当前位置首页 > 百科> 正文

LTE无线射频特性

2019-09-28 02:17:43 百科

LTE无线射频特性

无线通信系统的射频指标反映了无线通信系统的一些基本特徵。本章介绍E-UTRA系统基站和用户设备UE的射频指标,并给出最低性能要求。

基本介绍

  • 中文名:LTE无线射频特性
  • 外文名:LTE  Radio frequency characteristics

公共指标

1.1工作频段

根据3GPP规范的规划设计,E-UTRA系统可以使用的工作频段有40个,表1列出所有的工作频段,其中第15、第16以及第18到第32频段目前还没有分配具体频点。在已分配的工作频段中,部分工作频段之间是有重叠的。
表1E-UTRA工作频段规划
E-UTRA工作频段
上行(UL)工作频段(基站接收,UE发射)
下行(DL)工作频段(基站发射,UE接收)
双工模式
FUL_low
FUL_high
FDL_low
FDL_high
1
1920MHz
1980MHz
2110MHz
2170MHz
FDD
2
1850MHz
1910MHz
1930MHz
1990MHz
FDD
续表
EUTRA工作频段
上行(UL)工作频段(基站接收,UE发射)
下行(DL)工作频段(基站发射,UE接收)
双工模式
FUL_low
FUL_high
FDL_low
FDL_high
3
1710MHz
1785MHz
1805MHz
1880MHz
FDD
4
1710MHz
1755MHz
2110MHz
2155MHz
FDD
5
824MHz
849MHz
869MHz
894MHz
FDD
6
830MHz
840MHz
875MHz
885MHz
FDD
7
2500MHz
2570MHz
2620MHz
2690MHz
FDD
8
880MHz
915MHz
925MHz
960MHz
FDD
9
1749.9MHz
1784.9MHz
1844.9MHz
1879.9MHz
FDD
10
1710MHz
1770MHz
2110MHz
2170MHz
FDD
11
1427.9MHz
1452.9MHz
1475.9MHz
1500.9MHz
FDD
12
698MHz
716MHz
728MHz
746MHz
FDD
13
777MHz
787MHz
746MHz
756MHz
FDD
14
788MHz
798MHz
758MHz
768MHz
FDD
17
704MHz
716MHz
734MHz
746MHz
FDD
33
1900MHz
1920MHz
1900MHz
1920MHz
TDD
34
2010MHz
2025MHz
2010MHz
2025MHz
TDD
35
1850MHz
1910MHz
1850MHz
1910MHz
TDD
36
1930MHz
1990MHz
1930MHz
1990MHz
TDD
37
1910MHz
1930MHz
1910MHz
1930MHz
TDD
38
2570MHz
2620MHz
2570MHz
2620MHz
TDD
39
1880MHz
1920MHz
1880MHz
1920MHz
TDD
40
2300MHz
2400MHz
2300MHz
2400MHz
TDD

1.2信道频宽

E-UTRA系统可以配置6种信道频宽:1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz。对应这6种频宽,发射信号时分别需要配置6、15、25、50、75和100个资源块。信道频宽和发射频宽配置(即需配置的资源块数目)对应关係如表2所示。
表2E-UTRA系统信道频宽和对应资源块配置
信道频宽BWChannel(MHz)
1.4
3
5
10
15
20
发射频宽配置NRB
6
15
25
50
75
100
信道频宽BWChannel和发射频宽配置的关係如图1所示,其中中心子载波所在频率为FC,信道边缘频率为FC+/−BWChannel/2。
一般来说,E-UTRA系统上下行信道频宽是相同的,表3给出了发射机和接收机在使用这种对称信道频宽的方案下,E-UTRA工作频段支持的信道频宽类型。发射机和接收机使用非对称信道频宽的方案将在以后的3GPP规范中给出
图1单个E-UTRA载波信道频宽和发射频宽配置的定义
LTE无线射频特性
表3 E-UTRA工作频段支持的信道频宽类型
E-UTRA工作频段
信道频宽
1.4MHz
3MHz
5MHz
10MHz
15MHz
20MHz
1
支持
支持
支持
支持
2
支持
支持
支持
支持
支持1
支持1
3
支持
支持
支持
支持
支持1
支持1
4
支持
支持
支持
支持
支持
支持
5
支持
支持
支持
支持1
6
支持
支持1
7
支持
支持
支持
支持1
8
支持
支持
支持
支持1
9
支持
支持
支持1
支持1
10
支持
支持
支持
支持
11
支持
支持1
支持1
支持1
12
支持
支持
支持1
支持1
13
支持
支持
支持1
支持1
14
支持
支持
支持1
支持1
17
支持
支持
支持1
支持1
33
支持
支持
支持
支持
34
支持
支持
支持
续表
E-UTRA工作频段
信道频宽
1.4MHz
3MHz
5MHz
10MHz
15MHz
20MHz
35
支持
支持
支持
支持
支持
支持
36
支持
支持
支持
支持
支持
支持
37
支持
支持
支持
支持
38
支持
支持
39
支持
支持
支持
支持
40
支持
支持
支持
注1:在该信道频宽下,UE接收机灵敏度要求可以放宽。

1.3信道配置

1.信道间隔
载波之间的信道间隔取决于频谱分配方案、可用的频段大小以及信道频宽。相邻E-UTRA载波之间的额定信道间隔应为两个载波所占信道频宽的和的一半。当然,在某个具体的频谱分配方案中,信道间隔允许进行调整以最佳化系统性能。
2.信道栅格
E-UTRA所有工作频带的信道栅格都设为100kHz,这意味着所有载波的中心频率都必须是100kHz的整数倍。
3.载波频率和EARFCN
如表4所示,EARFCN是3GPP为所有在表5-1中分配的工作频段,按照100kHz的栅格密度,所编的一个全局信道编号,EARFCN最大可以为65535,目前只分配到为39649。全局信道编号(NDL、NUL)和E-UTRA工作频段的关係如下。
FDL=FDL_low+0.1(NDL–NOffs-DL)
FUL=FUL_low+0.1(NUL–NOffs-UL)
表4E-UTRA工作频段的全局信道编号
E-UTRA工作频段
下行
上行
FDL_low(MHz)
NOffs-DL
NDL
FUL_low(MHz)
NOffs-UL
NUL
1
2110
0
0~599
1920
18000
18000~18599
2
1930
600
600 - ~1199
1850
18600
18600~19199
3
1805
1200
1200~1949
1710
19200
19200~19949
4
2110
1950
1950~2399
1710
19950
19950~20399
5
869
2400
2400~2649
824
20400
20400~20649
6
875
2650
2650~2749
830
20650
20650~20749
7
2620
2750
2750~3449
2500
20750
20750~21449
8
925
3450
3450~3799
880
21450
21450~21799
续表
E-UTRA工作频段
下行
上行
FDL_low(MHz)
NOffs-DL
NDL
FUL_low(MHz)
NOffs-UL
NUL
9
1844.9
3800
3800~4149
1749.9
21800
21800~22149
10
2110
4150
4150~4749
1710
22150
22150~22749
11
1475.9
4750
4750~4999
1427.9
22750
22750~22999
12
728
5000
5000~5179
698
23000
23000~23179
13
746
5180
5180~5279
777
23180
23180~23279
14
758
5280
5280~5379
788
23280
23280~23379
17
734
5730
5730~5849
704
23730
23730~23849
33
1900
36000
36000~36199
1900
36000
36000~36199
34
2010
36200
36200~36349
2010
36200
36200~36349
35
1850
36350
36350~36949
1850
36350
36350~36949
36
1930
36950
36950~37549
1930
36950
36950~37549
37
1910
37550
37550~37749
1910
37550
37550~37749
38
2570
37750
37750~38249
2570
37750
37750~38249
39
1880
38250
38250~38649
1880
38250
38250~38649
40
2300
38650
38650~39649
2300
38650
38650~39649
4.收发频率间隔
表5给出默认的E-UTRA发射信道载波中心频率和接收信道载波中心频率的间隔,其中发射和接收信道频宽在表2中定义。此外,不排除使用其他频率间隔的情况,这将在后续版本的3GPP规范中给出定义。TDD模式的工作频段不用定义收发频率间隔。
表5默认的发射和接收频率间隔
E-UTRA工作频带
1
2
3
4
5
6
7
8
发射和接收载波中心频率间隔(MHz)
190
80
95
400
45
45
120
45
E-UTRA工作频带
9
10
11
12
13
14
17
发射和接收载波中心频率间隔(MHz)
95
400
48
30
−31
−30
30

无线基站特性

2.1基站发射机特性

除非特别说明,本小节涉及的各项射频指标要求都是针对基站的单个发射天线的。此外,这些针对单个天线的基站发射机指标要求可以当作是对多天线(天线阵)基站中,某单个天线连线埠处的基站发射机指标要求(在评估该天线连线埠处基站发射机指标时,多天线中的所有其他天线接头都要关闭起来)。
基站发射特性特指在基站天线连线头(图2测试连线埠A)处的特性,此时收发信机配置在正常工作状态下。如果使用了任何外接设备,如发射放大器、滤波器等,则发射特性是指在远端的天线连线头处(图2测试连线埠B)的特性。
图2基站发射机测试连线埠
LTE无线射频特性

2.2基站接收机特性

除非特别说明,基站接收机特性特指在基站天线连线头(图3测试连线埠A)处的特性,此时收发信机配置在正常工作状态下。如果使用了任何外接设备,如接收放大器以及滤波器等,则接收机特性是指在远端的天线连线头处(图3测试连线埠B)的特性。
图3接收机测试连线埠
LTE无线射频特性

用户终端特性

本节介绍用户终端UE的发射机和接收机射频指标和特性。UE的标準配置为一个发射连线埠和2个接收连线埠。UE发射机特性指UE的单个发射天线连线头处的特性,且除非特别说明,UE的发射天线为全向点源天线(天线增益为0dBi的全向天线)。UE接收机特性和所有射频指标,除非特别说明,都是在两个接收连线埠同时开启时测量的结果。
测量UE接收机射频指标时,除了需要定义基站参考发射信号外,还需要定义相应传播信道的信道参数,本节使用3GPP规范TS36.101[1]附属档案A3.2中给出的4个参考信道。在测量接收机性能时,要求的基站发射信号参数(包括不同下行信道参考信号的功率、数据信号功率、两者的关係等)定义在3GPP规范TS36.101[1]附属档案C3.1中,这里不再赘述。

3.1UE发射机特性

输出功率
E-UTRA系统的UE按最大输出功率级别分为4类,目前只定义了其中的第3类。对于第3类UE,在5各个工作频段上,要求其最大输出功率为23dBm,允许的偏差为±2dB。此外,由于高阶调製和发射频宽配置等因素的影响,UE最大输出功率允许有一个回退,定义为最大功率回退MPR。第3类UE的MPR如表6所示。
表6第3类UE的MPR
调製方式
信道频宽
MPR(dB)
1.4MHz
3.0MHz
5MHz
10MHz
15MHz
20MHz
发射频宽配置(RB)
QPSK
>5
>4
>8
>12
>16
>18
≤1
16QAM
≤5
≤4
≤8
≤12
≤16
≤18
≤1
16QAM
>5
>4
>8
>12
>16
>18
≤2
在某些特别场景中,网路能够通过信令讯息来指示UE必须满足附加的ACLR和功率谱辐射要求。为了满足这些附加的要求,UE的最大输出功率还可以在MPR的基础上再回退最多1dB。
PCMAX为配置的UE发射功率,定义为PEMAX和PUMAX这两个值中小的那一个,其中PEMAX是高层指定的UE最大允许功率,PUMAX是上面定义的UE最大发射功率(由MPR等修正过的功率)。UE配置为不同发射功率时允许的偏差如表7所示。
表7PCMAX的允许偏差
PCMAX(dBm)
允许偏差(dB)
正常条件
极端条件
23
±2.0
±2.0
22
±2.5
待定
21
±3.0
待定
20
±3.5
待定
19
±4.0
待定
18
±4.5
待定
13≤PCMAX<18
±5.0
待定
8≤PCMAX<13
±6.0
待定
−40≤PCMAX<8
±7.0
待定
发射信号质量
1.频率偏差
在一个时隙周期(0.5ms)的观察时间内,UE调製后的载波频率精度(和E-UTRA基站接收到的载波频率相比)要小于0.1ppm。
2.发射调製
发射调製定义为UE发射信号的调製质量。发射调製有3个指标:分配资源块上的信号的EVM、信号I/Q分量、在非分配资源块上的带内辐射。
(1)EVM
衡量发射信号质量的一个重要指标是EVM,EVM可以度量理想参考调製波形与实际调製波形之间的偏差。在计算EVM之前,要对UE发射的调製信号的进行频偏、幅偏和相偏的估计和纠正,以消除调製信号和理想参考调製波形的频偏、幅偏和相偏(参考文献[5])。评估发射信号EVM时,UE的发射信号功率不能小于−40dBm。基本EVM测量间隔是一个时隙,平均EVM应该是10个连续子帧上测得的基本EVM测量结果的R.M.S.平均,参考信号EVM应该是60个连续子帧上测得的基本EVM测量结果的R.M.S.平均。对于不同的调製方式,UE发射机发射信号的EVM应该低于表8中给出的EVM值。
表8EVM最低要求
调製方式
QPSK或BPSK
16QAM
64QAM
平均的EVM(%)
17.5
12.5
待定
参考信号EVM(%)
17.5
12.5
待定
(2)I/Q分量
UE的本振(LO)信号,即正弦载波,也会泄漏到发射连线埠,对发射信号造成污染。起始I/Q分量偏差定义为泄漏的本振信号的相位和幅度。UE发射机相对载波泄漏功率(起始I/Q分量的功率和发射有用信号载波功率的dB差)应不超过表9给出的相对载波泄漏功率限制。
表9相对载波泄漏功率的最小要求
参数
输出功率>0dBm
−30dBm≤输出功率≤0dBm
−40dBm≤输出功率<−30dBm
相对限制(dBc)
−25
−20
−10
(3)带内辐射
带内辐射定义为UE在非分配RB上的输出功率和在分配RB上的输出功率的比。测量频宽为180kHz,即12个子载波。未分配RB包括3类:零载波的RB;镜像RB,指分配RB相对于中心载波频率的镜像RB;其他非未分配RB。对这3类RB的带内辐射要求见表10,其中LCRBs是发射频宽(单位是RB);NRB是的发射频宽配置(单位是RB);DRB是分配RB和非分配RB之间的频偏,如紧贴分配频宽之外的第1个RB,其DRB=1或−1;PRB是分配RB的发射功率(测量频宽180kHz,单位dBm)。
表10三类RB的带内辐射的限制
RB分类
辐射限制
镜像RB(dB)
−25
包括零载波的RB(dBc)
−25(当输出功率>0dBm时)
−20(当−30dBm≤输出功率≤0dBm时)
−10(当−40dBm≤输出功率<−30dBm时)
其他RB(dB)
(4)频谱平坦度
频谱平坦度定义为频率域上功率的相对变化,这里指在分配给UE的所有上行资源块子载波上,某个子载波的输出功率和所有载波上平均功率的比。正常情况下,UE发射机发射信号的频谱平坦度不能超过表11中指定的值,其中FUL_low和FUL_high指E-UTRA工作频带,FUL_measurement指被考察的频点。极端情况下,频谱平坦度限制可以放宽,如表12所示。
表11正常情况下的频谱平坦度最小要求
频谱平坦度
相对限制(dB)
当FUL_measurement−FUL_low≥3MHz且FUL_high−FUL_measurement≥3MHz
+2/−2
当FUL_measurement−FUL_low<3MHz或FUL_high−FUL_measurement<3MHz
+3/−5
表12极端情况下的频谱平坦度最小要求
频谱平坦度
相对限制(dB)
当FUL_measurement−FUL_low≥5MHz且FUL_high−FUL_measurement≥5MHz
+2/−2
当FUL_measurement−FUL_low<5MHz或FUL_high−FUL_measurement<5MHz
+4/−8

3.2UE接收特性

分集特性
UE接收机标配为两个接收连线埠,对配置4个接收连线埠的UE接收机射频指标目前还没有确定下来。评估UE接收机性能时,其他所有射频参数要求都是在两个接收连线埠同时开启时测量的结果。
参考灵敏度功率电平
UE接收机参考灵敏度功率电平PREFSENS定义为对于某参考测量信道(定义在3GPP规范TS36.101[4]的附属档案A.3.2中),UE接收机两个接收连线埠上各自能接收的最小平均输入功率电平,该功率电平必须要保证吞吐量能达到最大吞吐量的95%。
最大输入电平
最大输入电平定义为在参考测量信道上,吞吐量达到最大吞吐量的95%时,UE天线连线埠能接收的最大平均功率。对UE接收机最大输入电平的最低要求是:对于各种信道频宽(1.4、3、5、10、15、20MHz),当接收信号功率高达−25dBm时,UE接收机仍能正常接收。测量该参数时,UE发射机的发射功率设为其能支持的最大功率减去4dB。
邻道选择性
邻道选择性评估了在存在一个邻道干扰信号时,UE接收机在本信道频带上接收有用信号的能力。干扰信号应该是一个在3GPP规范TS36.101[4]的附属档案C中指定的E-UTRA信号。邻道选择性定义为在UE接收机滤波器输出端,本信道上的功率和相邻信道上功率的比。
阻塞特性
阻塞特性用来评估当存在一个非期望干扰(不属于相邻信道上的干扰和虚假回响)时,UE接收机接收有用信号的能力。
1.带内阻塞
当非期望的信号为在UE接收频宽内或接收频宽外上、下各15MHz频宽内的干扰信号时,该信号导致的阻塞定义为带内阻塞。对UE接收机抑制带内阻塞的要求为:当有用信号和干扰信号各个参数如表13和表14所示时,接收机在参考测量信道上的吞吐量仍能达到该信道最大吞吐量的95%以上。测量该参数时,UE发射机的发射功率设为其能支持的最大功率减4dB。
表13 带内阻塞参数
信道频宽(MHz)
1.4
3
5
10
15
20
有用信号平均功率(dBm)
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+7
PREFSENS+9
BWInterferer(MHz)
1.4
3
5
5
5
5
FIoffset,用例1(MHz)
2.1+0.0125
4.5+0.0075
7.5+0.0125
7.5+0.0025
7.5+0.0075
7.5+0.0125
FIoffset,用例2(MHz)
3.5+0.0075
7.5+0.0075
12.5+0.0075
12.5+0.0125
12.5+0.0025
12.5+0.0075
表14 带内阻塞参数
E-UTRA频带
参数
用例1
用例2
用例3(注1)
干扰信号功率PInterferer(dBm)
−56
−44
−30
干扰信号中心频率到有用信号频率边缘的频偏(MHz)
−BW/2−FIoffset,用例1或
+BW/2+FIoffset,用例1
≤−BW/2−FIoffset,用例2或
≥+BW/2+FIoffset,用例2
−BW/2−9MHz或−BW/2−15MHz
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、33、34、35、36、37、38、39、40
干扰信号中心频率(MHz)
FDL_low−FIoffset,用例1或
FDL_high+FIoffset,用例1
FDL_low−15到FDL_high+15
17
干扰信号中心频率(MHz)
FDL_low−FIoffset,用例1或
FDL_high+FIoffset,用例1
FDL_low−9.0到FDL_high+15
FDL_low−15或
FDL_low−9.0
注1:用例3仅适用于UE的信道频宽为5MHz时的情况。
2.带外阻塞
带外频带阻塞定义为一个非期望的连续波干扰信号(频率落在UE接收频带上、下各15MHz频带範围以外)对接收机产生的阻塞。接收机应该有抑制该干扰的能力,且当出现这种干扰信号(定义在表15和表16中)时,接收机在参考测量信道上的吞吐量仍能达到该信道最大吞吐量的95%以上。测量该参数时,UE发射机的发射功率设为其能支持的最大功率减4dB。
接收机在UE接收频带上下各15MHz以内的这个频段内的抗干扰能力属于带内阻塞或邻道选择性讨论的範畴。
表15 带外阻塞参数
信道频宽(MHz)
1.4
3
5
10
15
20
有用信号平均功率(dBm)
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+6
PREFSENS+7
PREFSENS+9
表16 带外阻塞
E-UTRA工作频段
参数
频率範围
範围1
範围2
範围3
範围4
PInterferer(dBm)
−44
−30
−15
−15
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、17、33、34、35、36、37、38、39、40
连续波干扰信号中心频率(MHz)
FDL_low−15到
FDL_low−60
FDL_low−60到
FDL_low−85
FDL_low−85到
1MHz
FDL_high+15到
FDL_high+60
FDL_high+60到
FDL_high+85
FDL_high+85到
+12750MHz
2、5、12、17
干扰信号中心频率(MHz)
FUL_low−FUL_high
3.窄带阻塞
UE接收机应该具有抑制窄带阻塞的能力,最小要求是:在小于正常信道间隔的频率上存在一个非期望窄带连续波时,接收机接收正常的E-UTRA信号,其吞吐量仍能达到参考测量信道最大吞吐量的95%以上。测量该参数时,UE发射机的发射功率设为其能支持的最大功率减4dB。
表17 窄带阻塞的有用信号和干扰信号定义
信道频宽(MHz)
1.4
3
5
10
15
20
有用信号Pw(dBm)
PREFSENS+22
PREFSENS+18
PREFSENS+16
PREFSENS+13
PREFSENSS+14
PREFSENS+16
连续波Puw(dBm)
−55
−55
−55
−55
−55
−55
子载波频宽为15kHz时的频偏Fuw(MHz)
0.9075
1.7025
2.7075
5.2125
7.7025
10.2075
子载波频宽为7.5kHz时的频偏Fuw(MHz)
待定

参考资料

[1] 3GPPTS36.101.UserEquipment(UE)radiotransmissionandreception
声明:此文信息来源于网络,登载此文只为提供信息参考,并不用于任何商业目的。如有侵权,请及时联系我们:baisebaisebaise@yeah.net