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一起来学5G终端射频标准(ACS)

06/29 07:56
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已经有很多读者问过,什么时候可以学习一下毫米波终端的测量?所以我们要抓紧把中低频段的传导标准学完。还剩下接收机的几个测试项,先聚焦单载波的基本特征,今天来看一下ACS(邻道选择性)。

01、ACS是什么指标

ACS:Adjacent channel selectivity 邻道选择性, 是衡量接收机在指定信道频率上接收信号能力的一项指标,其前提是在距指定信道中心频率给定频偏处存在邻道信号。说白了,它其实是一个设备抗干扰性能的指标。

ACS的定义为接收滤波器在指定信道频率上的衰减与接收滤波器在邻道频率上的衰减之比。也就是说在主信号和邻道(干扰)信号同时进入接收机的情况下,接收机会根据频率进行选择性的衰减。

举个不太恰当的例子,例如你在地铁上跟朋友聊天(有用信号),同时地铁广播正在播放到站(邻道干扰)。测量ACS,就是看你的耳朵(接收机)在不堵住耳朵的情况下,能多大程度上抑制地铁广播,同时还能捕捉到朋友的声音。如果ACS比值太低(即对邻道衰减不够),你就只能听到广播,无法正常跟朋友交流。

为什么说上面的例子不太恰当呢?因为人耳对地铁广播和朋友说话的选择性,是依靠意识或者专注力对内容进行区分,就好比某人如果沉浸在与朋友的聊天中,可能意识中会完全忽略掉地铁广播的声音而坐过站。然而朋友的说话声音与地铁广播的声音有可能是同频的,进入人耳的信号不会被滤波,功率也不会发生变化。但无线设备接收机的邻道选择,完全是根据频率进行的,它想要某个频段的信号,就会让其顺利通过(衰减很小),而其它干扰频段的信号,就会有较大的衰减使其进入到接收机的功率降低。

在真实的蜂窝网络中,相邻小区可能正在以高功率发射信号。当你的手机(接收机)距离本小区基站较远(有用信号弱)时,如果恰好又靠近邻小区的强信号源,那么邻道信号强度可能远大于有用信号(例如高出几十dB)。如果接收机的ACS性能不足,强邻道信号就会阻塞接收机的前端放大器,导致有用信号被淹没在噪声和失真中,从而掉线。

接收机前端的滤波器、低噪声放大器(LNA)和混频器等器件并非理想线性的。强邻道信号进入后,会产生互调产物或导致增益压缩(阻塞)。测量ACS实际上是在检验这些器件组合在一起时,滤波器带外抑制能力与放大器线性度是否达标,确保强干扰不会在接收机内部产生额外的寄生响应。

5G NR系统频段资源紧张,相邻频段可能分配给不同的运营商或不同的制式(如5G与4G毗邻)。为了在有限的频谱上实现高容量,基站和终端必须能紧挨着工作。测量ACS是为了确保相邻频段之间的设备可以共存,而不会互相攻击,从而保证整个网络的吞吐量稳定。

02、ACS的测试要求

ACS怎么测试呢?跟灵敏度类似,仍然是以吞吐量的测试为目标。在规定的参考测量信道情况下,吞吐量需要大于最大吞吐量的95%。不同的是需要在加入邻道干扰信号的情况下进行测试,一般情况下都需要额外使用信号发生器发出干扰信号,再通过合路器与综测仪主信号合路,测试拓扑图如下所示,如果是SA则忽略下半部分LTE的连接。

1. 2700MHz以下频段ACS在不同带宽下的总体要求

Table 7.5.5-1: ACS for NR bands with FDL_high< 2700 MHz and FUL_high < 2700 MHz

RX参数 信道带宽 (MHz)
3, 5, 10 15 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100
ACS 33 dB 30 dB 27 – 10log10(BWChannel /20) dB
NOTE1:    ACS值向上舍入到最接近的0.5dB的倍数。

2. 3300MHz以上频段ACS在不同带宽下的总体要求

Table 7.5.5-4: ACS for NR bands with FDL_low ≥ 3300 MHz and FUL_low ≥ 3300 MHz

RX参数 信道带宽 (MHz)
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80,   90, 100
ACS 33 dB

ACS测量的具体参数要求,又分为case1和case2。区别主要在于输入信号功率。case1的有用信号功率和邻道干扰功率是在REFSENS基础上往上加的,例如REFSENS的值约为-90多dBm,那么根据下表有用信号功率约为负的70-80dBm,邻道干扰信号功率约为负的40-50 dBm。case2的有用信号功率则固定为-50.5至-56.5 dBm,邻道干扰信号功率固定为-25dBm。

所以说测量ACS,邻道干扰信号的功率一般比主信号大25-30dB。case1是考察终端远离基站的情况,case2是考察终端靠近基站的情况。

此外,干扰信号带宽定义,是根据频段和主信号带宽分为:3MHz(信道带宽=3MHz)或5MHz(信道带宽≥5MHz)或BWChannel;干扰信号类型为SCS=15kHz的NR信号,以及对干扰信号的频偏的定义。详见以下表格。

Table 7.5.5-2: Test parameters for NR bands with FDL_high< 2700 MHz and FUL_high < 2700 MHz, case 1

RX参数 信道带宽 (MHz)
  3 5, 10 15 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100
传输带宽配置内的功率dBm REFSENS + 14 dB
干扰信号功率dBm REFSENS + 45.5 dB REFSENS + 42.5 dB  

REFSENS + 39.5 – 10log10(BWChannel   /20)

 

干扰信号带宽MHz 3 5
干扰信号频偏MHz 3 /- 3 BWChannel /2 + 2.5

/

-(BWChannel /2 + 2.5)

NOTE 1:   发射机应设置为低于PCMAX_L,f,c 4dB.

NOTE 2:   干扰信号偏移 Finterferer (offset)的绝对值应进一步调整为以 MHz 为单位的数值,干扰信号为子载波间隔 15 kHz 的 NR 信号。

NOTE 3:   附录A.3.2.2和A.3.3.2定义了NR干扰信号RMC.

NOTE 4:   10log10(x) 值向上舍入到最接近的0.5dB的倍数.

Table 7.5.5-3: Test parameters for NR bands with FDL_high< 2700 MHz and FUL_high < 2700 MHz, case 2

RX参数 信道带宽 (MHz)
  3 5, 10 15 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100
传输带宽配置内的功率dBm -56.5 -53.5 -50.5 + 10log10(BWChannel   /20)
干扰信号功率dBm -25
干扰信号带宽MHz 3 5
干扰信号频偏MHz 3 /- 3  BWChannel   /2 + 2.5

/

-(BWChannel /2 + 2.5)

Table 7.5.5-5: Test parameters for NR bands with FDL_low≥ 3300 MHz and FUL_low ≥ 3300 MHz, case 1

RX参数 信道带宽 (MHz)
  10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60,   70, 80, 90, 100
传输带宽配置内的功率dBm REFSENS + 14 dB
干扰信号功率dBm REFSENS + 45.5 dB
干扰信号带宽MHz BWChannel
干扰信号频偏MHz BWChannel

/

-BWChannel

Table 7.5.5-6: Test parameters for NR bands with FDL_low≥ 3300 MHz and FUL_low ≥ 3300 MHz, case 2

RX参数 信道带宽 (MHz)
  10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80,   90, 100
传输带宽配置内的功率dBm -56.5
干扰信号功率dBm -25
干扰信号带宽MHz BWChannel
干扰信号频偏MHz BWChannel

/

-BWChannel

 

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