5G频段分两部分:FR1和FR2


5G频段FR1和FR2

下面是FR1也就是sub6G的频段表:


sub6G频段

国内运营商移动部署的5G频段是n41和n79,联通和电信部署的频段都是n78,具体频率范围如下:

中国移动:n41:2515~2675MHz,n79:4800~4900MHz;

中国电信:n78:3400~3500MHz;

中国联通:n78:3500~3600MHz;

3GPP中关于5GFR1(sub6G)的射频指标要求都在38.101中,其中38.101-1和38.101-2分别定义的是SA架构下FR1(sub6G)和FR1(毫米波)下的射频指标要求,38.101-3是ENDC和5GCA组合下的5G射频指标要求,ENDC就是我们现阶段国内运营商正在推行的NSA架构。因为NSA架构属于过渡阶段,运营商重点部署的是SA架构,因此本文重点讲述SA架构下5G的射频指标,也就是38.101-1。

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发射指标:

6发射特性

6.2Transmitterpower发射功率;

6.2.1UEmaximumoutputpower最大发射功率

以上测试取样周期至少为1个子帧,1ms,除非特别说明,对各自支持的所有带宽都有效


不同class对应的最大发射功率表

6.2.2UEmaximumoutputpowerreduction最大发射功率回退

5GNR允许终端在特定的调制方式、特定的RB分配机制下,适当回退最大发射功率,以适应高阶调制带来的发射指标超标或者占用带宽超标的问题;


5GNR功率回退机制

6.2.3UEadditionalmaximumoutputpowerreduction额外最大发射功率回退

额外最大功率回退是网络端基于杂散的额外要求而设定的,额外最大功率回退值和最大功率回退值不能重复叠加,取最大值做回退,


特定频段特定RB信令连接的最大功率回退

6.3Outputpowerdynamics输出功率动态范围

6.3.1Minimumoutputpower最小输出功率

TheminimumcontrolledoutputpoweroftheUEisdefinedasthepowerinthechannelbandwidthforalltransmitbandwidthconfigurations(resourceblocks),whenthepowerissettoaminimumvalue.

Themi

最小发射功率的概念我们不应该陌生,无论是Wcdma还是LTE都有这项指标要求,在最小1个子帧(1ms)的测试周期内,所有带宽和RB配置下,都应该满足最小发射功率小于某个规定的大小。这个指标的含义是手机终端和基站足够近的场景下,手机应该能够响应基站的要求,发射足够小的功率出来,从而可以最大可能的长时间上网。


最小发射功率

6.3.2TransmitOFFpower发射关功率

TransmitOFFpowerisdenyofitsports..

ThetransmitOFFpowerisdefinedasthemeanpowerinadurationofatleastonesub-frame(1ms)

发射关功率的概念和LTE完全相同,网络要求终端关闭发射的时候,射频收发器的发射电路和PA都关闭,此时在射频口测试到的功率既是发射关功率,测试周期也是至少1个子帧(1ms)。这个指标反映的是终端保持安静的能力,主要是测试射频发射前端电路是否彻底关闭,以及是否有自激或者接收电路的锁相环电路有无泄露等。


发射关功率表

6.3.3TransmitON/OFFtimemask发射功率开关模板

6.3.3.2GeneralON/OFFtimemask通用开关模板


on/off时间模板

:GeneralON/OFFtimemaskforNRULtransmissioninFR1

10us内完成功率10%-90%和90%-10%的上升和下降过程

6.4Transmitsignalquality发射信号质量

6.4.1Frequencyerror频率误差

要求的频率误差是载波频率±0.1PPM+15Hz,测试周期1ms

6.4.2Transmitmodulationquality发射信号调制质量

6.4.2.1ErrorVectorMagnitude矢量误差幅度


EVM的定义

不同调制方式下的EVM要求不同,原则是调制阶数MCS越高,要求也相应的越高。


不同MCS下EVM要求

对非256QAM的调制方式来说,测试功率只要求比最小发射功率高即可,而256QAM的测试要求功率比最小功率高10dB以上。也就是说并不需要在最大功率下测试EVM,大多数场景下只需要比最小功率大即可,但我们测试往往是设置的最大功率,这样的场景最恶劣,也最容易发现问题。


EVM测试的功率要求


最小发射功率要求

6.4.2.2Carrierleakage载波泄露

Carrierleakageisanadditivesinusoidwavefo,

载波泄露是一种由于串扰或者直流偏移造成的干扰,表现为未经调制的载波频率上的正弦波。这是一种幅度恒定且与信号幅度相对立的干扰。信号的IQ分量会对中心的子载波造成干扰,尤其是输出的调制信号较小的时候影响更大,本测试项以载波泄露的形式测试UE发射机的调试质量。


载波泄露表

6.4.2.3In-bandemissions带内杂散

Thein-bandemissionisdefinedastheaverageemissionacross12sub-carriersandasafuncti–allocatedRBtotheUEoutputpowerinanallocatedRB.

Thebasicin-bandemissionsmeasurementintervalisdefinedoveroneslotinthetimedomain;however,theminimumrequirementappwithSRS,thein-bandemissionsmeasurementintervalisreducedbyoneormoresymbols,accordingly.

Theaverageofthebasicin-bandemissionmeas

带内杂散定义为,12个子载波0RB的功率和满RB的功率之比,这个指标反映的是分配部分RB的时候对带内其他RB资源的干扰情况,因为都是分配带宽内,故称为带内杂散。


inbandemissions

6.5OutputRFspectrumemissions输出射频发射频谱

6.5.1Occupiedbandwidth占用带宽

Occupiedbandwidthisdefinedasthebandwidthcontaining99%ofthetotal(ResourcesBlocks)

占用带宽,在我们绝大多数系统里都是99%的功率分布的带宽,这点和LTE没有任何区别。


占用带宽

6.5.2Outofbandemission带外杂散

TheOutofbandemissionsareunwantedemissionsimmediatelyoutsidetheassignedchannelbandwidthresultingfromthemodulationprocemaskandanadjacentchannelleakagepowerratio.带外杂散包含SEM和ACLR两部分,其中SEM单位是绝对值dBm,而ACLR单位是相对值dBC。


OOB,SEMACLR,杂散之间的关系图

6.5.2.2Spectrumemissionmask发射频谱模板

ThespectrumemissionmaskoftheUEappliestofrequencies(ΔfOOB)startingfromtheedgeofthe

发射频谱模板指的是channelbandwidth到ΔfOOB之间的频谱,见上面的图片SEM部分。



SEM测试要求

6.5.2.4Adjacentchannelleakageratio临道功率泄露

AdjacentchannelleakagepowerRatio(ACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacentchannelfrequency.

ACLR指的是指定的信道对相邻的信道滤波后的平均功率之比,这个参数的好坏反映的当前终端对同系统的其他用户的影响。

6.5.2.4.1NRACLR5GNR临道功率泄露


5GNR的ACLR要求

6.5.2.4.2UTRAACLRUMTS制式临道功率泄露

UTRAadjacentchannelleakagepowerratio(UTRAACLR)istheratioofthefilteredmeanpowercentredontheassignedNRchannelfrequencytothefilteredmeanpowercentredonanadjacent(s)UTRAchannelfrequency.

UTRAACLRisspecifiedforthefirstadjacentUTRAchannel(UTRAACLR1)whichcenterfrequencyis±2.5MHzfromNRchanneledgeandforthe2ndadjacentUTRAchannel(UTRAACLR2)whichcenterfrequencyis±7.5MHzfromNRchanneledge.

和LTE类似,5GNR也有相应的对UMTS(WCDMA和TD-SCDMA)的邻道干扰的指标,ACLR1指的是5G信道边缘±2.5MHz,ACLR2指的是5G信道边缘±7.5MHz。


UTRAACLR

指标要求如下:


UTRAACLR

6.5.3Spuriousemissions发射杂散

这里的发射杂散是通用的发射杂散,和LTE的要求非常类似,是outofbandemssions之外的频谱要求。具体指标要求如下:


发射杂散

6.5.4Transmitintermodulation发射交调

Thetransmitintermodulationperformanceisameasureofthecapabilityofthetransmittertoinhibitthegenerationofsignalsinitsnonlinearelementscausedbypresenceofthewantedsignalandaninterferingsignalreachingthetransmitterviatheantenna.

UEtransmitintermodulationisdefinedbytheratioofthemeanpowerofthewantedsignaltothemeanpoweroftheintermodulationproductwhenaninterferingCWsignalisaddedatalevelbelowthewantedsignalateachtransmitterantennaportwiththeotherantennaport(s)sured

发射交调反映的是天线口的非线性特性,分别在中心频点±信道带宽和2*信道带宽加注-40dBC的CW信号,测试交调产物分别不超过-29dBc和-35dBC。