隨著移動通信技術的高速發展,無線基站密度大幅提升,電磁環境愈加復雜,而其中的無線干擾問題尤為突出,已經成為影響移動基站通信性能和客戶滿意度的重要因素。特別是隨著5G移動通信技術的發展,未來更多頻段的無線基站系統將被建設起來。由于射頻發射機的內部元器件并非理想器件,存在或多或少的非線性,因此在發射載波信號的過程中,會產生諸多非規定頻率范圍內的信號,即所謂的雜散發射,會對工作在其他頻段的基站產生干擾。如何準確地測試雜散發射對于凈化通信環境,提升通信質量具有重要的意義。
當前TD-LTE基站的射頻測試已然具有完善的標準測試體系和指標。雜散發射作為移動基站射頻性能的重要測試項之一,一般情況下,其輻射指標為-36 dBm。而當LTE基站與其他GSM、WCDMA等基站共址時,其輻射指標要求很高,為-96 dBm甚至更低。本文根據3GPP射頻一致性測試協議36.141(LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); base Station (BS) conformance testing)章節6.6.4,以TD-LTE Band40為例,提出一種由雙工濾波器和低噪放相結合的測試方法,并在此基礎上實現了一種新型的共址雜散發射測試方案。
1雜散發射測試標準
根據3GPP射頻一致性測試協議36.141章節6.6.4(Transmitter Spurious Emissions),移動基站雜散發射指標適用頻段為9 kHz—12.75 GHz,除發射機本身工作頻段外各10 MHz,實際測試頻段為:9 kHz-Freqlow—10 MHz,Freqhigh+10 MHz—12.75 GHz。
雜散發射測試指標如表1所示。常規雜散發射測試類型的指標很低,類型A功率幅度上限為-13 dBm,類型B功率幅度上限為-36 dBm。這兩種類型由常規的測試方案和普通的頻譜分析儀就能完成測試測量。但是當移動基站與其他基站共存共址時,測試要求會變得非常嚴格,其最高電平要求為-98 dBm。雜散發射測試的主要目的是測量移動基站本身發射的大功率載波信號在其他基站頻段上對相應的共址基站的影響(如GSM900、DCS1800、PCS1900、GSM850、CDMA850、UTRA FDD、UTRA TDD或者其他E-UTRA基站)。如果考慮載波聚合的影響,測試要求將更加嚴格,最高電平為:-98 dBm-9 dB(載波聚合因子)=-107 dBm。
在這種情況下,對測試方案的選擇和頻率分析儀的性能都提出了很高的要求。
表1 雜散發射測試指標
2 雜散發射測試方案
2.1 傳統雜散測試方案
以TD-LTE Band40移動基站的發射機部分為例,其下行Tx射頻性能基本情況如下:
最大輸出功率:20 W=43 dBm;
載波頻率:2 300 MHz—2 400 MHz;
載波帶寬:20 MHz。
根據TD-LTE的輸出功率以及上一章節中提及的測試標準,常規測試類型A和B對頻譜分析儀的動態范圍要求為:
常規類型A:43 dBm-(-13 dBm)=56 dBc;
常規類型B:43 dBm-(-36dBm)=79 dBc。
以上兩種類型由傳統測試方案和頻譜分析儀就能滿足測試要求,如圖1所示:
圖1 雜散發射傳統測試方案
而當測試共址雜散發射時(最高電平指標為-98 dBm),對頻譜儀提出了較高的動態范圍要求。例如,最大輸出功率-雜散發射電平要求上限=43 dBm-(-98 dBm)=141 dBc。