一起來學5G終端射頻標準（接收機靈敏度的測試端口）

上一篇中我們學習了5G終端接收機靈敏度的定義：REFSENS（Reference sensitivity），是適用于所有 UE 類別的每個 UE 天線端口的最小平均功率，在此功率下吞吐量應達到或超過指定參考測量信道（reference measurement channel）的要求。有讀者在留言中提出了這樣一個問題：該如何理解“每個UE天線端口”，因為單載波終端測試要求中給出的是兩端口或四端口甚至八端口天線情況下的限值指標。

我們今天就從規(guī)范的角度來探討一下該如何理解這個要求。

1、靈敏度測試連接拓撲

根據(jù)38.521-1接收機測量的總述部分，除非另有說明，否則接收機的特性都是在UE的天線連接器上指定的。應用于每個天線連接器的測試信號電平應符合各章節(jié)規(guī)定。參考靈敏度功率電平REFSENS也定義的是應用于每個 UE 天線端口的最小平均功率。那是不是就意味著我們只測試其中的一個天線口就可以了呢？但為什么測試要求中又大費周章地給出了2端口和4端口的要求限值呢？

首先，參考靈敏度的測試目的是驗證 UE 在低信號電平、理想傳播和無附加噪聲的條件下，使用指定參考測量信道所給定的平均吞吐量，即在這種情況下的接收數(shù)據(jù)的能力，也就是下行吞吐量。上一篇中我們也提到了靈敏度測試的4個要素，單端口、平均功率，參考測量信道以及吞吐量。那么：

參考測量信道在哪里指定？是在附錄A中規(guī)定。

在這樣的參考測量信道下，吞吐量應該達到多少？應達到最大吞吐量的 95%。

所以說，測靈敏度實際上要測的是吞吐量，以吞吐量作為衡量的指標。當然，由于歷史原因，在很多儀表中，會直接寫B(tài)LER的測量，或者BLER/Tput的測量。95%的吞吐量（Tput）會直接被轉(zhuǎn)化成5%的BLER。雖然在4G/5G規(guī)范中已經(jīng)不再使用BLER作為衡量指標了。

但我們考慮一下測最大吞吐量的時候是怎么測的呢？是不是需要把所有的端口都連接到儀表，然后把所有的參數(shù)都配置到頂配，盡可能地得出一個最大值。所以理論上來說，我們也應該把終端所有端口都連接到儀表，然后按照規(guī)范中定義的靈敏度測試參數(shù)（除上述附錄A之外，還有在正文的測試初始條件里面定義的調(diào)制方式，RB分配等等）來進行配置，來獲取此時配置下的最大吞吐量。然后再調(diào)整綜測儀的輸出功率電平，也就是DUT終端的輸入電平，使得吞吐量變?yōu)樽畲笄闆r下的95%。

實際上在規(guī)范中，參考靈敏度的測試初始條件里面就有如下的定義：

1. Connect the SS to the UE antenna connectors as shown in TS 38.508-1 [5] Annex A, Figure A.3.1.1.1 for TE diagram and section A.3.2 for UE diagram.

2. The parameter settings for the cell are set up according to TS 38.508-1 [5] subclause 4.4.3.3. Downlink signals are initially set up according to Annex C.0, C.1, C.2, and C.3.1, and uplink signals according to Annex G.0, G.1, G.2, and G.3.1.4. The UL and Reference Measurement Channel is set according to Table 7.3.2.4.1-1, Table 7.3.2.4.1-2, and Table 7.3.2.4.1-3.5. Propagation conditions are set according to Annex B.0.6. Ensure the UE is in State RRC_CONNECTED with generic procedure parameters ConnectivityNR, Connected without release On, Test Mode On and Test Loop Function Onaccording to TS 38.508-1 [5] clause 4.5. Message contents are defined in clause7.3.2.4.3.

我們看上面第一條，就規(guī)定了測試的連接拓撲需參照38.508-1中的附錄A。以下是附錄A中有關(guān)傳導測試的測試設(shè)備連接示意圖（SA情況下可忽略虛線LTE連接）：

那么被測終端的連接拓撲是怎樣的呢？附錄A中給出了很多類型，重點是物理天線連接器的數(shù)量以及它們是如何在 DUT 中組合的。?需要根據(jù) DUT的實現(xiàn)情況來進行選擇，我們列舉幾個普通的：

1. 一個天線連接器的情況如下（SA情況下可忽略虛線LTE連接）：

根據(jù)上一篇我們知道單載波終端的參考靈敏度要求只有2、4、8天線端口要求，已經(jīng)沒有1端口了，言外之意就是說普通的5G終端都得支持2Rx以上。但RedCap UE除外，它是可以只配備一個Rx天線端口的，最多配備兩個 Rx 天線端口。

2. 1Tx2Rx的情況如下（SA情況可忽略虛線LTE連接）：

3. 下圖雖然是4跟天線，但對NR來說，仍然是1Tx2Rx：

4. 下圖是1Tx4Rx的情況，同理也可以推至2Tx4Rx，例如5G的工業(yè)網(wǎng)關(guān)/CPE多采用4根及以上的接收天線：

不管是儀表的連接，還是被測件的連接，都有太多的情況需要考慮。但無論如何，規(guī)范中的要求是所有DUT的RX端口都要參與測試連接的，然后平均到每個端口。

2、測試舉例

以下為TDD n78 QPSK的例子，其中NRB是根據(jù)第五章中定義的最大傳輸帶寬配置表格中的取值。REFSENS是在2端口或4端口都參與測量的情況下，對單端口平均功率的限值要求。4端口情況下，單端口功率限值比2端口情況降低2.2dB，也就是加嚴了2.2dB。

2端口：

4端口：

5G綜測儀都提供了多端口配置功能，例如，下圖是SP9500綜測儀端口配置界面，可支持下行最大8端口測試。

在實際的測試中，往往有工程師，只拿其中一個端口來進行測試，但規(guī)范中并沒有指定所有終端類型在單端口連接情況下的技術(shù)指標。對于研發(fā)過程中前后的比對測試，這樣測顯然沒有問題。亦或是只看通過與否，假定每個端口鏈路的能力相同，并且測試的結(jié)果遠遠優(yōu)于指標要求的話，這樣做也無妨。但如果結(jié)果比較擦邊，并且不同端口能力不見得相同，就可能不好判定是否真能通過了。

我們上面提到了，目前的5G終端，只有Redcap可以只配備1個天線端口，并且給出了單端口的技術(shù)要求。但也被指定了很多不同的情況，例如在以下頻段，對于配備 1 個接收天線端口的 RedCap UE，應在普通單載波終端 2 個接收天線端口的參考靈敏度基礎(chǔ)上再加一個修正系數(shù)ΔR1R?，這個修正系數(shù)針對不同的工作頻段和帶寬量值也有所不同。此外還有針對HD-FDD的1端口和2端口的指標要求，也不盡相同，所以還不能簡單地以1端口結(jié)果來估算2端口。

Table 7.3I.2.3-1: Single antenna port reference sensitivity allowance ΔR1R

如果有機會，大家可以對比兩種測試方法，看看所得測試結(jié)果有何區(qū)別，歡迎留言討論。