LTE基站与终端的射频特性及多频段基站要求解析

### LTE基站与终端的射频特性及多频段基站要求解析 #### 1. 引言 在现代通信系统中，LTE（Long - Term Evolution）技术广泛应用，其基站（BS）和终端的射频特性对于系统的性能和共存至关重要。本文将详细介绍LTE基站和终端在杂散发射、邻道泄漏比、接收灵敏度等方面的要求，以及多频段基站的相关特性。 #### 2. 杂散发射与频谱发射模板 ##### 2.1 基站工作频段无用发射限制 对于LTE基站，由于信道带宽变化时带外（OOB）和杂散域边界会隐式变化，因此采用统一的工作频段无用发射（UEM）概念，而非通常为OOB发射定义的频谱模板。UEM要求适用于整个基站发射机工作频段，两侧各增加10 MHz。超出该范围的要求由基于ITU - R建议的监管杂散发射限制设定。 - 对于5 - 20 MHz的信道带宽，UEM模板通用，从信道边缘10 MHz处开始需与ITU - R限制对齐。 - 对于1.4和3 MHz的较小信道带宽，定义了特殊模板。 - UEM以100 kHz测量带宽定义。 在基站载波聚合情况下，UEM要求与多载波传输相同，相对于射频带宽边缘的载波定义。非连续载波聚合时，子块间隙内的UEM部分计算为各子块贡献的累积和。 此外，还有针对美国FCC和欧洲ECC特定频段的特殊限制。 ##### 2.2 终端频谱发射模板 由于实现原因，无法定义不随信道带宽变化的通用终端频谱模板。终端频谱发射模板（SEM）从信道边缘延伸到分离距离ΔfOOB。对于5 MHz信道带宽，该点对应ITU - R建议的必要带宽的250%；对于更高信道带宽，设置得小于250%。 SEM定义为通用模板和一组可应用的附加模板，以反映不同区域要求，每个附加区域模板与特定网络信令值NS_x相关联。 #### 3. 邻道泄漏比（ACLR） 除频谱发射模板外，OOB发射由ACLR要求定义。ACLR定义为分配信道带宽内发射功率与相邻信道上发射的无用发射功率之比。对应的接收要求是邻道选择性（ACS），定义了接收机抑制相邻信道信号的能力。 相邻信道参数之间的关系为： \[ACIR=\frac{1}{\frac{1}{ACLR}+\frac{1}{ACS}}\] ACLR和ACS可针对两个相邻信道定义不同的信道带宽，但式（22.7）仅在使用相同两个信道带宽定义ACIR、ACLR和ACS时适用。 LTE终端和基站的ACLR限制基于对LTE与相邻载波上的LTE或其他系统共存的广泛分析得出。 - LTE基站的ACLR要求为45 dB，比UE的ACS要求严格得多。在下行链路中，UE接收机性能将成为ACIR的限制因素，从系统角度看，这一选择具有成本效益。 - 终端的ACLR限制为30 dB，比基站的ACS要求宽松。在上行链路中，UE发射机性能将成为ACIR的限制因素。 在基站载波聚合情况下，ACLR要求适用于射频带宽边缘的载波。非连续载波聚合且子块间隙很小时，为间隙定义特殊的累积ACLR要求（CACLR），其限制与基站的ACLR相同，为45 dB。 终端的ACLR要求适用于聚合信道带宽，而非每个载波。 #### 4. 杂散发射限制 - **基站杂散发射**：限制取自国际建议，仅在工作频段无用发射限制范围之外定义，即与基站发射机工作频段至少间隔10 MHz的频率处。还有用于保护LTE可能共存或共址的其他系统的附加区域或可选限制。 - **终端杂散发射**：定义在SEM覆盖范围之外的所有频率范围，一般基于国际法规，移动漫游时还有与其他频段共存的附加要求，附加杂散发射限制可能关联网络信令值。 - **接收机杂散发射**：基站和终端接收机也定义了发射限制，接收机杂散发射限制仅在发射机关闭时适用，对于具有单独接收天线连接器的LTE FDD基站，发射机开启时也适用。 #### 5. 占用带宽 占用带宽是日本和美国等地区对设备规定的监管要求。对于LTE，占用带宽等于信道带宽，允许最多1%的发射（两侧各0.5%）在信道带宽之外。 载波聚合时，占用带宽等于聚合信道带宽；非连续载波聚合时，占用带宽按子块应用。 #### 6. 发射机互调 RF发射机存在发射信号与附近发射的另一个强信号之间互调的可能性，因此有发射机互调要求。 - **基站**：基于与共址其他基站发射机的静态场景，其发射信号在基站天线连接器处指定，但衰减30 dB。由于是静态场景，不允许有额外的无用发射，意味着存在干扰时也必须满足所有无用发射限制。 - **终端**：基于另一个终端发射信号在终端天线连接器处指定但衰减40 dB的场景，要求指定所得互调产物低于发射信号的最小衰减。 #### 7. 灵敏度和动态范围 ##### 7.1 参考灵敏度 参考灵敏度要求的主要目的是验证接收机噪声系数。选择使用QPSK的低SNR传输方案作为参考灵敏度测试的参考信道，参考灵敏度定义为吞吐量达到参考信道最大吞吐量95%时的接收机输入电平。 - **基站**：参考灵敏度理论上可针对单个资源块到覆盖所有资源块的组定义，但出于复杂性考虑，选择最大粒度为25个资源块。对于大于5 MHz的信道带宽，灵敏度在多个相邻5 MHz块上验证；对于较小信道带宽，仅在整个信道上定义。 - **终端**：参考灵敏度针对全信道带宽信号且所有资源块分配给所需信号定义。对于某些工作频段中较高的信道带宽（>5 MHz）