中国移动TDLTE无线子系统射频测试规范.doc

中国移动通信企业标准QB-TD-LTE无线子系统射频测试规范TD-LTE RAN Sub-system Test Specification for RF division版本号：1.0.0-实施-发布中国移动通信集团公司 发布目录前 言Error! Bookmark not defined.1.范围32.规范性引用文件33.术语、定义和缩略语44.测试环境54.1.测试网络拓扑54.2.被测设备74.2.1.硬件架构74.2.2.软件架构74.3.配合设备85.测试工具和测试方法95.1.测试工具95.2.测试方法95.2.1.测试模型设计105.2.2.测试过程105.2.3.关键指标统计及分析116.测试配置116.1.数据配置116.2.测试工具配置116.3.配合设备的配置127.射频指标测试127.1.发射机指标测试127.1.1.最大输出功率127.1.2.RE功率控制动态范围137.1.3.总功率动态范围147.1.4.发射关断功率147.1.5.发射开关时间模板157.1.6.频率误差167.1.7.矢量幅度误差（EVM）167.1.8.发射通道间的定时误差177.1.9.DL RS功率197.1.10.占用带宽207.1.11.TDD系统的邻道泄漏功率比（ACLR）217.1.12.带内无用发射227.1.13.杂散发射通用指标237.1.14.杂散发射共址指标247.1.15.发射互调267.2.接收机指标测试277.2.1.参考灵敏度277.2.2.动态范围287.2.3.信道内选择性297.2.4.邻道选择性（ACS）307.2.5.带内窄带阻塞317.2.6.阻塞通用指标327.2.7.共址阻塞指标347.2.8.杂散发射357.2.9.接收互调368.编制历史38附录A（XXX附录）38附录B（XXX附录）38附录C（XXX附录）38 1. 范围TD-LTE系统设备射频测试的环境配置及测试用例，适用于TD-LTE功能无线子系统射频的实验室测试。2. 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。序号标准编号标准名称发布单位136.101 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception, V8.5.03GPP236.104 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Base Station (BS) radio transmission and reception, V8.5.03GPP336.106 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Rrepeater radio transmission and reception, V8.5.03GPP436.133 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Requirements for support of radio resource management, V8.5.03GPP536.141 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Base Station (BS) conformance testing, V8.5.03GPP636.143 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Repeater conformance testing, V8.5.03GPP736.201 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Long Term Evolution (LTE) physical layer; General description, V8.5.03GPP836.211 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation, V8.5.03GPP936.212 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding, V8.5.03GPP1036.213 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures, V8.5.03GPP1136.214 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer; Measurements, V8.5.03GPP1236.300 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRAN); Overall description; Stage 2, V8.5.03GPP1336.302 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Services provided by the physical layer, V8.5.03GPP1436.304 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) procedures in idle mode, V8.5.03GPP1536.306 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio access capabilities, V8.5.03GPP1636.321 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Acces Control (MAC) protocol specification, V8.5.03GPP1736.322 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Link Control (RLC) protocol specification, V8.5.03GPP1836.323 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification, V8.5.03GPP1936.331 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification, V8.5.03GPP2036.401 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Architecture description, V8.5.03GPP2136.410 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 layer 1 general aspects and principles, V8.5.03GPP2236.411 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 layer 1, V8.5.03GPP2336.412 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 signalling transport, V8.5.03GPP2436.413 Evolved Universal Terrestrial Access (E-UTRA) ; S1 Application Protocol (S1AP) , V8.5.03GPP2536.414 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 data transport, V8.5.03GPP2636.420 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 general aspects and principles, V8.5.03GPP2736.421 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 layer 1, V8.5.03GPP2836.422 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 signalling transport, V8.5.03GPP2936.423 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 Application Protocol (X2AP) , V8.5.03GPP3036.424 Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 data transport, V8.5.03GPP3. 术语、定义和缩略语下列术语、定义和缩略语适用于本标准：词语英文描述中文描述ACLRAdjacent Channel Leakage power Ratio邻道泄漏功率比ACSAdjacent Channel Selectivity邻道选择性AWGNAdditive White Gaussian Noise高斯白噪声BBUBase Band processing Unit基带处理单元BSBase Station基站E-NodeBE-UTRA NodeBLTE基站E-TME-UTRA Test Model测试模式EVMError Vector Magnitude误差矢量模FDDFrequency Division Duplexing频分双工OBWOccupied Band Width占用带宽RRURF Remote Unit射频拉远单元PPMParts Per Million百万分之一TDDTime Division Duplex时分双工4. 测试环境4.1. 测试网络拓扑被测设备、测试工具与其他设备之间的连接图（图中应描述被测设备，测试工具及配合设备连接关系），并在图下面简要文字描述。 频谱仪（带LTE选件）eNBTX1TX0 衰减器带阻滤波器（仅共址杂散测试需要）图1 基站发射机指标（除发射互调指标）测试环境示意图 图2：发射机互调特性测试环境示意图数字高速示波器 eNBTX 0TX 1图3：发射机时间校正误差测试环境示意图信号源eNBRX0RX1衰减器S1信令分析仪（统计吞吐量或BLER）图4 参考灵敏度测试环境示意图图5：接收机动态范围，信道内选择性测试，邻道选择性，窄带阻塞和阻塞指标测试环境示意图图6：接收机互调特性测试环境示意图4.2. 被测设备4.2.1. 硬件架构RRU属于LTE分布式基站中的射频拉远单元，主要由中射频单元构成。RRU硬件构架上分为天馈单元，射频滤波器单元，功放单元，TRX单元，电源和防雷单元。TRX部分包括射频模拟部分和数字中频部分。AFUHPA分PARX2TX2射频部分中频部分射频部分中频部分RX1TXF1TX1HPATRXTXF2HPAHPA LNA分PA LNA分PA LNA分PA LNA分PAAFU图2 RRU硬件架构框图4.2.2. 软件架构RRU的软件架构分为逻辑、底层软件和高层软件。高层软件调用底层软件的接口，底层软件通过操作逻辑寄存器实现具体的功能，屏蔽高软对硬件的操作。图3 RRU软件架构框图4.3. 配合设备设备名称数量备注计算机1台运行基站操作维护平台等软件。集线器1个合分路器1个30dB衰减器3-4个6dB衰减器（或者10dB）1个发射杂散等项目测试使用，要求是低互调特性。射频负载1个射频电缆若干测试杂散时，需要使用馈线电缆（适用于高频段）时钟电缆2-4根网线若干串口线1个带阻滤波器1个5. 测试工具和测试方法5.1. 测试工具仪器名称型号数量备注矢量信号分析仪E4445A1台Agilent，其他型号如N9020A也可以。矢量信号分析仪FSQ261台（可选）R&S，也可选用FSG系列。矢量信号源E4438C2台Agilent，其他型号如N5182也可以。不能执行性能测试。矢量信号源SUM200A1台（可选）R&S5.2. 测试方法E-UTRA NodeB基站的空口射频指标在3GPP协议TS36.141-820中，对每个测试项目都给出了测试需求说明和测试方法的描述（部分项目暂没有给出测试方法），华为公司依据该协议规定，在操作维护平台（LMT）软件中，通过启动射频指标测试功能，将基站工作状态按照协议规定的测试模式来设置，在基站RRU射频模块的天馈端口，通过频谱仪测试基站下行链路发射指标，通过信号源输出参考测量信号，由基站LMT上报统计的误码，测量基站上行链路接收灵敏度等指标。该测试方法的设计思想，广泛应用于华为公司UMTS系列产品的基站空口指标测试中，已经得到了各个运营商用户的认可和好评。5.2.1. 测试模型设计E-NodeB基站的射频空口指标测试，依据3GPP协议TS36.104和TS36.141的规定执行，测试时基站上下行信道配置按照协议规定的测试模式配置，下行发射指标测试模式（E-Test Mode）包括：E-TM1.1、E-TM1.2、E-TM2、E-TM3.1、E-TM3.2、E-TM3.3；上行接收指标测试时，接收参考信号配置按照协议附件A.1和A.2要求设置信号。参考协议TS36.141-820。协议目录项目名称测试模式发射机指标6.2Base station output power（基站发射功率）E-TM1.16.3.1RE Power control dynamic range（RE功率控制动态范围）协议未规定6.3.2Total power dynamic range（输出功率动态范围）E-TM2、E-TM3.16.4.1Transmitter OFF power（关断功率）协议未规定6.4.2Transmitter transient period（发射机过渡周期）协议未规定6.5.1Frequency error（频率误差）E-TM2、E-TM3.1、E-TM3.2、E-TM3.36.5.2Error Vector Magnitude（EVM）E-TM2、E-TM3.1、E-TM3.2、E-TM3.36.5.3Time alignment between transmitter branches（发射机分集时延）E-TM1.16.5.4DL RS power（下行RS功率）E-TM1.16.6.1Occupied bandwidth（占用带宽）E-TM1.16.6.2Adjacent Channel Leakage power Ratio（邻道泄漏比）E-TM1.1、E-TM1.26.6.3Operating band unwanted emissions（带内杂散）E-TM1.1、E-TM1.26.6.4Transmitter spurious emissions（发射杂散）E-TM1.16.7Transmitter intermodulation（发射互调）E-TM1.1 接收机指标7.2Reference sensitivity level（接收灵敏度）参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.17.3Dynamic range动态范围参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.27.4In-channel selectivity带内选择性参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.17.5Adjacent Channel Selectivity (ACS) and narrow-band blocking邻道选择性参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.17.6Blocking阻塞参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.17.7Receiver spurious emissions（接收杂散）基站下行发射信道设置E-TM1.17.8Receiver intermodulation（接收互调）参考测量信道设置参考TS36.141 附件A A.15.2.2. 测试过程基站射频指标测试过程中，需要提前准备好基站、仪器和测试组网，一般来说测试执行过程中需要注意以下几点：1、 基站整机开机运行1个小时，仪表预热30分钟；2、 测试每个项目前，根据测试要求，完成测试组网连接，注意人员和仪表的安全；3、 频谱仪、功率计使用前需要进行校准；4、 频谱仪和信号源需要有LTE TDD的测试选件或者功能；建议如果可以将仪表测试配置参数保存为配置文件，建议提前设置保存，测试时可以直接调用；5、 下行发射指标测试时，建议在RRU天馈端口连接30dB衰减器；上行接收指标测试时，建议在参考测量信号链路上，连接60dB以上的衰减器（不包括干扰信号链路）。5.2.3. 关键指标统计及分析略。6. 测试配置与RF测试无关，建议删除6.1. 数据配置；论述测试中整个设备的配置情况，包括设备的地址配置，设备的软件配置以及相关设备的配置等，以及在此配置之前的实际的连接图6.2. 测试工具配置；对业务平台需要配置数据（含号码配置等）；6.3. 配合设备的配置；对该设备进行测试的测试工具的配置情况7. 射频指标测试7.1. 发射机指标测试除非另有说明，发射机测试均在eNB天线连接器（测试口A）处进行。如果有发射机功放、滤波器或两者都有的情况，发射机测试均在eNB天线连接器（测试口B）处进行。需要特别指明的是两测试点都不包括天线馈线。由于系统使用MIMO或智能天线，每次测试仪表只连接一个天线输出端口，其他端口匹配。如未特殊说明，均为单载波测试。7.1.1. 最大输出功率项目:发射机指标分项目:最大输出功率用例编号:7.1.1重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB的额定输出功率的大小和稳定性预置条件:1. 按照组网搭建测试环境2. 整机运行1小时，仪表预热30分钟测试步骤:1. 配置载波频点，信道带宽20MHz2. 启动发射机工作在E-TM1.1模式3. 设置仪表外部参考信号和帧触发信号 4. 测试信道带宽内的积分功率5. 遍历测试高、中、低三个频点，重复步骤14预期结果:1. 在正常测试环境下，测量出的eNB最大输出功率应在制造商给出的eNB额定输出功率的+2dB和2dB范围内；2. 在极端测试环境下，测量出的eNB最大输出功率应在制造商给出的eNB额定输出功率的+2.5dB和2.5dB范围内。备注：无。7.1.2. RE功率控制动态范围项目:发射机指标分项目:RE功率控制动态范围用例编号:7.1.2重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证每个RE的功率和RE平均功率间的最大差值。预置条件:无测试步骤:无预期结果:RE功率控制动态范围满足下表：Modulation scheme used on the RERE power control dynamic range (dB) (down) (up)QPSK (PDCCH)-6+4QPSK (PDSCH)-6+316QAM-3+364QAM00NOTE 1: Total TX power shall always be less or equal to maximum BS output power.备注：该测试项目在EVM测试中覆盖，不单独进行测试。7.1.3. 总功率动态范围项目:发射机指标分项目:总功率动态范围用例编号:7.1.3重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB发射总功率的动态范围预置条件:1. 按照组网搭建测试环境2. 整机运行1小时，仪表预热30分钟测试步骤:1. 配置载波频点，信道带宽20MHz2. 启动发射机工作在E-E-TM3.1模式3. 测量平均OFDM Symbol的功率P14. 停止E-TM3.1模式，启动E-TM2模式5. 测量平均OFDM Symbol的功率P26. 计算P1-P27. 遍历高中低三个频点，重复步骤16预期结果:总功率动态范围满足下表：E-UTRAchannel bandwidth (MHz)Total power dynamic range (dB)2020备注：无7.1.4. 发射关断功率项目:发射机指标分项目:发射关断功率用例编号:7.1.4重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD only测试目的:验证eNB发射机处于关断周期时的功率是否符合规范的要求预置条件:1. 按照组网搭建测试环境2. 整机运行1小时，仪表预热30分钟测试步骤:3GPP TS36.141-820中没有给出测试方法，建议不测试。预期结果:eNB关功率值应低于-89dBm协议规定-85dBm/MHz，建议修改。备注：3GPP TS36.141-820中没有给出测试方法，仪表不支持该项目测试，建议不测试7.1.5. 发射开关时间模板项目:发射机指标分项目:发射开关时间模板用例编号:7.1.5重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD only测试目的:验证eNB发射开关时间周期是否符合规定；预置条件:1. 按照组网搭建测试环境2. 整机运行1小时，仪表预热30分钟测试步骤:1. 配置中心频点，信道带宽20MHz2. 启动发射机工作在XX模式3. 设置仪表外部参考信号和帧触发信号4. 在时域捕捉发射脉冲信信号；5. 测量ON-OFF和OFF-ON的时间间隔t1和t2（3GPP TS36.141-820中没有给出测试方法，建议不测试。）预期结果:发射开关时间模板应满足TransitionMaximum transient period length usOFF to ON17ON to OFF17备注：3GPP TS36.141-820中没有给出测试方法，仪表也不支持该项目测试，建议不测试。7.1.6. 频率误差项目:发射机指标分项目:频率误差用例编号:7.1.6重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB发射信号的频率误差是否符合规定；预置条件:1. 按照组网搭建测试环境2. 整机运行1小时，仪表预热30分钟测试步骤:1. 配置载波频点，信道带宽20MHz2. 启动发射机工作在E-TM3.1模式3. 设置仪表外部参考信号和帧触发信号4. 测试频率误差5. 停止E-TM3.1模式，分别启动E-TM3.2、E-TM3.3、E-TM2模式，重复步骤46. 遍历高、中、低三个频点，重复步骤15预期结果:eNB调制载波的频率误差不超过0.05ppm备注：无7.1.7. 矢量幅度误差（EVM）项目:发射机指标分项目:EVM用例编号:7.1.7重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB发射信号的EVM是否符合规定；预置条件:1. 设备处于正常工作状态；2. 设备经充分预热，性能指标处于稳定状态；3. eNB可配置下行信号参数。测试步骤:1. 按下图连接测试设备；2. 利用eNB配置工具按下表配置下行信号参数：参数值帧结构3特殊子帧结构8带宽20MHz基站输出功率PRAT（额定）测试模式E-TM3.13. 利用频谱分析仪测试E-TM3.1 PDSCH 64QAM的EVM；4. 更改下行信号模式为E_TM3.2，测试调制方式为16QAM的PDSCH EVM；5. 更改下行信号模式为E_TM3.3，测试调制方式为QPSK的PDSCH EVM；6. 更改下行信号模式为E_TM2，测试调制方式为64QAM的PDSCH EVM；7. 设置低、中、高三个频点，重复测试；8. 换为下一个天线端口，重复测试。预期结果:eNB在不同调制方式下的发射信号的EVM满足下表：Modulation scheme for PDSCHRequired EVM %QPSK17.5 %16QAM12.5 %64QAM5 %备注：无7.1.8. 发射通道间的定时误差项目:发射机指标分项目:发射通道间的定时误差用例编号:7.1.8重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB发射通道间的定时误差是否符合规定；预置条件:1. 设备处于正常工作状态；2. 设备经充分预热，性能指标处于稳定状态；3. eNB可配置下行信号参数。测试步骤:1. 按下图所示两种测试框图中一种连接测试设备；2. 利用eNB配置工具按下表配置下行信号参数，发射模式为空间复用：参数值帧结构3特殊子帧结构8带宽20MHz基站输出功率PRAT（额定）测试模式E-TM1.13. 利用频谱分析仪测试天线端口间的定时时延 ；4. 换为任意两个天线端口，重复测试。预期结果:eNB两个发射通道间的定时误差不超过65ns。备注：仪表不支持该项目测试，建议不测试。7.1.9. DL RS功率项目:发射机指标分项目:DL RS功率用例编号:7.1.9 Resource Element 重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证DL RS功率与BCH中指定的功率的差值是否符合规定；预置条件:1. 设备处于正常工作状态；2. 设备经充分预热，性能指标处于稳定状态；3. eNB可配置下行信号参数。测试步骤:1. 按下图连接测试设备；2. 利用eNB配置工具按下表配置下行信号参数：参数值帧结构3特殊子帧结构8带宽20MHz基站输出功率PRAT（额定）测试模式E-TM1.13. 利用频谱分析仪测试DL RS的功率，计算测量值与DL-SCH指定的DL RS功率值的误差；4. 设置低、中、高三个频点，重复测试；5. 设置为另外一个天线端口，重复测试。预期结果:DL RS功率与BCH中指定的功率的差值在± 2.1 dB以内。备注：无7.1.10. 占用带宽项目:发射机指标分项目:占用带宽用例编号:7.1.10重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD/FDD测试目的:验证eNB发射信号的占用带宽是否符合规定；预置条件:1. 设备处于正常工作状态；2. 设备经充分预热，性能指标处于稳定状态；3. eNB可配置下行信号参数。测试步骤:1. 按下图连接测试设备；2. 利用BBU配置工具配置下行信号为E_TM3.1模式： 参数值帧结构3特殊子帧结构8带宽20MHz基站输出功率PRAT（额定）测试模式E-TM1.13. 利用频谱分析仪测试占有带宽；4. 设置低、中、高三个频点，重复测试；5. 设置为另外一个天线端口，重复测试。预期结果:eNB发射信号的占用带宽应小于下表中的定义Channel bandwidth BWChannel MHz20Transmission bandwidth configuration NRB100备注：无7.1.11. TDD系统的邻道泄漏功率比（ACLR）项目:发射机指标分项目:TDD ACLR用例编号:7.1.11重要性:第一阶段版本:1.0参考文档：3gpp 36.104适用范围TDD only测试目的:验证TDD eNB发射信号的ACLR是否符合规定；预置条件:1. 设备处于正常工作状态；2. 设备经充分预热，性能指标处于稳定状态；3. eNB可配置下行信号参数。测试步骤:1. 按下图连接测试设备；2. 利用eNB配置工具按下表配置下行信号参数： 参数值帧结构3特殊子帧结构8带宽20MHz基站输出功率PRAT（额定）测试模式E-TM1.13. 利用频谱分析仪测试ACLR，检测模式为均方根（RMS）电压或真平均电平；4. 更换测试模式为E-TM1.2，重复测试；5. 设置低、中、高三个频点，重复测试；6. 设置为另外一个天线端口，重复测试。预期结果:TDD eNB发射信号的ACLR应高于下表中的定义E-UTRA transmitted signal channel bandwidth BWChannel MHz BS adjacent channel centre frequency offset below the first or above the last carrier centre frequency usedAssumed adja