Методы тестирования радиооборудования сети LTE. Подробный анализ - Александр Константинов

Динамический диапазон полной мощности представляет собой разницу между максимальным и минимальным уровнями мощности передачи одного OFDM символа при заданных начальных условиях. Верхний предел динамического диапазона определяется уровнем мощности при передаче одного OFDM символа базовой станцией, работающей при максимальной выходной мощности. Нижний предел определяется уровнем мощности одного OFDM символа при передаче базовой станцией одного ресурсного блока. В OFDM символе не должно быть опорных символов, информации канала PBCH и сигналов синхронизации. Целью тестирования является проверка соответствия значений динамического диапазона полной мощности при различных величинах ширины полосы частот минимальным требованиям, указанным в таблице 1.4.

Перед началом тестирования необходимо обеспечить нормальные условия среды тестирования. Допустимые значения соответствующих параметров окружающей среды указаны в таблице 2.6.

В режиме работы с одной несущей тестированию подлежат радиочастотные каналы нижнего, среднего и верхнего положений в рабочем диапазоне частот соответственно. Для проведения тестирования динамического диапазона полной мощности необходимо соединить анализатор сигналов с антенным коннектором базовой станции в соответствии с общей схемой рабочего места, указанной в приложении I.1.1 спецификации ETSI TS 136.141.

Процедура тестирования предусматривает порядок действий, в соответствии с которым должны быть произведены: установка максимальной поддерживаемой полной мощности базовой станции в режиме передачи и настройка параметров физических каналов в соответствии с E-TM3.1; измерение среднего уровня мощности OFDM символа в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложении F.3.3 спецификации ETSI TS 136.141 (измерение производится косвенно, путем расчета по известному значению уровня мощности ресурсного элемента; должна оцениваться мощность всех поднесущих четвертого по счету в подкадре OFDM символа, содержащего информацию исключительно канала PDSCH); настройка режима передачи базовой станции в соответствии с E-TM2; повторное измерение среднего уровня мощности OFDM символа с теми же рекомендациями. Измерения необходимо производить в блоке сопоставления полученных в результате быстрого преобразования Фурье ресурсных блоков. В процессе измерений должно выполняться требование к отсутствию в OFDM символе опорных символов, информации канала PBCH и сигналов синхронизации. Если базовая станция поддерживает работу с модуляцией вида КАМ-256, то дополнительно следует повторить процедуру тестирования при использовании E-TM3.1a вместо E-TM3.1 и E-TM2a вместо E-TM2 соответственно.

Измеренные значения динамического диапазона полной мощности для каждого значения ширины полосы частот должны быть больше или равны значениям, указанным в таблице 1.4 в качестве минимальных требований, с учетом допустимых погрешностей. Как и при тестировании выходной мощности, следует учесть, что при тестировании в какой-либо полосе частот базовых станций, способных работать в нескольких полосах частот, необходимо на время теста деактивировать несущие в прочих полосах частот. Также следует учесть, что при тестировании базовых станций, работающих в нескольких полосах частот при использовании раздельных антенных коннекторов, не задействованные антенные коннекторы на время теста должны быть отключены.

2.2.3. Определение уровней мощности передатчика в состояниях ON/OFF и длительности перехода между ними

Данный параметр подлежит тестированию только у базовых станций, работающих в режиме TDD. Отдельная методика тестирования уровня мощности передатчика в состоянии ON не предусмотрена, поскольку тестирование выходной мощности базовой станции охватывает проверку данного параметра. Уровнем мощности передатчика в состоянии OFF называется средняя мощность, измеренная за промежуток 70 мкс, который ограничен с одной стороны соответствующим фронтом видеоимпульса, полученного при использовании фильтра с прямоугольной формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Ширина полосы пропускания подобного фильтра должна быть равна заданной рабочей ширине полосы частот с центром на канальной частоте, назначенной на период нахождения передатчика в состоянии OFF. Для базовых станций, поддерживающих функцию объединения несущих при различных операциях со смежными участками спектра внутри одной рабочей полосы частот, под уровнем мощности передатчика в состоянии OFF также понимается средняя мощность, измеренная за промежуток 70 мкс, который ограничен с одной стороны соответствующим фронтом видеоимпульса, полученного при использовании фильтра с прямоугольной формой АЧХ. Однако ширина полосы пропускания такого фильтра должна быть равна ширине объединенной полосы частот с центром на частоте, назначенной на период нахождения передатчика в состоянии OFF. Указанная частота должна быть численно равна среднему арифметическому самой высокой и самой низкой из частот объединенной полосы. Целью тестирования является проверка соответствия значения уровня мощности передатчика в состоянии OFF минимальным требованиям, указанным в таблице 1.4. Тестирование данного параметра производится совместно с тестированием длительности перехода между состояниями передатчика ON и OFF (как в прямом, так и в обратном направлениях), описанным в пп. 6.4.2.4 спецификации ETSI TS 136.141. Целью тестирования длительности перехода также является проверка на соответствие минимальным требованиям, указанным в таблице 1.4.

Перед началом тестирования необходимо обеспечить нормальные условия среды тестирования. Допустимые значения соответствующих параметров окружающей среды указаны в таблице 2.6.

В режиме работы с одной несущей тестированию подлежат радиочастотные каналы среднего положения в рабочем диапазоне частот. В режиме работы с несколькими несущими и/или с использованием функции объединения несущих рассматривается две ситуации: при работе в одной полосе частот и в нескольких. В первой ситуации тестированию подлежит полоса радиочастот, расположенная в среднем участке каждого рабочего диапазона частот соответственно. Во второй ситуации тестированию подлежат две полосы радиочастот: полоса, расположенная в нижней части поддерживаемого частотного диапазона самой низкой рабочей полосы частот и на самом высоком возможном в случае одновременной работы участке в пределах максимальной поддерживаемой ширины полосы частот в самой верхней (допустимой) рабочей полосе частот; и полоса, расположенная в верхней части поддерживаемого частотного диапазона самой верхней рабочей полосы частот и на самом низком возможном в случае одновременной работы участке в пределах максимальной поддерживаемой ширины полосы частот в самой низкой (допустимой) рабочей полосе частот. Определение положений тестируемых полос частот в режиме работы с несколькими несущими и/или с использованием функции объединения несущих должно производиться с учетом рекомендаций, приведенных в пп. 4.7.1 спецификации ETSI TS 136.141.

Для проведения тестирования длительности перехода между состояниями передатчика ON и OFF необходимо соединить анализатор сигналов с антенным коннектором базовой станции в соответствии с общей схемой рабочего места, указанной в приложении I.1.1 спецификации ETSI TS 136.141.

Как правило, разрешение анализатора сигналов соответствует ширине тестируемой полосы частот. Однако для улучшения точности измерения, чувствительности, эффективности и сведения к минимуму таких паразитных эффектов, как утечки несущей, допускается использовать разрешение анализатора меньше тестируемой полосы частот. В последнем случае результаты измерений должны быть интегрированы в тестируемую полосу частот для того, чтобы получить соответствующий эквивалент шума.

Процедура тестирования включает в себя два шага. Во-первых, следует настроить параметры физических каналов в соответствии с определенной тестовой моделью. Для базовых станций, поддерживающих режим работы только с одной несущей, необходимо использовать E-TM1.1 при выходной мощности, заявленной производителем в качестве номинальной. Для базовых станций, поддерживающих режим работы с несколькими несущими и/или с использованием функции объединения несущих, необходимо использовать E-TM1.1 для настройки всех несущих при использовании соответствующей тестовой конфигурации, определяющей настройки мощности. Во-вторых, необходимо измерить среднюю спектральную плотность мощности на промежутке длительностью 70 мкс при использовании фильтра с прямоугольной формой АЧХ. Ширина полосы пропускания фильтра должна быть равна заданной рабочей ширине полосы частот с центром на назначенной канальной частоте. Центр промежутка измерения должен быть установлен в середине окна, ограниченного с двух сторон отрезками длительностью 17 мкс каждый. Один откладывается на оси времени после завершения одного периода нахождения передатчика в состоянии ON, другой – до начала следующего периода нахождения передатчика в состоянии ON, то есть измерение проводится в течение времени нахождения передатчика в состоянии OFF, не включая периоды переходов из состояния ON в состояние OFF и наоборот. Для базовых станций, поддерживающих функцию объединения несущих при выполнении различных операций со смежными участками спектра частот, измерение средней спектральной плотности мощности аналогично описанному выше при одном отличии: ширина полосы пропускания фильтра должна быть равна объединенной ширине полосы частот с центром на частоте, численно равной среднему арифметическому самой высокой и самой низкой из частот объединенной полосы.