Методы тестирования радиооборудования сети LTE. Подробный анализ - Александр Константинов

Необходимые для проведения тестирования требования к радиооборудованию, приведенные в ETSI TS 136.141, подразумевают наличие в радиочастотном блоке базовой станции дуплексеров как составной части приемо-передающего оборудования. Однако некоторые производители не включают дуплексеры в состав своего оборудования, оставляя возможность применения данных устройств в качестве дополнительных опций. Для этого случая в пп. 4.5.3 спецификации определен ряд параметров, для которых обязательно проведение тестирования для двух конфигураций – как без дуплексеров, так и при их подключении соответственно. Такими параметрами являются: выходная мощность (пп. 6.2), нежелательные излучения в рабочей полосе частот, включая уровень защиты приемного оборудования базовой станции от излучений передающего оборудования (пп. 6.6), и уровень ослабления интермодуляционных составляющих на выходе передатчика (пп. 6.7). Тесты прочих параметров могут производиться только для одной какой-либо конфигурации. При проведении тестирования параметров приемника с использованием дуплексера важно обеспечить условия тестирования, при которых сигнал с выхода передатчика не будет влиять на тестовое оборудование. Для этого в спецификации рекомендовано использовать аттенюаторы, изоляторы и фильтры. Следует учитывать, что при использовании дуплексера возникают продукты интермодуляций. Генерация данных продуктов происходит не только в дуплексере, но и в антенной системе. Спецификации 3GPP никак не регламентируют измерение и компенсацию этого вида помех, поэтому для минимизации их влияния на каналы приема сотовым операторам рекомендовано при использовании дуплексеров для разделения трактов приема и передачи выбирать рабочий радиочастотный канал с учетом данного фактора.

Многие базовые станции поддерживают несколько различных конфигураций электропитания. Для них спецификацией ETSI TS 136.141 допускается проводить тестирование радиооборудования с использованием какой-либо одной конфигурации при наличии возможности продемонстрировать, что требуемый тестируемым оборудованием диапазон рабочих условий, который должен быть обеспечен для различных видов тестов, не меньше диапазона рабочих условий, обеспечиваемого любой из конфигураций. Под рабочими условиями понимаются такие условия, как: диапазон входных и выходных напряжений по постоянному току, диапазон значений выходного тока и температурный диапазон. Указанные диапазоны должны включать значения, при которых возможно обеспечить проверку тестируемых параметров при экстремальных условиях.

Требования, указанные в спецификации ETSI TS 136.141, должны выполняться при наличии вспомогательных радиочастотных усилителей. При проведении тестирования параметров радиооборудования в соответствии с пунктами 6 и 7 данные усилители должны быть подключены к базовой станции посредством соединительной сети. В составе этой сети должны быть предусмотрены аттенюаторы для внесения определенной меры затухания с целью моделирования реальных условий эксплуатации. Диапазон, из которого выбирается значение затухания в соединительной сети, определяется производителем базовой станции. Прочими характеристиками соединительной сети, включая зависимость затухания от температуры окружающей среды, можно пренебречь. Фактическое значение затухания в соединительной сети выбирается для каждого теста в качестве одного из экстремальных условий. При этом, если не указано иное, необходимо использовать минимальное значение затухания. Если вспомогательные радиочастотные усилители предусмотрены производителем как дополнительная опция, не включенная в основной состав оборудования базовой станции, необходимо дополнительно провести все вышеуказанные тесты при отсутствии данных усилителей. В пп. 4.5.5 спецификации указано, для каких параметров радиооборудования требуется проводить тестирование как при отсутствии вспомогательных радиочастотных усилителей, так и при их наличии. Такими параметрами передатчика являются: выходная мощность, занимаемая полоса частот, коэффициент утечки мощности в соседний канал, величина нежелательных излучений в рабочей полосе частот, величина побочных излучений и уровень ослабления интермодуляционных составляющих на выходе передатчика. Для приемника подобными параметрами будут являться: эталонная чувствительность, блокирование, уровень паразитных излучений и уровень интермодуляций. Для тестов выходной мощности передатчика и эталонной чувствительности приемника необходимо устанавливать наивысшее значение затухания в соединительной сети из указанного производителем диапазона значений. Также указано, что комбинировать использование вспомогательных радиочастотных усилителей для передатчика и приемника возможно для всех приведенных параметров, кроме уровня интермодуляций приемника. При проведении тестирования с использованием вспомогательных радиочастотных усилителей допускается применение дуплексеров.

В соответствии с требованием, указанным в пп. 4.5.6 спецификации ETSI TS 136.141, при тестировании параметров радиооборудования базовых станций, использующих встроенный Iuant-модем, данное устройство должно быть отключено, если не указано иное. Однако для проведения испытаний радиооборудования таких базовых станций на побочные и паразитные излучения в соответствии с пп. 6.6.4 и 7.7 спецификации ETSI TS 136.141 Iuant-модем должен быть включен. Следует уточнить, что логический интерфейс Iuant является внутренним интерфейсом базовой станции, посредством которого осуществляется взаимодействие между антеннами с удаленным электрическим управлением углом наклона диаграммы направленности (RET, Remote Electrical Tilting) и управляющим блоком радиочастотных усилителей, установленных на антенной мачте базовой станции (TMA, Tower Mounted Amplifier) при выполнении процессов, связанных с удовлетворением требований к задержке передачи, а также требований к эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M, Operation and Maintenance).

Для базовых станций, использующих антенные решетки (например, управляемые АФАР, Активные Фазированные Антенные Решетки) для формирования направленного луча (beamforming), должны выполняться дополнительные требования к процедурам тестирования каждого параметра радиооборудования, указанные в пп. 4.5.7 спецификации ETSI TS 136.141. При тестировании параметров передатчиков таких базовых станций необходимо, чтобы сумма мощностей сигналов, подаваемых на все используемые для передачи антенные коннекторы, была равна заявленной в спецификации мощности тестового сигнала. Тестирование уровня ослабления интермодуляционных составляющих на выходе передатчика может выполняться отдельно для каждого указанного антенного коннектора. При тестировании параметров приемников необходимо, чтобы сумма мощностей сигналов, поступающих на все используемые для приема антенные коннекторы, была равна заявленной в спецификации мощности тестового сигнала. Тестирование уровня паразитных излучений приемника может выполняться отдельно для каждого указанного антенного коннектора.

2.1.3. Особенности структуры построения описания методов тестирования

Для проведения анализа методов тестирования параметров радиооборудования базовых станций необходимо ознакомиться со структурой описания каждого вида теста, используемой в ETSI TS 136.141. Стандартный формат описания включает в себя следующие пункты: оглавление, основные определения и применимость теста, минимальные требования (имеются ввиду требования без учета максимально допустимых погрешностей измерений; здесь указывается ссылка на соответствующий пп. ETSI TS 136.104), цель тестирования, метод тестирования и тестовые требования (учитывают максимально допустимые погрешности измерений). Пункт, описывающий метод проведения теста, делится на подпункты описания исходных условий и порядка проведения тестирования. Ввиду особой важности этого пункта для данной работы, рассмотрим его подробно.

Исходные условия определяют выбор параметров среды тестирования из приведенных в приложении D спецификации ETSI TS 136.141, какие радиочастотные каналы тестировать (имеется в виду выбор нижнего, среднего или верхнего положения максимальной поддерживаемой полосы частот в каждом поддерживаемом рабочем диапазоне) и основное измерительное оборудование. При определении спектрального расположения тестируемых радиочастотных каналов для базовых станций, поддерживающих работу с несколькими несущими и/или с использованием функции объединения несущих, если в описании теста не указано иное, следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в пп. 4.7.1 и 4.7.2 спецификации ETSI TS 136.141. В примечаниях к описанию исходных условий часто дается ссылка на конкретную схему организации рабочего места для проведения определенного вида теста. Набор таких схем приведен в приложении I спецификации ETSI TS 136.141. Если какой-либо из тестов следует производить при экстремальных условиях, то дается уточнение, какие именно параметры устанавливать на максимальное значение.