深入了解5G終端射頻標(biāo)準(zhǔn)中的頻譜發(fā)射與互調(diào)特性

前面的頻譜發(fā)射我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了占用帶寬、帶外發(fā)射和雜散發(fā)射，今天是頻譜發(fā)射的最后一部分內(nèi)容：互調(diào)。在很多的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，都有互調(diào)測試的相關(guān)內(nèi)容，但測試條件、測試要求和測試方法都不盡相同。我們可以不必糾結(jié)互調(diào)是否有某種固定的說法，而是關(guān)注和了解它在不同的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)中的具體規(guī)定即可。因?yàn)榧幢阃?GPP標(biāo)準(zhǔn)，終端和基站的互調(diào)測試條件和測試要求及方法都有很大差別。

互調(diào)的基本概念

對于5G終端而言，互調(diào)性能是為了衡量UE發(fā)射機(jī)抑制器件產(chǎn)生非線性信號(hào)的能力，驗(yàn)證 UE 發(fā)射互調(diào)產(chǎn)物不超過測試要求中的規(guī)定值。而發(fā)射互調(diào)產(chǎn)物是由主發(fā)射信號(hào)和通過UE天線到達(dá)發(fā)射機(jī)的干擾信號(hào)所引起。

下面我們先來了解互調(diào)（intermodulation）中的基本概念：

每當(dāng)兩個(gè)頻率分別為F1和F2的信號(hào)在非線性電路中混合在一起時(shí)，就會(huì)發(fā)生互調(diào)并根據(jù)?mF1 ± nF2?規(guī)則產(chǎn)生一些互調(diào)產(chǎn)物，（m + n）就是總的互調(diào)階數(shù)。其中 m 和 n 為0、1、2、3、4、5......的整數(shù)。例如下面給出了三階和五階互調(diào)產(chǎn)物的頻率計(jì)算。

三階Third-order:? 2F1 ± F2，2F2 ± F1；五階Fifth-order:? 3F1 ± 2F2，3F2 ± 2F1；

互調(diào)是一個(gè)典型而真實(shí)的1+1>2的例子，那么，非線性是什么呢？

可以用一個(gè)簡單的方式來區(qū)分線性和非線性系統(tǒng)：具有線性傳輸特性的系統(tǒng)對于輸入信號(hào)只產(chǎn)生幅度和相位的變化,而不會(huì)產(chǎn)生新的頻率成分；而非線性系統(tǒng)能對輸入信號(hào)的頻率進(jìn)行搬移，或產(chǎn)生新的頻率成份，如諧波和互調(diào)。?所以從總能量的角度看，并沒有一加一大于二，而是原本有用的功率被耗散到了其他不需要的頻率上并對其他系統(tǒng)產(chǎn)生了干擾。所以我們要優(yōu)化系統(tǒng)限制互調(diào)產(chǎn)物。

下圖中給出的是從基波（Fundamental）到二階（2nd order）、三階（3rd order）以及五階（5th order）的互調(diào)產(chǎn)物，當(dāng)然還可以有七階和九階。。。只不過三階和五階距離基波頻率最為接近，影響也最大，所以也更容易受到關(guān)注。

給一個(gè)具體的計(jì)算實(shí)例，針對F1=925MHz，F(xiàn)2=960MHz，則3階和5階以及7階的互調(diào)頻率分別為下圖所示：

上面的兩張圖，貌似會(huì)誤導(dǎo)我們產(chǎn)生一個(gè)概念，那就是產(chǎn)生互調(diào)的兩個(gè)頻率成分F1和F2的功率應(yīng)該是相同的，但事實(shí)并不一定是這樣。繼續(xù)來看NR終端的互調(diào)測試。

NR UE 互調(diào)測試要求

UE 發(fā)射互調(diào)的定義是，在每個(gè)發(fā)射機(jī)天線端口添加干擾 CW 信號(hào)，互調(diào)產(chǎn)物的平均功率與想要信號(hào)的平均功率之比。想要的信號(hào)功率和互調(diào)產(chǎn)物功率都是通過 NR?矩形濾波器測量的測量帶寬內(nèi)功率。接下來我們具體看一下5G UE的發(fā)射機(jī)互調(diào)的測試要求，如下表所示：

具體分析如下：

主信號(hào)（wanted signal）：就是主信道上發(fā)射的信號(hào)，帶寬為BWChannel。我們可以把它作為下圖的F2；

干擾信號(hào)（Interference signal）：就是在UE發(fā)射機(jī)端口添加的干擾信號(hào)，可以把它作為下圖的F1，它的具體頻率點(diǎn)距離F2有一定的頻率偏移（frequency offset），上表中規(guī)定的有兩種offset，即：BWChannel和2×BWChannel。下圖中給出的是頻率偏移為BWChannel的情況。

干擾信號(hào)的類型：CW波；

干擾信號(hào)的功率：-40dBc，即比主信號(hào)低40dB；也就是說產(chǎn)生互調(diào)的兩個(gè)信號(hào)并不是同樣功率大小的信號(hào)，這也是充分考慮了終端的應(yīng)用場景，由于鄰近的干擾信號(hào)一般從UE的天線端口耦合進(jìn)入到發(fā)射機(jī)，所以一般要比主信號(hào)低。

互調(diào)產(chǎn)物的功率：要求當(dāng)干擾信號(hào)頻率offset為BWChannel時(shí)，互調(diào)產(chǎn)物的平均功率與想要信號(hào)的平均功率之比< -29dBc；當(dāng)干擾信號(hào)頻率offset為2×BWChannel時(shí)，互調(diào)產(chǎn)物的平均功率與想要信號(hào)的平均功率之比

測量帶寬MBW=REF_SCS*(12*NRB+1)/1000，其中REF_SCS=15kHz@5～50M帶寬，REF_SCS=30kHz@60～100M帶寬。

測量點(diǎn)：在哪里開始測量呢？如果干擾信號(hào)的頻率偏移為BWChannel，則測量點(diǎn)就在距離信道中心頻率BWChannel和2×BWChannel處開始掃描；如果干擾信號(hào)的frequency offset為2×BWChannel，則測量點(diǎn)就在距離信道中心頻率2×BWChannel和4×BWChannel處開始掃描。這里在標(biāo)準(zhǔn)中有缺失的是，并未給出具體的終止掃描測量頻率點(diǎn)。

以下是測試配置：RB是inner full，對于n28頻段的30MHz信道帶寬，使用靠近低段測試頻率進(jìn)行測試 。

審核編輯：黃飛

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