LTE無線射頻特性

無線通信系統的射頻指標反映了無線通信系統的一些基本特徵。本章介紹E-UTRA系統基站和用戶設備UE的射頻指標，並給出最低性能要求。

基本介紹

• 中文名：LTE無線射頻特性
• 外文名：LTERadiofrequencycharacteristics

公共指標

1.1工作頻段

根據3GPP規範的規劃設計，E-UTRA系統可以使用的工作頻段有40個，表1列出所有的工作頻段，其中第15、第16以及第18到第32頻段目前還沒有分配具體頻點。在已分配的工作頻段中，部分工作頻段之間是有重疊的。

表1E-UTRA工作頻段規劃

工作頻段分布表

E-UTRA工作頻段	上行（UL）工作頻段（基站接收，UE發射）		下行（DL）工作頻段（基站發射，UE接收）		雙工模式
	FUL_low	FUL_high	FDL_low	FDL_high
1	1920MHz	1980MHz	2110MHz	2170MHz	FDD
2	1850MHz	1910MHz	1930MHz	1990MHz	FDD

續表

EUTRA工作頻段	上行（UL）工作頻段（基站接收，UE發射）		下行（DL）工作頻段（基站發射，UE接收）		雙工模式
	FUL_low	FUL_high	FDL_low	FDL_high
3	1710MHz	1785MHz	1805MHz	1880MHz	FDD
4	1710MHz	1755MHz	2110MHz	2155MHz	FDD
5	824MHz	849MHz	869MHz	894MHz	FDD
6	830MHz	840MHz	875MHz	885MHz	FDD
7	2500MHz	2570MHz	2620MHz	2690MHz	FDD
8	880MHz	915MHz	925MHz	960MHz	FDD
9	1749.9MHz	1784.9MHz	1844.9MHz	1879.9MHz	FDD
10	1710MHz	1770MHz	2110MHz	2170MHz	FDD
11	1427.9MHz	1452.9MHz	1475.9MHz	1500.9MHz	FDD
12	698MHz	716MHz	728MHz	746MHz	FDD
13	777MHz	787MHz	746MHz	756MHz	FDD
14	788MHz	798MHz	758MHz	768MHz	FDD
17	704MHz	716MHz	734MHz	746MHz	FDD
33	1900MHz	1920MHz	1900MHz	1920MHz	TDD
34	2010MHz	2025MHz	2010MHz	2025MHz	TDD
35	1850MHz	1910MHz	1850MHz	1910MHz	TDD
36	1930MHz	1990MHz	1930MHz	1990MHz	TDD
37	1910MHz	1930MHz	1910MHz	1930MHz	TDD
38	2570MHz	2620MHz	2570MHz	2620MHz	TDD
39	1880MHz	1920MHz	1880MHz	1920MHz	TDD
40	2300MHz	2400MHz	2300MHz	2400MHz	TDD

1.2信道頻寬

E-UTRA系統可以配置6種信道頻寬：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz。對應這6種頻寬，發射信號時分別需要配置6、15、25、50、75和100個資源塊。信道頻寬和發射頻寬配置（即需配置的資源塊數目）對應關係如表2所示。

表2E-UTRA系統信道頻寬和對應資源塊配置

信道頻寬BWChannel(MHz)	1.4	3	5	10	15	20
發射頻寬配置NRB	6	15	25	50	75	100

信道頻寬BWChannel和發射頻寬配置的關係如圖1所示，其中中心子載波所在頻率為FC，信道邊緣頻率為FC+/−BWChannel/2。

一般來說，E-UTRA系統上下行信道頻寬是相同的，表3給出了發射機和接收機在使用這種對稱信道頻寬的方案下，E-UTRA工作頻段支持的信道頻寬類型。發射機和接收機使用非對稱信道頻寬的方案將在以後的3GPP規範中給出

圖1單個E-UTRA載波信道頻寬和發射頻寬配置的定義

表3 E-UTRA工作頻段支持的信道頻寬類型

續表

E-UTRA工作頻段	信道頻寬
	1.4MHz	3MHz	5MHz	10MHz	15MHz	20MHz
35	支持	支持	支持	支持	支持	支持
36	支持	支持	支持	支持	支持	支持
37			支持	支持	支持	支持
38			支持	支持
39			支持	支持	支持	支持
40				支持	支持	支持
注1：在該信道頻寬下，UE接收機靈敏度要求可以放寬。

1.3信道配置

1．信道間隔

載波之間的信道間隔取決於頻譜分配方案、可用的頻段大小以及信道頻寬。相鄰E-UTRA載波之間的額定信道間隔應為兩個載波所占信道頻寬的和的一半。當然，在某個具體的頻譜分配方案中，信道間隔允許進行調整以最佳化系統性能。

2．信道柵格

E-UTRA所有工作頻帶的信道柵格都設為100kHz，這意味著所有載波的中心頻率都必須是100kHz的整數倍。

3．載波頻率和EARFCN

如表4所示，EARFCN是3GPP為所有在表5-1中分配的工作頻段，按照100kHz的柵格密度，所編的一個全局信道編號，EARFCN最大可以為65535，目前只分配到為39649。全局信道編號（NDL、NUL）和E-UTRA工作頻段的關係如下。

FDL=FDL_low+0.1(NDL–NOffs-DL)

FUL=FUL_low+0.1(NUL–NOffs-UL)

表4E-UTRA工作頻段的全局信道編號

E-UTRA工作頻段	下行			上行
	FDL_low（MHz）	NOffs-DL	NDL	FUL_low（MHz）	NOffs-UL	NUL
1	2110	0	0～599	1920	18000	18000～18599
2	1930	600	600 - ～1199	1850	18600	18600～19199
3	1805	1200	1200～1949	1710	19200	19200～19949
4	2110	1950	1950～2399	1710	19950	19950～20399
5	869	2400	2400～2649	824	20400	20400～20649
6	875	2650	2650～2749	830	20650	20650～20749
7	2620	2750	2750～3449	2500	20750	20750～21449
8	925	3450	3450～3799	880	21450	21450～21799

續表

E-UTRA工作頻段	下行			上行
	FDL_low（MHz）	NOffs-DL	NDL	FUL_low（MHz）	NOffs-UL	NUL
9	1844.9	3800	3800～4149	1749.9	21800	21800～22149
10	2110	4150	4150～4749	1710	22150	22150～22749
11	1475.9	4750	4750～4999	1427.9	22750	22750～22999
12	728	5000	5000～5179	698	23000	23000～23179
13	746	5180	5180～5279	777	23180	23180～23279
14	758	5280	5280～5379	788	23280	23280～23379
17	734	5730	5730～5849	704	23730	23730～23849
33	1900	36000	36000～36199	1900	36000	36000～36199
34	2010	36200	36200～36349	2010	36200	36200～36349
35	1850	36350	36350～36949	1850	36350	36350～36949
36	1930	36950	36950～37549	1930	36950	36950～37549
37	1910	37550	37550～37749	1910	37550	37550～37749
38	2570	37750	37750～38249	2570	37750	37750～38249
39	1880	38250	38250～38649	1880	38250	38250～38649
40	2300	38650	38650～39649	2300	38650	38650～39649

4．收發頻率間隔

表5給出默認的E-UTRA發射信道載波中心頻率和接收信道載波中心頻率的間隔，其中發射和接收信道頻寬在表2中定義。此外，不排除使用其他頻率間隔的情況，這將在後續版本的3GPP規範中給出定義。TDD模式的工作頻段不用定義收發頻率間隔。

表5默認的發射和接收頻率間隔

E-UTRA工作頻帶	1	2	3	4	5	6	7	8
發射和接收載波中心頻率間隔（MHz）	190	80	95	400	45	45	120	45
E-UTRA工作頻帶	9	10	11	12	13	14	17
發射和接收載波中心頻率間隔（MHz）	95	400	48	30	−31	−30	30

無線基站特性

2.1基站發射機特性

除非特別說明，本小節涉及的各項射頻指標要求都是針對基站的單個發射天線的。此外，這些針對單個天線的基站發射機指標要求可以當作是對多天線（天線陣）基站中，某單個天線連線埠處的基站發射機指標要求（在評估該天線連線埠處基站發射機指標時，多天線中的所有其他天線接頭都要關閉起來）。

基站發射特性特指在基站天線連線頭（圖2測試連線埠A）處的特性，此時收發信機配置在正常工作狀態下。如果使用了任何外接設備，如發射放大器、濾波器等，則發射特性是指在遠端的天線連線頭處（圖2測試連線埠B）的特性。

圖2基站發射機測試連線埠

2.2基站接收機特性

除非特別說明，基站接收機特性特指在基站天線連線頭（圖3測試連線埠A）處的特性，此時收發信機配置在正常工作狀態下。如果使用了任何外接設備，如接收放大器以及濾波器等，則接收機特性是指在遠端的天線連線頭處（圖3測試連線埠B）的特性。

圖3接收機測試連線埠

用戶終端特性

本節介紹用戶終端UE的發射機和接收機射頻指標和特性。UE的標準配置為一個發射連線埠和2個接收連線埠。UE發射機特性指UE的單個發射天線連線頭處的特性，且除非特別說明，UE的發射天線為全向點源天線（天線增益為0dBi的全向天線）。UE接收機特性和所有射頻指標，除非特別說明，都是在兩個接收連線埠同時開啟時測量的結果。

測量UE接收機射頻指標時，除了需要定義基站參考發射信號外，還需要定義相應傳播信道的信道參數，本節使用3GPP規範TS36.101[1]附屬檔案A3.2中給出的4個參考信道。在測量接收機性能時，要求的基站發射信號參數（包括不同下行信道參考信號的功率、數據信號功率、兩者的關係等）定義在3GPP規範TS36.101[1]附屬檔案C3.1中，這裡不再贅述。

3.1UE發射機特性

輸出功率

E-UTRA系統的UE按最大輸出功率級別分為4類，目前只定義了其中的第3類。對於第3類UE，在5各個工作頻段上，要求其最大輸出功率為23dBm，允許的偏差為±2dB。此外，由於高階調製和發射頻寬配置等因素的影響，UE最大輸出功率允許有一個回退，定義為最大功率回退MPR。第3類UE的MPR如表6所示。

表6第3類UE的MPR

在某些特別場景中，網路能夠通過信令訊息來指示UE必須滿足附加的ACLR和功率譜輻射要求。為了滿足這些附加的要求，UE的最大輸出功率還可以在MPR的基礎上再回退最多1dB。

PCMAX為配置的UE發射功率，定義為PEMAX和PUMAX這兩個值中小的那一個，其中PEMAX是高層指定的UE最大允許功率，PUMAX是上面定義的UE最大發射功率（由MPR等修正過的功率）。UE配置為不同發射功率時允許的偏差如表7所示。

表7PCMAX的允許偏差

PCMAX（dBm）	允許偏差（dB）
	正常條件	極端條件
23	±2.0	±2.0
22	±2.5	待定
21	±3.0	待定
20	±3.5	待定
19	±4.0	待定
18	±4.5	待定
13≤PCMAX<18	±5.0	待定
8≤PCMAX<13	±6.0	待定
−40≤PCMAX<8	±7.0	待定

發射信號質量

1．頻率偏差

在一個時隙周期（0.5ms）的觀察時間內，UE調製後的載波頻率精度（和E-UTRA基站接收到的載波頻率相比）要小於0.1ppm。

2．發射調製

發射調製定義為UE發射信號的調製質量。發射調製有3個指標：分配資源塊上的信號的EVM、信號I/Q分量、在非分配資源塊上的帶內輻射。

（1）EVM

衡量發射信號質量的一個重要指標是EVM，EVM可以度量理想參考調製波形與實際調製波形之間的偏差。在計算EVM之前，要對UE發射的調製信號的進行頻偏、幅偏和相偏的估計和糾正，以消除調製信號和理想參考調製波形的頻偏、幅偏和相偏（參考文獻[5]）。評估發射信號EVM時，UE的發射信號功率不能小於−40dBm。基本EVM測量間隔是一個時隙，平均EVM應該是10個連續子幀上測得的基本EVM測量結果的R.M.S.平均，參考信號EVM應該是60個連續子幀上測得的基本EVM測量結果的R.M.S.平均。對於不同的調製方式，UE發射機發射信號的EVM應該低於表8中給出的EVM值。

表8EVM最低要求

調製方式	QPSK或BPSK	16QAM	64QAM
平均的EVM（%）	17.5	12.5	待定
參考信號EVM（%）	17.5	12.5	待定

（2）I/Q分量

UE的本振（LO）信號，即正弦載波，也會泄漏到發射連線埠，對發射信號造成污染。起始I/Q分量偏差定義為泄漏的本振信號的相位和幅度。UE發射機相對載波泄漏功率（起始I/Q分量的功率和發射有用信號載波功率的dB差）應不超過表9給出的相對載波泄漏功率限制。

表9相對載波泄漏功率的最小要求

參數	輸出功率>0dBm	−30dBm≤輸出功率≤0dBm	−40dBm≤輸出功率<−30dBm
相對限制（dBc)	−25	−20	−10

（3）帶內輻射

帶內輻射定義為UE在非分配RB上的輸出功率和在分配RB上的輸出功率的比。測量頻寬為180kHz，即12個子載波。未分配RB包括3類：零載波的RB；鏡像RB，指分配RB相對於中心載波頻率的鏡像RB；其他非未分配RB。對這3類RB的帶內輻射要求見表10，其中LCRBs是發射頻寬（單位是RB）；NRB是的發射頻寬配置（單位是RB）；DRB是分配RB和非分配RB之間的頻偏，如緊貼分配頻寬之外的第1個RB，其DRB=1或−1；PRB是分配RB的發射功率（測量頻寬180kHz，單位dBm）。

表10三類RB的帶內輻射的限制

RB分類	輻射限制
鏡像RB（dB）	−25
包括零載波的RB（dBc）	−25（當輸出功率>0dBm時）
	−20（當−30dBm≤輸出功率≤0dBm時）
	−10（當−40dBm≤輸出功率<−30dBm時）
其他RB（dB）

（4）頻譜平坦度

頻譜平坦度定義為頻率域上功率的相對變化，這裡指在分配給UE的所有上行資源塊子載波上，某個子載波的輸出功率和所有載波上平均功率的比。正常情況下，UE發射機發射信號的頻譜平坦度不能超過表11中指定的值，其中FUL_low和FUL_high指E-UTRA工作頻帶，FUL_measurement指被考察的頻點。極端情況下，頻譜平坦度限制可以放寬，如表12所示。

表11正常情況下的頻譜平坦度最小要求

頻譜平坦度	相對限制（dB）
當FUL_measurement−FUL_low≥3MHz且FUL_high−FUL_measurement≥3MHz	+2/−2
當FUL_measurement−FUL_low<3MHz或FUL_high−FUL_measurement<3MHz	+3/−5

表12極端情況下的頻譜平坦度最小要求

頻譜平坦度	相對限制（dB）
當FUL_measurement−FUL_low≥5MHz且FUL_high−FUL_measurement≥5MHz	+2/−2
當FUL_measurement−FUL_low<5MHz或FUL_high−FUL_measurement<5MHz	+4/−8

3.2UE接收特性

分集特性

UE接收機標配為兩個接收連線埠，對配置4個接收連線埠的UE接收機射頻指標目前還沒有確定下來。評估UE接收機性能時，其他所有射頻參數要求都是在兩個接收連線埠同時開啟時測量的結果。

參考靈敏度功率電平

UE接收機參考靈敏度功率電平PREFSENS定義為對於某參考測量信道（定義在3GPP規範TS36.101[4]的附屬檔案A.3.2中），UE接收機兩個接收連線埠上各自能接收的最小平均輸入功率電平，該功率電平必須要保證吞吐量能達到最大吞吐量的95%。

最大輸入電平

最大輸入電平定義為在參考測量信道上，吞吐量達到最大吞吐量的95%時，UE天線連線埠能接收的最大平均功率。對UE接收機最大輸入電平的最低要求是：對於各種信道頻寬（1.4、3、5、10、15、20MHz），當接收信號功率高達−25dBm時，UE接收機仍能正常接收。測量該參數時，UE發射機的發射功率設為其能支持的最大功率減去4dB。

鄰道選擇性

鄰道選擇性評估了在存在一個鄰道干擾信號時，UE接收機在本信道頻帶上接收有用信號的能力。干擾信號應該是一個在3GPP規範TS36.101[4]的附屬檔案C中指定的E-UTRA信號。鄰道選擇性定義為在UE接收機濾波器輸出端，本信道上的功率和相鄰信道上功率的比。

阻塞特性

阻塞特性用來評估當存在一個非期望干擾（不屬於相鄰信道上的干擾和虛假回響）時，UE接收機接收有用信號的能力。

1．帶內阻塞

當非期望的信號為在UE接收頻寬內或接收頻寬外上、下各15MHz頻寬內的干擾信號時，該信號導致的阻塞定義為帶內阻塞。對UE接收機抑制帶內阻塞的要求為：當有用信號和干擾信號各個參數如表13和表14所示時，接收機在參考測量信道上的吞吐量仍能達到該信道最大吞吐量的95%以上。測量該參數時，UE發射機的發射功率設為其能支持的最大功率減4dB。

表13 帶內阻塞參數

信道頻寬（MHz）	1.4	3	5	10	15	20
有用信號平均功率（dBm）	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+7	PREFSENS+9
BWInterferer（MHz）	1.4	3	5	5	5	5
FIoffset,用例1（MHz）	2.1+0.0125	4.5+0.0075	7.5+0.0125	7.5+0.0025	7.5+0.0075	7.5+0.0125
FIoffset,用例2（MHz）	3.5+0.0075	7.5+0.0075	12.5+0.0075	12.5+0.0125	12.5+0.0025	12.5+0.0075

表14 帶內阻塞參數

E-UTRA頻帶	參數	用例1	用例2	用例3（注1）
	干擾信號功率PInterferer（dBm）	−56	−44	−30
	干擾信號中心頻率到有用信號頻率邊緣的頻偏（MHz）	−BW/2−FIoffset,用例1或 +BW/2+FIoffset,用例1	≤−BW/2−FIoffset,用例2或 ≥+BW/2+FIoffset,用例2	−BW/2−9MHz或−BW/2−15MHz
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、33、34、35、36、37、38、39、40	干擾信號中心頻率（MHz）	FDL_low−FIoffset,用例1或 FDL_high+FIoffset,用例1	FDL_low−15到FDL_high+15
17	干擾信號中心頻率（MHz）	FDL_low−FIoffset,用例1或 FDL_high+FIoffset,用例1	FDL_low−9.0到FDL_high+15	FDL_low−15或 FDL_low−9.0
注1：用例3僅適用於UE的信道頻寬為5MHz時的情況。

2．帶外阻塞

帶外頻帶阻塞定義為一個非期望的連續波干擾信號（頻率落在UE接收頻帶上、下各15MHz頻帶範圍以外）對接收機產生的阻塞。接收機應該有抑制該干擾的能力，且當出現這種干擾信號（定義在表15和表16中）時，接收機在參考測量信道上的吞吐量仍能達到該信道最大吞吐量的95%以上。測量該參數時，UE發射機的發射功率設為其能支持的最大功率減4dB。

接收機在UE接收頻帶上下各15MHz以內的這個頻段內的抗干擾能力屬於帶內阻塞或鄰道選擇性討論的範疇。

表15 帶外阻塞參數

信道頻寬（MHz）	1.4	3	5	10	15	20
有用信號平均功率（dBm）	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+6	PREFSENS+7	PREFSENS+9

表16 帶外阻塞

E-UTRA工作頻段	參數	頻率範圍
		範圍1	範圍2	範圍3	範圍4
	PInterferer（dBm）	−44	−30	−15	−15
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、17、33、34、35、36、37、38、39、40	連續波干擾信號中心頻率（MHz）	FDL_low−15到 FDL_low−60	FDL_low−60到 FDL_low−85	FDL_low−85到 1MHz	－
		FDL_high+15到 FDL_high+60	FDL_high+60到 FDL_high+85	FDL_high+85到 +12750MHz	－
2、5、12、17	干擾信號中心頻率（MHz）	－	－	－	FUL_low−FUL_high

3．窄帶阻塞

UE接收機應該具有抑制窄帶阻塞的能力，最小要求是：在小於正常信道間隔的頻率上存在一個非期望窄帶連續波時，接收機接收正常的E-UTRA信號，其吞吐量仍能達到參考測量信道最大吞吐量的95%以上。測量該參數時，UE發射機的發射功率設為其能支持的最大功率減4dB。

表17 窄帶阻塞的有用信號和干擾信號定義

信道頻寬（MHz）	1.4	3	5	10	15	20
有用信號Pw(dBm)	PREFSENS+22	PREFSENS+18	PREFSENS+16	PREFSENS+13	PREFSENSS+14	PREFSENS+16
連續波Puw(dBm)	−55	−55	−55	−55	−55	−55
子載波頻寬為15kHz時的頻偏Fuw(MHz)	0.9075	1.7025	2.7075	5.2125	7.7025	10.2075
子載波頻寬為7.5kHz時的頻偏Fuw(MHz)	待定

參考資料

[1] 3GPPTS36.101.UserEquipment(UE)radiotransmissionandreception