TD-LTE基站射频测试步骤详解

TD-LTE基站射频测试操作说明第一部分 TX测试一、TX测试连接图 Note: 衰减为输出功率2.5倍以上，此处选择30dB。 10MH 参考线时钟线reference接BBU针孔，10毫秒trigger接B板最右边网口。二、仪表等附件内容频谱分析仪(Agilent MXA Signal Analyzer N9020A,10Hz13.6GHz), 30dB衰减，System DC Power 7Supply (Agilent N5747A/60V/12.5A/750W)，VGA信号源。LTE NEM，Secure CRT。三、NEM操作系统配置四、频谱仪选键设置Step 1. 选择LTE模式，Press Mode, LTE TDD. Step 2. 频点设置 FREQ ChannelStep 3. 频点补偿设置 Input/Output, External Gain, BTSStep 4. 下行模式设置Mode Setup, Radio, Direction to be Downlink. Step 5. 链路配置设Mode Setup, Radio, ULDLAlloc, Config 3；DW/GP/Up Len, More, Config 8.Step 6. 时间门限设置 Sweep/control, Gate, Gate Delay=5ms, Gate Length=6.8msStep 7. 带宽设置 Mode setup, Prest To Standard=10/20MHzStep 8. 触发方式设置 Trigger, External 1/2 配置完后频谱分析仪显示如下：五、下行发射项测试操作步骤1. 输出功率Output Power测试项选择 Meas-Channel power测试模式 E-TM1.1Note: 查看Channel Power值，(10W标准值40dBm)。测试结果：在正常测试环境下，测量出的基站最大输出功率应在制造商给出的基站额定输出功率的+2.7 dB 和 2.7 dB范围内。2. ACLR邻道泄漏功率比 RBW=100KHz测试项选择 Meas-ACP测试模式 E-TM1.1/1.2Note: 查看dBc测试结果：限值是44.2dB E-UTRA发射信号信道带宽BWChannel MHz基站相邻信道中心频率与第一个或最后一个发射载波中心频率的偏移量假定的相邻信道载波(资料性)在相邻信道频率上的滤波器及相应滤波器带宽ACLR 限值10、15（可选）、 20BWChannel相同带宽的E-UTRA 信号方形滤波器(BWConfig)44.2 dB2 x BWChannel相同带宽的E-UTRA 信号方形滤波器(BWConfig)44.2 dB3. 占用带宽 Occupied Bandwidth测试项选择 Meas-Occupied BW测试模式 E-TM1.1频谱仪SPAN设置：Channel bandwidth BWChannel MHz1.43 510 152020Span MHz101010203040Minimum number of measurement points1429667400400400400Note: 查看Occupied Bandwidth值 测试结果：每个E-UTRA载波占用带宽小于等于信道带宽。Channel bandwidth BWChannel MHz1.43 5101520Transmission bandwidth configuration NRB615 2550751004. 频谱发射模版 Spurious Emission Mask测试项选择 Meas-Spurious Emission Mask测试模式 E-TM1.1Note:查看peak两侧对应lower 和upper lim(dB)：黄色频谱超出蓝色模版曲线的dB值。测试结果：测量滤波器-3dB点频率偏移, Df测量滤波器中心频点频率偏移, f_offset最大电平值测量带宽0MHz=Df5MHz0.05MHz=f_offset5.05MHz-5.5dBm-(f_offset/MHz-0.05).7/5dB100kHz5MHz=Dfmin(10MHz)5.05MHz=f_offsetmin(10.5MHz)-12.5dBm100kHz10MHz=Df=Dfmax10.5MHz=f_offsetf_offsetmax-15dBm1MHz5. 频率误差 EVM/Frequency Error测试项选择 Meas-More-Modulation Analysis Input/Output-page2Freq Ref InExternal Mode setupSync/Format setupCellID(auto)测试模式 E-TM2.0/3.1/3.2/3.3Note: 查看Freq Err值测试结果：FERR:-0.05ppm-12Hz+0.05ppm+12Hz EVM:Modulation scheme for PDSCHRequired EVM %QPSK18.5 %16QAM13.5 %64QAM9 %6. 下行RS功率RS Downlink Power测试项选择Meas-More-Modulation Analysis测试模式 E-TM1.1Note: 查看RS Tx Power (Avg)值, (标准：DL RS功率与DL-SCH中指定的功率的差值在 2.9 dB以内。)20M:额定输出功率Pout-30.8与测试得出的值比较10M额定输出功率Pout-27.8与测试得出的值比较对于20M带宽：20M1200个RE 一个RE功率=40dBm-30.8dBm=9.2dB对于10M带宽：10M600个RE 一个RE功率40dBm-27.8dBm=12.2dB测试结果：RRU标称功率值30.8dbm=单个RS功率值；-2.9dB单个RS功率值RS Tx.Power+2.9dB7. 杂散发射Spurious emission (9KHz12.75GHz)测试项选择 Meas-Spurious emission测试模式 E-TM1.1 MXA设置起止频段： Meas/Spurious emission Meas setup/Range Table/设置start/stop frequence7.1 9KHz150KHz MXA设置：/Input/Output-RF Input-RF Coupling-DCRes BW-1KHz Meas setup-Range Table-Start Freq(9KHz)-Stop Freq(150KHz)Note：测试频段10M时， RF Coupling 设置为AC模式。7.3 30MHz1GHzRes BW-100KHz Meas setup-Range Table-Start Freq(30MHz)-Stop Freq(1GHz) 7.4 1GHz12.75GHzNote：进行该测试项时，要把RRU宣称的频段上下部分各加减10M，如宣称18801915M就要把18701925M这段去掉。 (1GHz-1870MHz, 1925MHz12.75GHz)7.4.1 1GHz1870MHzRes BW-1MHz Meas setup-Range Table-Start Freq(1GHz)-Stop Freq(1870MHz) 7.4.2 1925MHz12.75GHzRes BW-1MHz Meas setup-Range Table-Start Freq(1925MHz)-Stop Freq(12.75GHz) 测试结果：Frequency rangeMaximum LevelMeasurement Bandwidth9 kHz 150 kHz-36 dBm1 kHz 150 kHz 30 MHz-36 dBm10 kHz 30 MHz 1 GHz-36 dBm100 kHz1 GHz 12.75 GHz-30 dBm1 MHz8. 总功率动态范围Total power range测试项选择Meas-More-Modulation Analysis测试模式 E-TM3.1/2.0 E-TM3.164QAM/ E-TM2.016QAM测试目的：The total power dynamic range is the difference between the maximum and the minimum transmit power of an OFDM symbol for a specified reference condition. Note：查看OFDM Sym. Tx. Power值测试结果：得出3.1/2.0的OFDM power P3.1/P2.0Ptotal power range=P3.1-P2.0 E-UTRA信道带宽 (MHz)总功率动态范围 (dB)1016.515（可选）18.32019.69. 时间对齐Time Alignment Error 测试项选择Meas-More-Modulation Analysis测试模式选择 E-TM1.19.1连接图Note: 衰减选择大功率衰减，此处选择30Db; 9.2 线缆校准信号发生器(Vector Signal Generator)配置： 设置需要发射的频率(1890MHz)，PEP(0dBm)，Lev(0dBm) 打开RF 频谱分析仪配置： ModeSpectrum Analyzer Center Freq（和发出的频率保持一致）Input/OutputExternal GainExt Preamp(0dB) Span X Scale-10MHz（为了看得清楚，可自行配置） Peak Search 如下图所示，测到所有的衰减为-34.88dBm。9.3 NEM设置 9.4 测试步骤MXA设置：Meas setup/ sync_Format setup/ TX Attenna/ Number of TX Attenna=2; CellID=1;View/display/ Prest view:MIMO Summary记录值 RSTiming 两天线口差值，即Tx0-Tx1测试结果：两个发射天线之间的误差不超过90ns。 Note： 结果图中查看RSTiming.(nsec)， (标准值：正负90nsec)10. 共栈共址Spurious emission (CO-locate&existence)10.1 测试连接图Note: 衰减选择5dB，主要是保护带阻滤波器。 10.2 校准线缆带通滤波器使用相应工作频段的滤波器。信号发生器配置：（假设与846925MHz频段共址） RF/A Mod A-RF Frequency Sweep-Start (846MHz)(信号源扫频段与频谱仪校准频段一致，长频段也可整段扫频) Stop (925MHz) (扫频高低频点各加10MHz，即856MHZ-935MHz) State(On) 打开RF 频谱分析仪配置： Mode- Spectrum Analyzer FREQ Channel- Start Freq 856MHz Stop Freq 935MHz Trace/Detector-Max Hold Trace/Detector-More-Detector Average-Normal Input/OutputExternal GainExt Preamp(0dB) Peak Search 如下图所示，测到所有的衰减为-6.067dBm。 10.3 NEM设置 10.4 测试步骤 频谱仪设置：Mode- Spectrum Analyzer配置频率Frequency-Start Feq(856MHz)/Stop Feq(952MHz) 加入补偿值 Input/Output- External Gain -Ext Preamp (-6.3dB) Trace/Detector-Trace Average Trace/Detector- Detector Average-Average(Log/RMS/V) AMPTD Y Scale-Attenuation-Mech Atten (选择Man再设置为0) 降低预放AMPTD Y Scale-More-Internal PreampLow BandNote：标准为小于-98dBm。测试结果：11. 发射机互调杂散Transmitter intermodulation 11.1 连接图功放VSG 1 2 3 Spectrum analyserRRU30dB衰减BBUReferenceTrigger 11.2 测试目的 测试基站发射机对发射信号和干扰信号通过天线到达发射机的衍生信号的非线性抑制能力； 互调信号作为干扰信号，带宽5MHz，功率低于有用信号30dB。干扰信号中心距离有用信号最低或最高频边距离：ParameterValueInterfering signal centre frequency offset from the lower (upper) edge of the wanted signal or edge of sub-block inside a sub-block gap 2.5 MHz 7.5 MHz 12.5 MHz 11.3 测试步骤 基站类型有用信号平均功率 dBm干扰信号平均功率 dBm干扰信号类型宏覆盖基站PREFSENS + 6dB-52见表23注：PREFSENS由TS 36.104中7.2.1节中定义的信道带宽决定。对E-UTRA信道带宽为10MHz和20MHz，该性能要求仅适用于固定参考信道A1-3映射到与干扰信号相邻的信道边缘的情况。1. 信号源仪表有用信号发射模式E-TM1.1，最大功率发射；2. 干扰信号源发射模式E-TM1.1，5MHz带宽，频偏根据上表设定,功率电平-52dBm；3. 通过频谱仪进行ACLR,SEM和SE测试；例如： 1. 设置基站工作带宽为20MHz，发射信号频段位置为2575-2595MHz2. 设置测试有用信号为3GPP TS 36.141规定的E-TM1.1，以最大发射功率发射。3. 设置测试的干扰信号为5MHz带宽的E-TM1.1信号，干扰信号功率比有用信小30dB4. 设置干扰信号中心频点位置2592.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐 射模板和发射机杂散5. 设置干扰信号中心频点位置2597.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐射模板和发射机杂散6. 设置干扰信号中心频点位置2562.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐射模板和发射机杂散7. 发射信号频段位置为2595-2615MHz，重复步骤2-38. 设置干扰信号中心频点位置2597.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐射模板和发射机杂散9. 设置干扰信号中心频点位置2592.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐射模板和发射机杂散设置干扰信号中心频点位置2587.5MHz，测试三阶和五阶的交调产物所在频段的ACLR，非期望辐射模板和发射机杂散杂散频点计算： 三阶互调频点：2F1F2 and 2F2F1. 五阶互调频点：3F12F2, 3F22F1, 4F1F2, and 4F2F1。where F1 represents the wanted signal centre frequency and F2 represents the interfering signal centre frequency.11.4 测试结果符合ACLR，频谱发射模板和发射机杂散测试结果要求。(1.) ACLR：-44.2dB,(2.) 频谱发射模版：0.05MHz=f_offset5.05MHz-5.5dBm-(f_offset/MHz-0.05).7/5dB100kHz5.05MHz=f_offsetmin(10.5MHz)-12.5dBm100kHz10.5MHz=f_offsetf_offsetmax-15dBm1MHz (3.) 发射机杂散： Frequency rangeMaximum LevelMeasurement Bandwidth9 kHz 150 kHz-36 dBm1 kHz 150 kHz 30 MHz-36 dBm10 kHz 30 MHz 1 GHz-36 dBm100 kHz1 GHz 12.75 GHz-30 dBm1 MHz12. 发射关断功率模版 Transmit on-off Power and Transient Time Mask测试项选择 Meas/more/transmit on/off power 测试模式选择 E-TM1.112.1原理图 Note: 衰减选择68dB衰减。 12.2 测试目的 由于上下行同频，而且通常共用一个天线，发射机关断时隙的功率需要足够小，以不影响上行信号质量。测试系统的发射关断功率和发射周期在限定范围内。 需要设置：SPAN X ScaleScale/Div-0.77ms ModSetup-Predefined Parameters-Meas Interval=15 slots -Analysis Slot=TS1012.3 测试结果 f3GHz, 发射机平均功率谱密度-83dBm/MHz；第二部分 接收项测试一、连接图：干扰矢量信号源AWGN interfering signal有用矢量信号源合路器衰减器基 站衰减器负载参考线和时钟线连接信号源，时钟线Trigger接RS信号源前面板TRIGGER1；参考线REF接RS信号源后面板REF1。若分两台信号源，则需要三通连接头分别将时钟线和参考线分接给两台信号源。衰减器大约20dBm。二、RS信号源设置：BasebandA: 1.EUTRA/LTE:1.1 Testcase WizardTest Case: 7.2 Reference Sensitivity Level -Wanted Signal(WS)RF Frequency设置 -Duplexing 设置TDD -TDD UL/DL Config=1 -Channel Bandwidth=?MHz -Cell ID=1 -UE ID/n_RNTI=52707 -Offest VRB=同NEM中Edit UE Context Measurement中start Prb一致。 1.2.Duplexing-TDD 1.3.Link Direction-Uplink SC-OFDMA 1.4.General UL Settings-Physical SettingsChannel bandwidth=?MHz -TDD Frame Structure-UL/DL Config=1 -configuration of special subframe=0 -Cell Specific Settings-Cell ID=1 -Physical cell ID group=0 -Physical layer ID=1 -Cyclic prefix=normal1.5.Fream Configuration-UE1-Common settings-state=on -UE ID/n_RNTI=52707 -FRC Configuration-FRC State=on-FRC=A1-3/A2-3 -Offset VRB=同NEM中Edit UE Context Measurement中start Prb一致。6.Trigger/Marker-Trigger InMode=Armed Retrigger -Source=External trigger1 -External Delay Unit=samples -External Delay= -Clock settings-clock source=InternalI/Q Mod ASource=Internal BasebandState=onRF/A Mod A Level/EMF-Amplitude=-69.8dBm -Limit=10dBm -Offset=射频线校准值 Rference Oscillator- Frequency=中心频点 -Source=External查看DOS吞吐量：cmd-udpReciver.pl空格11115三、NEM设置： Edit Test Configuration: DL test mode=not active DL test debug flag=false DL antenna mode=both UL Ctm test number= Reference Sensitivity Level UL Ctm Frc test mode= A1-3 FORCE FULL digital power=false Rfm cell dl total power=0.0 Rfm enable tx=false Edit UE contxt measurement: cell friendly name=0 Ue context identifier=1 Start prb=0 （灵敏度测试） Number of prb=25(灵敏度测试) Fca Test Mcs=5 Measurement Identification=PUSCH Throughput Measurement Act1. 参考灵敏度（E-TM1.1）A1-3Reference channelA1-1A1-2A1-3A1-4A1-5Allocated resource blocks6152539DFT-OFDM Symbols per subframe1212121212ModulationQPSKQPSKQPSKQPSKQPSKCode rate1/31/31/31/31/3Payload size (bits)60015442216256936Transport block CRC (bits)2424242424Code block CRC size (bits)00000Number of code blocks C11111Coded block size including 12bits trellis （框架）termination (bits)1884471667328522892Total number of bits per sub-frame1728432072008642592Total symbols per sub-frame864216036004321296 信号源电平设置：E-UTRA channel bandwidth MHzReference measurement channelReference sensitivity power level, PREFSENS dBmf 3.0GHz3.0GHz 95%注：该测试若配置正确，但没有数据输出，可以从新启动eNodeB。 若RS信号功率95%3. ICS测试：A1-3信道带宽MHz有用信号电平dBm干扰信号平均功率dBm/BWconfig干扰信号类型10-97.1-7710MHz E-UTRA信号，25RBs15-97.1-7715MHz E-UTRA信号，25RBs20-97.1-7720MHz E-UTRA信号，25RBs*干扰信号源：有用信号与干扰信号的RNTI设置相同?干扰信号频点与有用信号频点相同。干扰信号带宽设置20MHz干扰及有用信号设置A1-3模式。依据标准，测试分为High模式和low模式：low：IS低频干扰信号RB设置：Baseband B-EUTRA/LTE-Frame config-FRC Config-offset VRB=25或者0低频干扰信号设置A1-3低频有用信号RB设置：Baseband A-EUTRA/LTE-Frame config-FRC Config-offset VRB=0或者25 对应设置NEM：Edit UE Context measurement-start prb=0高频干扰信号RB设置：Baseband B-EUTRA/LTE-Frame config-FRC Config-offset VRB=50或者75高频干扰信号设置A1-3高频有用信号RB设置：Baseband A-EUTRA/LTE-Frame config-FRC Config-offset VRB=75或者50对应设置NEM：Edit UE Context measurement-start prb=75 测试结果：解调数据95%2330有用信号 干扰信号4. 动态范围 A2-3信号源设置：干扰信号带宽有用信号带宽； 干扰信号矢量模式(AWGN)有用信号矢量模式A2-3 干扰信号与有用信号加在同一条电缆上。 AWGN Setting A-System Bandwidth=有用信号带宽； Carrier Noise Ratio= -69.9-(-76.4)=6.5dB E-UTRA信道带宽 MHz参考测量信道有用信号电平 dBm干扰信号平均功率 dBm / BWConfig干扰信号类型10附录 A.2 FRC A2-3-69.9-79.5AWGN15（可选）附录 A.2 FRC A2-3-69.9-77.7AWGN20附录 A.2 FRC A2-3-69.9-76.4AWGN注：8x10天线在接收解调数据时，若遇见不能正常解调，可以在SecureCRT中B板下（172.17.2.1）输入：写入：shsh /driver/interface/fpga_lbc_wt.sh 0 0x22 0x0000 天线14 或者sh /driver/interface/fpga_lbc_wt.sh 0 0x20 0x5555 天线58读取：shsh /driver/interface/fpga_lbc_rd.sh 0 0x22 天线14 或者sh /driver/interface/fpga_lbc_rd.sh 0 0x20 天线58NEM设置：Edit Tests Configuration DataDL Test Mode= Not Activated - DL Test Debug Flag=false - DL Antenna Mode=BOTH -UL Ctm Test Number=Dynamic Range -UL Ctm Frc Test Mode=FRC A2-3 -Force Full Digital Power=false -RFM Cell DL Total power=0 -RFM Enable Tx=false Edit Ue Context Measurement Data-Fca Test Mcs=19 -Measurement Identification=PUSCH ThroughputThroughput=9912bit x 400=测试结果：待系统解调出有用信号后，调节AWGN信号Carrier/Noise Ratio值（减小），直到系统解调有用信号Throughput达到95%。5. 阻塞测试 A1-3测试目的：测试干扰信号(上行LTE信号5MHz)中心频点到有用信号最低频点（或最高频点）边缘，对有用信号的干扰过程中，系统对于有用信号解调能力。干扰频点距离有用信号高低边缘带分别为：7.5/12.5/17.5/22.5MHz; -5dBm;有用信号电平分别为：-100dBm/-95.5dBm连接图：VSG干扰信号BS合路器VSG有用信号功放电压28V，电流5A。校准：信号源设置：1. US信号链路：US设置待测频点，Lev=-0dBm-频谱仪校准值XRF/A Mod A，offset输入X值，并调节直到US信号Lev值频谱仪校准值；2. IS信号链路：IS设置待测频点，Lev=-20dBm，输入RF/B Mod B中，offset值 |-20dBm- 频谱仪校准值|； 记录每个待测干扰频点对应的IS信号补偿值；NEM设置：Edit Test configuration-DL test mode=not activated -DL test debug flag=false -DL antenna mode=BOTH -UL Ctm test numver=Reference sensitivity level -UL Ctm Frc test mode=FRC A1-3 -Force full digital power=false -RFM cell DL total power=0 -RFM enable Tx=falseEdit UE Context Measurement-Start prb=0/75 -Cell Friendly name=0 -Ue context Iden