芯耀
与非AI
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半年前我们完成了终端接收机灵敏度的学习，需知接收机灵敏度在整个接收机测试中占到了一半的篇幅，可见它的重要性和基础地位。今天继续来学习与接收机灵敏度相对的一个测试项：最大输入电平。
01、为什么要测量最大输入电平
接收机灵敏度是指接收机能够检测到的最小信号强度。它告诉我们接收机能够识别和处理的最弱信号。因此信号的功率电平越低表示接收灵敏度性能越好。最大输入电平则相反，它表示接收机能够正常检测的最大信号强度。最大和最小信号电平，就构成了某个接收机整体的动态范围。
经常会用人耳做例子，耳朵能听到的最小信号强度就是灵敏度，比如3米外蚊子飞过的声音（0dB SPL）但如果输入耳朵的声音过大，就会感到不适甚至造成听觉损伤，例如枪声、喷气发动机（140 dB SPL）。
作为一个接收机来说，也是类似的，既希望灵敏度越小越好，参考一起来学5G终端射频标准（接收机的参考灵敏度-1）；也希望最大输入电平值越大越好。在实际使用场景中，意味着什么呢？看下面这张图，好的灵敏度意味着在终端远离基站的时候，信号变弱的情况下也可以正常通信；最大输入电平大意味着当终端距离基站较近的情况下，接收信号强度变大，终端也可以正常接收信号。
在任何一个基站覆盖的小区中，终端的接收电平必须落在其接收机可工作的动态范围内。这个范围的下限是接收灵敏度，上限就是最大接收电平。远端覆盖范围由接收灵敏度决定。随着终端远离基站，路径损耗使接收信号电平不断下降。当它触及接收灵敏度时，信号勉强能被解调，再远一点就会掉话或脱网。因此，灵敏度决定了基站能覆盖的最远距离。近端覆盖范围由最大接收电平决定。当终端极其靠近基站时，接收信号可能非常强（例如 -20 dBm 甚至更高）。说白了，接收机里面的各种射频器件，包括混频器、放大器等都是有最大输入功率限制的，如果超过这些限值，接收机前端会发生饱和、非线性失真，甚至永久损坏。因此，最大接收电平决定了终端不能靠基站多近——通常需要通过功率控制让终端降低发射功率，或者保证最近的覆盖点也不会超过该上限。于是，基站的有效覆盖区域是一个环状区间：从“不过近”到“不过远”。近端边界由最大接收电平划定，远端边界由接收灵敏度划定。若终端落在这两个边界之间，链路预算成立，通信才能可靠进行。
02、最大输入电平的测试要求
接收机的最大输入电平测试定义为：对于单载波终端类型，在UE天线端口处接收到最大平均功率时，相对吞吐量应不低于规定的下行参考测量信道（RMC）条件下最大吞吐量的 95%，参数按照下表的规定。
| 参数 | 信道带宽 (MHz) | ||
| 3, 5, 10, 15, 20 | 25, 30, 35, 40, 45, 50 | 60, 70, 80, 90, 100 | |
| 在配置的传输带宽内的功率（dBm） | -25 -TT | -25 + 10lg(BWChannel /20) -TT | -20 -TT |
| -27 -TT | -27 + 10lg(BWChannel /20) -TT | -22 -TT |
在实际测试中涉及到的条件很多，上述测试要求的表格里包含了以下几个：
1. 配置的上行传输带宽，应该按照表7.3.2-3中的最小上行配置，终端的发射功率应比最小配置发射功率PCMAX_L,f,c低4dB。
2. 综测仪给到终端的最大输入功率的要求分为两行，第一行是针对64QAM，对应的下行参考测量信道（RMC）为附录表格A.3.2.3或A.3.3.3。
3. 第二行是针对256QAM以及1024QAM：256QAM对应的下行参考测量信道为附录表格A.3.2.4或A.3.3.4；1024QAM对应的下行参考测量信道为附录表格A.3.2.5或A.3.3.5。
4. 10log10(x)四舍五入到最接近的0.5 dB值。
5. TT值如下表所示：其中大于6GHz的1.5dB的值还没最后决定，所以用[]标注了一下。
Test Tolerance (Maximum input level)
| f ≤ 3.0GHz | 3.0GHz < f ≤ 6.0GHz | 6.0GHz < f ≤ 7.125GHz |
| 0.7 dB | 1.0 dB | [1.5] dB |
除此之外，还有以下初始的测试条件：
6. 除了频点、带宽、SCS，还有RB配置：下行的RB配置参考表格Table 7.3.2.4.1-2；上行的RB配置参考表格Table 7.3.2.4.1-3。
7. 下行的调制方式为CP-OFDM 64/256/1024QAM；而上行的调制方式为DFT-s-OFDM QPSK。
8. 测试端口：在UE支持4Rx但不支持8Rx的频段内，测试应仅在连接4个Rx天线端口的情况下进行；在UE支持8Rx的频段内，测试应仅在连接8个Rx天线的情况下进行；否则，UE应通过两个Rx天线端口进行验证。
在实际测试中，基站模拟器（综测仪）先发送PDSCH，根据上表传输下行RMC，在下行RMC上发送下行MAC填充比特。MAC填充比特（MAC Padding Bits）是指当更高层没有真正的用户数据（如IP包、应用数据）或环回数据可发送时，媒体接入控制（MAC）层为了填满调度分配的资源而插入的无实际意义的填充数据。接着，综测仪再发送上行调度信息，根据上表调度上行RMC。由于UE同样没有有效载荷数据也没有环回数据可发送，UE在上行RMC上发送上行MAC填充比特。然后按照最大输入功率测试要求设置下行信号功率和上行信号功率，就可以测量吞吐量了。注意，对于支持发射分集的终端，UE发射功率应该按照天线端口的功率之和来进行测量。
根据灵敏度和最大输入电平的值，我们能得出5G终端接收机的单载波基础动态范围大致为70dB。对比一下Wi-Fi 6的最大输入电平，约为-20 dBm@2.4G频段；-30dBm@5G/6G频段，与5G终端水平相当。但接收灵敏度要比5G终端高10dB以上。因此，动态范围大致为50-60dB以下。
