnl)100M儀(dBm)DUPleXMo(1960Inl815?1000-968-950FD口3097195160n2015-970938910E9.8F83094191.1SOO60U2515?965-933?915?903FDO30?93696-90560?940?919?9O7U2815-985-955?935?C0.8FDO30-956?936??1.060U3O15-990-958「DD30-M1eon3415-IOoO-968-950TDD30-971-95160?975-954n3B‘15-180-968-950-93.8TOD30-97.1-951-MOeo-975-954-94.2n39158-92.7-91.9-90.6T830-97.1951?3.0■92.8-02.0-9078-975-954?S4.2-93.0-92.1-90.9MO15-ICOO?968-950-93.8-92.7-91.9-8.6-09.6TDD30-971-951-540￡28-920-907-397?389-87660-975-954-942?930-921-909"98-391-876n4i,15-948-930-QI.8-38.6-87.6IDD30-951-93.1-92.0?88/-377-?6.9-856-35.1-84760-955-93.4-922-88.9-?7.8-3M-856-35.1-€47n48,1599958go92.7-39.688.6iTDD30961&4.192.9-30788尸S5416.6"$6.廣-86.6"60-965-94.4-93.1-69.9-68.3i-680：七&Tc-?625-?5.7sn5015-I(X)O-968-95Q-93.8-91.9-90.5-39.6TDO30-971-951-940-S2037-397-389-676GO?975-954?X2-921-909-398-391-370n5i15?1000TDD3060n6515905?63W503.3FDo30966W603.5609703903.7n6615-995?963-945-93.3FDO30?966-fU6-935-90260-970-949?937-904n7O15-IoOO?968-950-938-927F830-971-951?94.0-02.860-975-954?M.2-03.0nn1597294091686.0FDD7.4Maximuminputlevel最大輸入電平測試方法：上行功率設(shè)置為最大功率-4dB，DFT-S-OFDMQPSK，RB設(shè)置見下圖提到的表（在文檔38.521-1中），下行配置成CP-OFDM64QAM和要求在輸入如下表格的電平時，吞吐量throughput不小于95%。7.5Adjacent7.5Adjacentchannelselectivity臨道選擇性Adjacentchannelselectivity(ACS)isameasureofareceiver'sabilitytoreceiveanNRsignalatitsassignedchannelfrequencyinthepresenceofanadjacentchannelsignalatagivenfrequencyoffsetfromthecentrefrequencyoftheassignedchannel.ACSistheratioofthereceivefilterattenuationontheassignedchannelfrequencytothereceivefilterattenuationontheadjacentchannel(s).鄰道選擇性測試的是在主信道相鄰的信道加一個干擾信號，主信道靈敏度惡化的情況能否滿足要求。ACS指標是主信道的濾波器衰減值對相鄰信道的濾波器衰減值之比。測試方法：<2700MHz的頻段Case1:主接收信號的電平設(shè)置為REFSENS+14dB，干擾功率大小REFSENS+32.5dB，干擾信號帶

寬5MHz,干擾信號的頻率土52.5MHz。Case2:主接收信號的電平設(shè)置為-43.5dBm,干擾功率大小-25dBm,干擾信號帶寬5MHz,干擾信號的頻率土52.5MHz。

>3300MHz的頻段Casel:主接收信號的電平設(shè)置為REFSENS+14dB，干擾功率大小REFSENS+45.5dB，干擾信號帶寬BW，干擾信號的頻率土BW。Case2:主接收信號的電平設(shè)置為-56.5dBm,干擾功率大小-25dBm，干擾信號帶寬BW，干擾信號的頻率土BW。注意，以上的干擾信號都是和主信號一樣SCS設(shè)置的5GNR信號。指標要求：Theblockingcharacteristicisameasureofthereceiversabilitytoreceiveawantedsignalatitsassignedchannelfrequencyinthepresenceofanunwantedinterfereronfrequenciesotherthanthoseofthespuriousresponseortheadjacentchannels,withoutthisunwantedinputsignalcausingadegradationoftheperformanceofthereceiverbeyondaspecifiedlimit.Theblockingperformanceshallapplyatallfrequenciesexceptthoseatwhichaspuriousresponseoccurs.阻塞特性反映的是接收機在除了雜散響應或者臨道頻率干擾信號下接收正常信號的能力In-bandblocking帶內(nèi)阻塞測試方法：下彳亍CP_OFDMQPSK1/3coderate;<2700MHz的頻段，BW帶寬有用信號，功率：REFSESN+16dBCasel:在有用信號中心頻率土(BW/2+7.5MHz)的位置發(fā)送功率為-56dBm，帶寬5MHz的干擾信號；Case2:在有用信號中心頻率士(BW/2+12.5MHz)的位置一直到頻段上下15MHz的位置，發(fā)送功率^-44dBm，帶寬5MHz的干擾信號；>3300MHz的頻段，有用信號帶寬BW，功率：REFSESN+6dBCase1:在有用信號中心頻率±(BW+150MHz)的位置發(fā)送功率為-56dBm,帶寬BW的干擾信號；Case2:在有用信號中心頻率±(BW+250MHz)的位置一直到頻段上下3*BW的位置，發(fā)送功率為-44dBm，帶寬BW的干擾信號；Out-of-bandblocking帶外阻