LTE射频测试

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近年来，随着移动数据流量和移动互联网应用快速发展，从而推动移动智能终端普及率越来越高，中国已经成为全球智能手机最大的消费国以及重要的生产国，2016 年中国智能手机出货量达到 5.22 亿部，占全球智能手机出货量的三分之一以上。但由于竞争的不断加剧，国内终端制造商在整体市场占有率和经济效益等方面都面临严峻形势，面对国内市场的饱和，很多终端制造商已打开国外市场，面向海外市场研发、生产移动智能终端产品，扩大对外销售以求得生存和发展。为了确保投向市场的移动终端与网络的一致性和兼容性，保证终端性能优良、功能创新，各国都要求移动终端在进入市场前经过一定的测试和认证。

LTE智能终端一致性测试是衡量一款终端产品是否可以商用的重要标志，其中射频一致性测试，不仅是衡量终端射频芯片指标，更是对终端进行整机测试，检验整机的性能。下面大家来详细了解一下LTE终端射频测试的相关内容。

LTE智能终端射频指标可以分为发射机和接收机两个部分，对于发射机，一方面要求能够精确产生符合标准要求的有用信号，另一方面要求把无用发射以及干扰电平控制在一定限值内；对于接收机，则要求能够在一定的环境条件下，能够可靠、准确地接收和解调有用信号，同时也要求能够抵抗一定的干扰信号。

  LTE终端射频测试项目大致分为5大部分，即发射机测试、接收机测试 、接收机性能测试、信道状态信息上报和MBMS性能。虽然LTE信号结构与UMTS不同，但是LTE终端射频测试需求基本上来自于UMTS已定义好的射频需求，只有少部分新增测试项。在接收机和性能统计上，UMTS系统是通过BER和BLER衡量接收性能，而LTE系统是通过吞吐量来衡量的。在性能测试部分，针对LTE的信道结构也增加了相应的信道解调性能指标。另外，由于LTE频段非常多，各个频段支撑多种带宽、多种资源块（RB）配置以及多种调制方式（QPSK，16QAM，64QAM等），测试时需要对终端所支撑各个频段、多种带宽、多种资源块（RB）配置以及多种调制方式都要进行测试，所用LTE射频测试量是非常巨大的。下面对这5 大部分的测试项目进行简单的描述。

（1） 发射机测试，包含如下几类测试项目（对应3GPP 36.521-1第六章）：

u 发射功率相关的项目（对应3GPP 36.521-1 6.2小节），如UE最大输出功率、最大功率回退、附加最大功率回退、UE配置输出功率等。这些测试项目，主要是检验终端的发射功率是否符合标准要求。如果终端最大发射功率过大，会对其他信道或系统造成干扰，最大发射功率过小会造成系统覆盖范围减少。

u 输出功率动态范围（对应3GPP 36.521-16.3小节），如最小输出功率、发射关断功率、开关时间模板、功率控制等。这些测试项目，主要是检验终端的输出功率范围是否符合标准要求，验证终端能否正确的设置其发射功率，并且发射功率在一定的容限范围之内。如果最小输出功率以及关断功率过大，就会对其他终端和系统造成干扰。开关时间模板验证终端能否准确地打开或者关闭其发射机，否则会对其他信道造成干扰或者增加上行信道的发射误差。功率控制包括绝对功率控制容限、相对功率控制容限、总功率控制容限等，功率控制的目的是限制终端的干扰电平和补偿信道衰落。

u 发射信号质量（对应3GPP36.521-1 6.5小节），如频率误差，误差矢量幅度（EVM），载波泄漏，非分配RB 的带内发射，EVM均衡器频谱平坦度等。终端发射信号质量是检验终端发射机调制性能的非常重要的指标。频率误差测试验证了接收机和发射机正确处理频率的能力。EVM测试验证发射机产生的波形是否足够精确，以使接收机达到指定的接收性能，EVM越小，信号质量越好。载波泄漏会干扰被测UE的中心子载波，该测试的目的是通过载波泄漏来验证发射机的调制质量。非分配RB 的带内发射是用来测量落入非分配资源的干扰。

u 输出射频频谱发射（对应3GPP 36.521-1 6.6小节），如占用带宽、频谱发射模板、邻道泄漏功率比（ACLR）、发射机杂散辐射等。终端的有用频谱发射必须严格符合标准要求，而带外发射和杂散发射属于无用发射，更需要进行严格的限制，否则会对其他用户的系统造成严重的干扰。

u 发射互调（对应3GPP 36.521-1 6.7小节），发射互调性能衡量发射机限值非线性信号生成的能力，这是由于非目标信号和干扰信号落入发射机天线导致，一般来说三阶互调最严重。该测试项目主要是验证终端抑制其互调产物的能力。

（2） 接收机测试，包含如下几类测试项目（对应3GPP 36.521-1第七章）：

u 参考灵敏度电平（对应3GPP 36.521-1 7.3小节），检验终端在某个特定的参考测量信道，在低信号电平、理想传播条件、无附加噪声的条件下接收数据的能力。在这些条件下不满足吞吐量需求的将会降低eNodeB 的有效覆盖范围。

u 最大输入电平（对应3GPP 36.521-1 7.4小节），检验终端接收大信号的能力。如果终端最大输入电平过低，将会降低eNodeB 近端的覆盖范围。

u 邻道选择性、阻塞特性、杂散响应、互调特性，这几类是检验终端在有干扰信号（单音/双音/调制干扰）情况下的接收性能。如果终端抗干扰能力过差，将会降低终端接收机性能。

u 杂散辐射（对应3GPP 36.521-1 7.9小节），检验接收机抑制接收机中产生或放大的杂散信号功率的能力。

（3） 接收机性能测试，包含如下几类测试项目（对应3GPP 36.521-1第八章）：

u PDSCH 信道的解调（小区特定参考符号）。

u PDSCH 信道的解调（UE专用参考符号）。

u PCFICH/PDCCH 信道的解调。

u PHICH 信道的解调。

u PBCH 信道的解调。

u EPDCCH的解调。

性能测试部分主要是检验LTE 终端的信道解调性能。性能测试是通过满足一定的吞吐量条件下的SNR（信噪比）来检验的。性能测试部分可以分为单天线端口和多天线（分集，空间交织，MU-MIMO）相关的UE性能测试。单天线端口性能，是通过满足一定吞吐量要求时候的多径衰落条件下的SNR 来衡量的。双天线端口性能，主要是检验终端的MIMO性能（分集，空间复用，MU-MIMO），也是通过满足一定吞吐量要求时多径衰落条件下SNR 来衡量的。

（4） 信道状态信息上报，包含如下几类测试项目（对应3GPP 36.521-1第九章）：

u 加性高斯白噪声（AWGN）环境下的CQI上报。

u 衰落环境下的CQI 上报。

u 预编码矩阵指示（PMI）上报。

u Rank Indicator（RI）上报。

u CSI上报

这部分测试项目主要是检验终端的MIMO 反馈性能。CQI是信道质量的信息指示，代表当前信道质量的好坏，和信道的信噪比大小相对应。在MIMO系统中，当发射端不能获得任何信道状态信息（CSI，Channel State Information）时，各个并行数据流均等地分配功率与传输速率并分别采用全向发射的方式，就可以获得最优的性能。发射机可以通过上下行信道之间的互易性或通过UE反馈方式获取CSI。基于发射机获得的CSI，预编码系统可以根据信道所能支撑的并行传输流数量，将有限的发射功率分配给能够有效传输的数据流，从而避免发射功率的浪费。

（5） MBMS性能方面，包含如下测试项目（对应3GPP 36.521-1第十章）：

u FDD MBMS性能(固定参考通道)。

u TDD MBMS性能(固定参考通道)。

这部分测试项目主要是检验终端的MBMS性能。MBMS支撑在蜂窝系统中提供多播/广播网络，从而实现在单一网络中同时提供多播/广播和单播服务。