NB-iot 射频测试手册_V01

NB-iot 射频测试手册_V01 NB-IOT测试文档 1文档综述 1.1前言 本文适用于使用综测仪对NB-iot 进行与模拟小区的连接及射频测试，当前版本3.5.20.17。 1.2版本更新信息 3.5.20.17 Signaling中添加DAU链接以及用户自定义调度。 3.5.20.12 Measurement添加RX测试功能。 3.5.20.10 可以建立NB-iot小区，并在Measurement中进行TX测试。 2 NB-iot Signaling 2.1信令界面NB-iot Signaling NB-iot Signaling小区模拟界面需要License KS300才能打开，打开后界面如下图所示。 (打开方式，仪面板上的SIGNAL GEN按键，选择NB-iot Signaling1) Page 1 of 28 NB-IOT测试文档 2.1.1连接状态Connection Status 小区指示Cell，小区打开后会亮起 数据包开关Packet Switched，小区打开后显示Cell on，终端进行小区搜索的时候显示Signaling in Progress，终端注册成功后显示Attached。 无线资源管理状态RRC state，终端未注册时显示Idle，终端注册成功后显示Connected。 2.1.2日志显示Event Log 终端与仪表的信令交互情况，会显示在这个区域，如图中所示。蓝色信息都是正常的提示，黄色信息为失败消息，红色信息为仪表出现错误。 终端信息UE Info及其他，暂未添加。 2.1.3小区设置Cell 频带和双工方式选择，目前只支持FDD，后续版本将会支持TDD 信道及频率选择Channel/Frequency，信道和频点有对应关系，设置一个的数值会相应变化。 窄带参考符号每资源元素功率NRS EPRE(Narrow Reference Symbol Energy per Resource Element)，通过这个参数，可以设置仪表发射给终端的信号强度。 上行功率Uplink nominal power，设置终端上行的目标功率。 2.1.4连接Connection Page 2 of 28 NB-IOT测试文档 在Configuration中详解。 2.2配置Configuration 2.2.1测试场景Scenario 目前仅支持标准小区Standard Cell的建立。 2.2.2基带单元Base Band Unit 如果仪表配置了两个SUA(B500)硬件，可以在这里选择由其中的哪个来产生模拟小区信号。 2.2.3操作模式Operation 设置NB-iot的操作模式，目前只支持Standalone模式。 TS36.802，5.3节规定的带内模式In-band以及保护带宽模式Guard-band模式将在后续版本中支持。 , 三种操作模式(如图2.2.3-1): Standalone独立模式:使用目前GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)系统占用的频谱，替代一个或多个GSM载波。 Guard-band保护带宽模式:使用目前LTE载波保护带上没有使用的资源块。 In-band带内模式:利用LTE载波内的资源块。 Page 3 of 28 NB-IOT测试文档 图2.2.3 NB-iot的三种操作模式 2.2.4射频设置RF Setting 2.2.4.1射频输出及输入设置Output，TX，/Input，RX， (这个目录下的设置，也可以在Signaling主界面中的routing进行设置) Connector，可以指定信号从仪表前面板的哪个端口进出。 Converter，设置使用仪表内的TRx。 当需要仪表产生多个小区信号的时候，通过设置信号端口和使用的TRx可以合理设置信号路径，使几个小区同时工作。 外部衰减External Attenuation 射频信号将会增加相应dB的功率补偿。 外部延时补偿External Delay Compensation 信号会增加相应ns的延时补偿。 2.2.4.2射频频率RF Frequency 设置相应的band、频率、信道以及频率补偿。在频率设置时，信道间隔频率为0.1MHz，因此精度为0.1MHz。 根据TS36.802 R13，5.2节，目前仪表支持FDD Band1/3/5/8/11/13/17/19/20/26/28，如表2.2.4.2-1 Page 4 of 28 NB-IOT测试文档 NB-IOT Uplink (UL) operating band Downlink (DL) operating Duplex Operating BS receive band Mode Band UE transmit BS transmit UE receive – F F – F FUL_lowUL_highDL_lowDL_high 1 1920 MHz – 1980 MHz 2110 MHz – 2170 MHz HD-FDD 3 1710 MHz – 1785 MHz 1805 MHz – 1880 MHz HD-FDD 5 824 MHz – 849 MHz 869 MHz – 894MHz HD-FDD 8 880 MHz – 915 MHz 925 MHz – 960 MHz HD-FDD 12 699 MHz – 716 MHz 729 MHz – 746 MHz HD-FDD 13 777 MHz – 787 MHz 746 MHz – 756 MHz HD-FDD 17 704 MHz – 716 MHz 734 MHz – 746 MHz HD-FDD 19 830 MHz – 845 MHz 875 MHz – 890 MHz HD-FDD 20 832 MHz – 862 MHz 791 MHz – 821 MHz HD-FDD 26 814 MHz – 849 MHz 859 MHz – 894 MHz HD-FDD 28 703 MHz – 748 MHz 758 MHz – 803 MHz HD-FDD 表2.2.4.2-1 NB-iot 频带表(来自TS36.802，Table 5.2-1) 2.2.4.3上行射频功率RF power uplink 这个参数用来配置预期的上行功率 Exp. Nominal Power..., Margin 有两个可选项 , 根据上行功率控制设定According to UL Power Control Settings 此时，终端上行功率将会根据链路上行功控来自动计算。上行的预期功率的计算结果将显示在下方Exp. Nominal Power中。另外，参考功率Ref. Level的计算公式为: Reference Level = Expected Nominal Power + 12 dB Margin 如示例图 , 手动设置Manual 此时，终端上行的预期功率及余量Margin均可手动设置，参考功率Ref. Level的计算公式为: Reference Level = Expected Nominal Power + Margin 这个设置会对上行功率Tx Power产生影响。 注:这个余量用于计算输入信号(即终端发射功率)的已知变化量(波峰因数)。波峰因数是指波形峰值与有效值之比，这个参数会影响交流测试的精度，较大的波峰因数表明链路本身的损耗较大。在实际测试中，仪表的输入功率必须在仪表datasheet中规定的功率参考范围之内。如果设置正确，对于仪表来说，输入功率等于参考电平减去外部衰减值。这些参数中，衰减值可以在终端与仪表建立连接之后修改，其他参数需要在打开NB-iot小区之前设置好。 混频器电平偏移Mixer level offset Page 5 of 28 NB-IOT测试文档 在分析器路径中改变混频器的输入电平。负偏移降低混频器输入电平，而正偏移增加了电平。仪表默认这是为0dB测试中如果需要，则根据上行链路信号的特性优化混频器输入电平。 设置值 优势 可能产生的问题 <0dB 抑制失真(如在混频器中的互调信号) 较低的动态范围(由于较小的信噪比) >0dB 高信噪比，高动态范围 可能产生互调信号，余量较低容易过载 2.2.5下行功率等级Downlink Power Levels 窄带参考符号每资源元素功率NRS EPRE，通过这个参数，可以设置仪表发射给终端的信号强度。 根据TS36.802 R13，在NB-iot中，物理下行共享信道NPDSCH，物理下行控制信道NPDCCH，物理广播信道NPBCH的功率值，不可单独进行设置。因此在仪表设置中，这三者只能通过NRS EPRE进行设置。 , NPDSCH窄带物理下行共享信道 与LTE中的PDSCH相同，承载用户在NB-iot系统中的下行业务数据，如单播业务、寻呼消息以及RAP消息等。 , NPDCCH窄带物理下行控制信道 承载下行控制信息DCI。由于NB-iot系统仅支持1个PRB大小的子帧，因此不适用于现有的LTE下行控制信道。 , NPBCH物理广播信道 承载网络的广播信息。在NB-iot系统中，为避免In-band模式下雨现有LTE信道的冲突，NPBCH的传输周期为640ms，传输发生在子帧#0中，占用#0中除了前3个OFDM符号以外的所有OFDM符号。 2.2.6上行功率控制Uplink Power Control 2.2.6.1上行预期功率Uplink Nominal Power 设置这个参数可以设置终端上行的预期功率，对12个子载波都生效。 2.2.6.2进阶设置Advanced NPRACH/NPUSCH Power 打开进阶设置Enable Advance Settings 勾选后，以下进阶设置全部生效。 Page 6 of 28 NB-IOT测试文档 2.2.6.3窄带参考信号功率NRS Power 作为PDSCH的配置参数发送给终端，参考TS36.331， 6.3.2节。这个数值被终端用来确定路径损耗Pathloss。损耗的计算值显示在Pathloss中，单位为dB，参考TS36.213，5.1.1.1节。 2.2.6.4前导初始接受目标功率Preamble Initial Received Target Power 作为RACH的配置参数发送给终端，参考TS36.331，6.3.2节。在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为P，O_PRE它被终端用来计算第一个前导的功率。 2.2.6.5窄带上行共享信道预期功率P0 Nominal NPUSCH 作为上行功率控制参数发送终端，参考TS36.331，6.3.2节。在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为P。 O_NORMINAL_NPUSCH 2.2.6.6路径损耗补偿α Pathloss Compensation Alpha 定义参数α，作为上行功率控制参数发送给终端，参考TS36.331，6.3.2节。在TS36.213，5.1.1.1节中，这个参数为α。 2.2.6.7预期窄带物理随机接入信道功率Exp. NPRACH Preamble Power 显示第一个前导信号的预期功率。其数值由Preamble Initial Received Target Power和配置索引 。配置索引，设置PRACH的配置指标并(Configuration Index)中的前导格式确定，参考TS36.521， 5.1节 在广播中将数值发送到终端，它定义了前导格式和其他PRACH的信号特性，例如时域中的哪些资源被允许在前导中传输。 2.2.6.8预期窄带物理上行共享信道格式1/2功率Exp. NPUSCH Format 1/2 Nom. Power 窄带物理上行共享信道有两种格式 , 格式1:用于携带UL-DSCH，支持Single-tone和Multi-tone的传输。当子载波个数为1时，支持两种子 载波间隔3.75kHz和15kHz;当在载波个数大于1时，只支持15kHz的子载波间隔。Single-tone传输主 要适用于低速率、覆盖强的场景，实现成本低。Multi-tone则提供更大的传输速率。 , 格式2:用于携带上行控制信息，即HARQ-ACK信息。 2.2.6.9最大允许功率Max. Allowed Power P-max 指定终端允许发射的最大功率值，勾选后填写的数值生效。 2.2.7小区物理层设置Physical Cell Setup 2.2.7.1双工方式Duplex Mode 根据TS36.802，5.2节，目前仪表只支持FDD的双工方式。 2.2.7.2上行子载波间隔UL Subcarrier Spacing Page 7 of 28 NB-IOT测试文档 NB-iot终端的上行发射带宽是180kHz，支持两种子载波间隔3.75kHz和15kHz。根据TS36.802，5.3节，带宽及子载波间隔如下表。对于增强覆盖场景，3.75kHz可以提供更大的系统容量。在In-band场景下，15kHz间隔具有更好的LTE兼容性，参考表2.2.7.2-1 NB-IoT Standalone In band Guard Band UE Channel bandwidth 200 200 200 BW [kHz] Channel BS Channel bandwidth LTE channel BW, 200 LTE channel BW BW [kHz] FFS for 1.4 and 3 MHz Channel Transmission bandwidth 1 1 1 configuration N RB Transmission bandwidth 12 12 12 configuration N tone 15kHz Transmission bandwidth 48 48 48 configuration N tone 3.75kHz 表2.2.7.1 NB-iot 各操作模式下带宽，来自TS36.802，表5.3.1 (其中，BS Channel bandwidth中的 Guard band 1.4MHz和3MHz还有待研究。) 2.2.7.3物理小区标识Physical Cell ID 小区ID用于生产物理同步信号。在小区搜索时，终端从主同步和辅同步信号中确定小区ID。 2.2.8网络Network 2.2.8.1身份验证Identity 用来配置模拟小区的网络参数，由广播发送给终端。 a.移动国家码MCC(Mobile Country Code) 这个参数是3位十进制数字，表示网络所属国家，如中国为“460”。 b.移动网络码MNC(Mobile Network Code) 这个参数是2位或3位十进制数字，用于识别用户所属的移动网络。 在同一个国家内，如果有多个PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动网，一般某个国家的一个运营商对应一个PLMN)，可以通过MNC来进行区别，即每一个PLMN都要分配唯一的MNC。中国移动系统使用00、02、04、07，中国联通GSM系统使用01、06、09，中国电信CDMA系统使用03、05、电信4G使用11，中国铁通系统使用20。 @R&S CMW-Z04/Z05 SIM卡的默认MCC/MNC为001 01 Page 8 of 28 NB-IOT测试文档 c.跟踪区域码TAC(Tracking Area Code) d.E-UTRAN小区识别符E-UTRAN Cell Identifier 用于指定小区标识，每一个PLMN中不会有相同的小区标识。这个标识将被广播给终端。 2.2.8.2安全性设置Security Setting 完整性算法Integrity Algorithm 选择完整性算法。如果设置为Null，则表示完整性被禁用，用于不支持SNOW3G(EIA1)算法的测试卡。 2.2.9连接设置Connection 2.2.9.1连接类型Connection Type 设置终端与CMW500的连接类型，当前版本只支持测试模式连接。 a.测试模式Testmode:只启用层1和层2的协议栈，不开启层3的协议栈。这个模式适用于只进行信令连接而不需要进行应用层连接的测试。 b.数据应用模式Data Application:启用层3的协议栈，用于需要基于IP层的测试。此模式需要仪表有硬件B450，并安装3.5.50以上版本的DAU。同时需要在DAU的界面中的“Select RAN”中选择NB-IoT Signaling。 2.2.9.2测试模式Test Mode > Use "Activate Testmode" Message 开启后，Activate Testmode消息将被发送给终端。此时，需要不回还模式。Testmode的设置遵循TS36.508和TS36.509。 Page 9 of 28 NB-IOT测试文档 2.2.9.3调度类型Scheduling Type 可以指定调度类型，上行或者下行调度。指定后，下方相应的调度类型的具体参数生效。 选择DL RMC时可以测试Rx参数，即接收灵敏度。 上行/下行无线资源管理调度UL RMC Scheduling/DL RMC Scheduling a.子载波数Subcarriers 可以选择由1、3、6、12个子载波参与数据传输。Start Subcarrier，可以指定由第几个子载波开始传输。不同调度请参图2.2.9.2-1。 图2.2.9.2-1 不同调度模式下的子载波数示意图 b.调制与编码策略索引MCS Index MCS Index确定调试类型和传送资源块大小，在后方显示。它的定义参考TS36.213表7.1.7.1(不包含256QAM)和表7.1.7.1A(256QAM)。 c.资源块/子帧Resource Units/Subframes 确定传输子帧数。 d.重复数Repetitions 确定重复次数。 2.2.9.4 自定义调度模式User defined Scheduling 版本3.5.20.17开始添加，测试中可以自定义调度模式 a.调度类型Pattern 可以设置为Alternating DL/UL(上下行交替模式)，Continuous UL(连续上行)或者 Continuous DL(连续下行模式) b.上行或者下行具体设置UL/DL，与2.2.9.3中的各个项目相同。 Page 10 of 28 NB-IOT测试文档 2.2.10分析Debug 关闭扰频广播，用于Debug。 2.3 测试举例 Step1 按仪表面板“SIGNAL GEN”按键，选择NB-iot Signaling1，打开NB-iot信令界面。 Step2 在Cell区域内设置射频相关的参数，如Band、Channel。 Step3 根据测试需求在Connection中设置调度模式，TX测试选择UL调度，RX测试选择DL调度。 Step4 根据终端所插得SIM卡的相关信息，在Configuration-Network-Identity中设置MCC/MNC。 Step5 按仪表面板“ON|OFF”按键，打开NB-iot小区信号，等待终端注册到模拟网络。 Page 11 of 28 NB-IOT测试文档 3.NB-iot 发射机测试NB-iot TX Measurement NB-iot TX Measurement测试界面需要License KM300才能打开，打开后界面如下图所示。 (打开方式，仪表面板上的MEASURE按键，选择NB-iot TX Measurement1) 在此界面中，我们可以进行终端的发射机性能测试。 建立好连接通路后，打开测试开关Multi Evaluation即可进行测试。测试结果的概况会直接显示在此界面中，如果想查询细节，则可以双击对应测试项的图标进行查看。 3.1发射机测试项目 以下测试项目及及结果判定，依据TS36.521第6章，与NB-iot相关的参数在各节的F副章中。 发射机发射功率参数:最大发射功率，最大发射功率回退，可配置的发射功率范围。 输出功率动态范围参数:最小输出功率，关断状态输出功率，ON/OFF时间模板，功率控制指标要求。 终端发射信号质量参数:频率误差，EVM，载波泄露，带内辐射。 3.1.1最大发射功率Max Tx Power 对于NB-iot终端，当子载波间隔为3.75kHz时，最大输出功率定义为每个时隙(2ms)排除2304Ts的UE传输间隔的平均功率;当子载波间隔为15kHz时，定义为每个子帧(1ms)的平均功率。 结果判定:功率等级为3时，要求23dBm?2Db;功率等级为5时，要求20dBm?2Db，参考表3.1.1-1。 Page 12 of 28 NB-IOT测试文档 EUTRA Class 3 Tolerance Class 5 Tolerance band (dBm) (dB) (dBm) (dB) 1 23 ?2 20 ?2 2 23 ?2 20 ?2 3 23 ?2 20 ?2 5 23 ?2 20 ?2 8 23 ?2 20 ?2 12 23 ?2 20 ?2 13 23 ?2 20 ?2 17 23 ?2 20 ?2 18 23 ?2 20 ?2 19 23 ?2 20 ?2 20 23 ?2 20 ?2 26 23 ?2 20 ?2 28 23 ?2 20 ?2 66 23 ?2 20 ?2 70 23 ?2 20 ?2 表3.1.1-1，截取自TS36.521，Table 6.2.2F.3-1: UE Power Class 3.1.2最大功率回退 MPR 对于NB-iot UE的功率等级3和等级5，协议规定了各个等级下所允许的最大功率回退指标，请参考表3.1.2-1 Modulation QPSK Tone positions for 3 Tones allocation 0-2 3-5 and 6-8 9-11 MPR ? 0.5 dB 0 dB ? 0.5 dB Tone positions for 6 Tones allocation 0-5 and 6-11 MPR ? 1 dB ? 1 dB Tone positions for 12 Tones allocation 0-11 MPR ? 2 dB 表3.1.2-1，截取自TS36.521，Table 6.2.3F.3-1 Maximum Power Reduction (MPR) for UE category NB1 Power Class 3 and 5 3.1.3可配置的发射功率范围 P CMAX 对于每个时隙，NB-iot UE允许的被设置的最大输出功率为P，其计算公式如下: CAMX,c P ? P ? P CMAX_L,cCMAX,c CMAX_H,c = MIN { P, P – MPR – A-MPR} 其中:PCMAX_L,cEMAX,c PowerClasscc P = MIN { P, P} CMAX_H,cEMAX,cPowerClass P 受高层信息IE P-Max指定，具体参考TS36.331 EMAX,c P 是在没有考虑容差的情况下，NB-iot终端所允许的最大发射功率，参考表3.1.1-1 PowerClass MPR 参考表3.1.2-1;A-MPR = 0dB 目前版本 cc 因上述公式计算后得到的P数值请参考表3.1.3-1。 CMAX Page 13 of 28 NB-IOT测试文档 P Tolerance T(P) CMAXCMAX (dBm) (dB) 21 ? P ? 23 2.0 CMAX 20 ? P < 21 2.5 CMAX 19 ? P < 20 3.5 CMAX 18 ? P < 19 4.0 CMAX 13 ? P < 18 5.0 CMAX 8 ? P < 13 6.0 CMAX -40 ? P < 8 7.0 CMAX 表3.1.3-1 P功率容差，截取自TS36.521 ，Table6.2.5F.3-1: Ptolerance CMAXCMAX 3.1.4最小输出功率 对于NB-iot终端，协议要求的最小输出功率为-40dBm。 当子载波间隔为3.75kHz时，最大输出功率定义为每个时隙(2ms)排除2304Ts的UE传输间隔的平均功率; 当子载波间隔为15kHz时，定义为每个子帧(1ms)的平均功率。 3.1.5 UE关断状态输出功率 对于NB-iot终端，协议要求的最小输出功率为-50dBm。 当子载波间隔为3.75kHz时，最大输出功率定义为每个时隙(2ms)排除2304Ts的UE传输间隔的平均功率; 当子载波间隔为15kHz时，定义为每个子帧(1ms)的平均功率。 3.1.6 UE开关时间模板 包括一般开关时间模板(如图3.1.6-1)、NPRACH时间模板(如图3.1.6-2) a.NB-iot的一般开关时间模板与E-UTRA相同，测试要求参考表3.1.6-1 Start of ON power End of ON power End of OFF power Start of OFF power requirementrequirement* The OFF power requirements does not apply for DTX and measurement gaps20µs20µsTransient periodTransient period 图3.1.5-1 一般开关时间模板图，截取自TS36.521 Figure 6.3.4.1.3-1: General ON/OFF time mask Channel bandwidth / minimum output power / measurement bandwidth 200 kHz Page 14 of 28 NB-IOT测试文档 Transmit OFF power For carrier frequency f ? 3.0GHz: ? -48.5 dBm Transmission OFF 180kHz Measurement bandwidth Expected Transmission ON 23 dBm Measured power ON power tolerance ? 2.7dB f ? 3.0GHz 表3.1.6-1 NB-iot一般开关时间模板要求 截取自TS36.521 Table 6.3.4F.1.5-1: General ON/OFF time mask for category NB1 b.NPRACH的ON状态是指去除过渡时间后的NPRACH测量时间内的平均功率，测试要求与一般开关时间模板要求一致，参考表3.1.6-1。 不同NPRACH格式对应的测量时间不同: NPRACH前导码格式为0时，测量时间为5.6ms; NPRACH前导码格式为1时，测量时间为6.4ms。 ON power requirement End of OFF power Start of OFF power requirementrequirement 20µs20µs Transient periodTransient period 图3.1.5-2 NPRACH时间模板图，截取自TS36.521 Figure 6.3.4.2.1.3-1: PRACH ON/OFF time mask 3.1.7功率控制指标要求 包括绝对功率容差、相对功率容差。 a.绝对功率容差 此参数是指UE发射机在第一个子帧设置初始发送功率为指定发送功率的能力。此第一子帧可以包括联系传输或者非连续传输并且传输时间大于20ms时的第一个子帧。该容差包括了信道估计的误差。 协议对正常情况和极端情况的绝对功率容差都做了要求，参考表3.1.7-1 Conditions Tolerance Normal ? 9.0 dB Extreme ? 12.0 dB 表3.1.7-1绝对功率容差，截取自TS36.521，Table 6.3.5F.1.3-1: Absolute power tolerance b.相对功率容差 此参数是指UE在设置当前时刻发射功率相对于最近发送的NPRACH功率的能力。NPRACH的功率步长:0dB，2dB，4dB，6dB，相对功率容差的测试要求与这些功率步长的对应关系，如表3.1.7-2。在极端情况下，各个功率步长下，可以允许?2dB的条件放宽。 Page 15 of 28 NB-IOT测试文档 Power step ,P [dB] NPRACH [dB] ΔP = 0 ?1.5 ΔP = 2 ?2.0 ΔP = 4 ?3.5 ΔP = 6 ?4.0 NOTE: For extreme conditions an additional ? 2.0 dB relaxation is allowed. 表3.1.7-2 相对功率容差，截取自TS36.521， Table 6.3.5F.2.3-1: Relative power tolerance for category NB1 NPRACH transmission (normal conditions) 3.1.8频率误差 Frequency Error 频率误差指的是UE的调制载波频率与接收到的基站频率之间的误差，如表3.1.8-1 Carrier frequency [GHz] Frequency error [ppm] ?1 ?0.2 >1 ?0.1 表3.1.8-1 频率误差 截取自TS36.521，Table 6.5.1F.3-1: Frequency error requirement for UE category NB1 3.1.9 EVM EVM矢量误差幅度，是指实际测得的发射信号与理想无误的信号的向量误差，包括相位和幅度，参考表3.1.9-1。 Parameter Unit Average EVM Level Reference Signal EVM Level QPSK or BPSK % 17.5 17.5 16QAM % 12.5 12.5 表3.1.9-1 EVM，截取自TS36.521，Table 6.5.2.1.3-1: Minimum requirements for Error Vector Magnitude 3.1.10载波泄露 载波泄露是指与载波具有相同频率的额外的正弦波，是一种由直流偏置和互调引起的干扰。这种干扰几乎是恒定的，与输入信号幅度无关。测量间隔为一个时隙，协议要求请参考表3.1.10-1 参数 限制值 (dBc) 0 dBm ? Output power -25 -30 dBm ? Output power ? 0 dBm -20 -40 dBm , Output power < -30 dBm -10 表3.1.10-1 载波泄露 截取自TS36.521，Table 6.5.2.2F.3-1: Minimum requirements for relative carrier leakage power 3.1.11带内辐射 In-band emissions 带内辐射是指UE在所分配的Tone上面的输出功率值与非分配tone上的功率值之比。测量间隔为一个时隙，协议要求参考表3.1.11-1。 Page 16 of 28 NB-IOT测试文档 Parameter Applicable Unit Limit (NOTE 1) description Frequencies max,15,10,log(N/L),toneCtone,10Any non-allocated ,18,5,(,,1)/L,toneCtoneGeneral dB (NOTE 2) ,,57dBm/(3.75kHzor15kHz),Ptone Image frequencies IQ Image dB -25 (NOTES 2, 3) -25 0 dBm ? Output power Carrier Carrier frequency dBc -20 -30 dBm ? Output power ? 0 dBm leakage (NOTES 4, 5) -10 -40 dBm , Output power < -30 dBm NOTE 1: An in-band emissions combined limit is evaluated in each non-allocated tone. For each such tone, the minimum requirement is calculated as the higher of P- 30 dB and the power sum of all limit values tone (General, IQ Image or Carrier leakage) that apply. P is defined in NOTE 10. tone NOTE 2: The measurement bandwidth is 1 tone and the limit is expressed as a ratio of measured power in one non-allocated tone to the measured average power per allocated tone, where the averaging is done across all allocated tones. NOTE 3: The applicable frequencies for this limit are those that are enclosed in the reflection of the allocated bandwidth, based on symmetry with respect to the centre carrier frequency, but excluding any allocated tones. NOTE 4: The measurement bandwidth is 1 tone and the limit is expressed as a ratio of measured power in one non-allocated tone to the measured total power in all allocated tones. NOTE 5: The applicable frequencies for this limit are those that are enclosed in the tones containing the DC NNfrequency if is odd, or in the two tones immediately adjacent to the DC frequency if is even, tonetone but excluding any allocated tone. LNOTE 6: is the Transmission Bandwidth (tones). Ctone NNOTE 7: is the Transmission Bandwidth Configuration (tones). tone ,NOTE 8: is the starting frequency offset between the allocated tone and the measured non-allocated tone. tone ,,1,,,1(e.g. or for the first adjacent tone outside of the allocated bandwidth. tonetone PNOTE 9: is the transmitted power per 3.75 kHz or 15 kHz in allocated tones, measured in dBm. tone 表3.1.11-1 带内辐射，截取自TS36.521，Table 6.5.2.3F.3-1: Minimum requirements for in-band emissions 3.1.12占用带宽 OBW 占用带宽是指以指定信道的中心频率为中心，包含发射功率99%能量所对应的频带宽度，协议要求参考表 3.1.12-1。 Page 17 of 28 NB-IOT测试文档 Initial Conditions Test Environment as specified in TS 36.508[7] subclause 8.1.1 Normal Test Frequencies as specified in TS 36.508 [7] subclause 8.1.3.1 Frequency ranges defined in Annex K.1.1 Test Parameters Configuration ID Downlink Configuration Uplink Configuration Sub-carrier spacing (kHz) N/A Modulation Ntones 1 QPSK 1@0 3.75kHz 2 QPSK 1@0 15kHz 3 (Note 1)QPSK 12@0 15kHz Note 1: Applicable to UE supporting UL multi-tone transmissions 表3.1.12-1 占用带宽，截取自TS36.521，Table 6.6.1F.4.1-1: Test Configuration Table 3.1.13射频辐射模板 SEM 射频辐射模板指的是从NB-iot UE信道带宽边沿处到距离此边沿?f，这段频率区间内的辐射需要服从的指OOB 标规范，请参考表3.1.13-1。 Δf (kHz) Emission limit (dBm) Measurement bandwidth OOB , 0 26 30 kHz , 100 -5 30 kHz , 150 -8 30 kHz , 300 -29 30 kHz , 500-1700 -35 30 kHz 表3.1.13 射频辐射模板，截取自TS36.521，Table 6.6.2.1F.3-1: category NB1 UE spectrum emission mask 3.1.14邻信道泄漏比 ACLR 邻信道泄漏比是指该信道的发射功率与泄漏到相邻信道的辐射功率的比值，如果测得邻信道上单功率大于-50dBm，则NB-iot UE的ACLR值应高于表3.1.14-1中的数值。 UTRA GSMACLRACLR ACLR 20 dB 37 dB Adjacent channel centre frequency offset ?200 kHz ?2.5 MHz from category NB1 Channel edge Adjacent channel 180 kHz 3.84 MHz measurement bandwidth Measurement filter Rectangular RRC-filter α=0.22 Category NB1 channel measurement bandwidth 180 kHz 180 kHz Category NB1 channel Measurement filter Rectangular Rectangular 表3.1.14 邻信道泄漏比，截取自TS36.521 Table 6.6.2.3F-1: category NB1 UE ACLR requirements 3.1.15发射机杂散 发射机指的是无用信号产生的辐射，如谐波辐射、寄生辐射、交调分量及其他频率变换分量。 对于NB-iot UE，f等于1.7MHz OOB Page 18 of 28 NB-IOT测试文档 3.1.16发射机互调 发射机互调特性是指有用信号和通过天线进入发射机的干扰信号共存时，发射机对所产生的互调信号的抑制能力。NB-iot终端发射机互调衰减指的是有用信号的矩形滤波器测量的平均功率和互调干扰信号的矩形滤波器测量的平均功率的比值，协议要求参考表3.1.16-1。 Parameters for transmitter intermodulation BW Channel (UL) 15 kHz (1 tone) Interference Signal Frequency Offset 180 kHz 360 kHz Interference CW Signal Level -40dBc Intermodulation Product -20 dBc -39 dBc Measurement bandwidth 180 kHz 180 kHz 表3.1.16-1 发射机互调，截取自TS36.521 Table 6.7F.3-1: UE category NB1 transmitter IM requirement 3.2详细测试参数配置Configuration 3.2.1双工方式Duplex Mode 信令测试中，双工方式在Signaling中进行设置，测试界面与信令界面保持一致。请参考2.2.4.2射频频率RF Frequency。 3.2.2测试场景Scenario 有两种场景可以选择: a.独立模式Standalone:测试测量界面独立运行，在非信令测试时使用此场景。 b.组合信号路径模式Combined Signal Path:用于进行信令测试。 c.协议测量模式 Measure@ProtocolTest:用于在执行协议测试的应用时测量射频性能，可在“Controlled by”受控状态中指定Protocol Test1来进行后续测试。 3.2.3受控状态Controlled by 受模拟小区的控制，当仪表有两个B500时，可以在此选择使用哪个信令小区进行信令交互。 3.2.4控制器设定Controller Settings Page 19 of 28 NB-IOT测试文档 在信令测试时，如果无需特殊指定，此菜单下的所有参数都应与信令界面Signaling相同。在非信令测试时，需要单独设定，仪表的默认状态是使用COM1端口和TRX1射频收发进行测试。 a.输入信号路径RF Routing(Input):指定终端的上行信号在仪表的路径。 b.外部输入补偿External Attenuation(Input):指定终端上行信号的补偿值。 c.频率-频带Frequency-Band:设定频率与频带，每次变更频带时，频率会被设定为该频带的中心频点。 以下参数，参考信令界面的介绍(Signaling 2.2.4.3): d.频率补偿Frequency Offset e.预期功率Expected Nominal Power f.余量User Margin g.混频器电平偏移Mixer Level Offset 3.2.5测量控制Measurement Control a.重复模式Repetition 或者单次测试(Single shot)。 可以选择连续测试(Continuous) b.停止条件Stop Condition 可以选择不设条件(None)或者测到失败值时停止(On Limit Failure)。 c.测试模式Measurement Mode 普通模式Normal:这个模式下，仪表使用当前的参考电平(Ref. Level)进行测试 (此处有待更新) d.测量预期Measure on Exception 这个参数可以选择开启或关闭。它是用来表明是否拒绝来自CMW500标记的错误或不准确的测试结果。 OFF:此参数关闭时，测得的错误结果将被拒绝，测试继续进行，统计计数器不重置。因此，单独的错误结果不会影响这个的测量过程。 ON:所有得到的错误结果都不会被拒绝。这种模式适用于研发测试，用于分析偶尔出现的传输错误。 Page 20 of 28 NB-IOT测试文档 e.测量时隙数No. of Measure Slots 用于记录需要测试的时隙数。 f.循环前缀Cyclic Prefix 当前版本协议只支持常规CP。 g.信道带宽Channel Bandwidth(Signaling 2.2.4.2) h.子载波间隔Subcarrier Spacing(Signaling 2.2.4.2) 信令测试模式，目前只能设定为15kHz。 非信令测试模式和协议测量模式，可以设定为15kHz或者3.75kHz。 i.窄带物理上行共享信道格式NPUSCH Format(Signaling 2.2.6.8) 3.2.5.1资源分配Resource Allocation a.子载波个数No. of Subcarriers 通过此参数设定执行数据传输的子载波数，此设定应于Signaling终端子载波个数保持一致。 b.起始子载波位置Start Subcarrier 通过此参数设定开始传输的子载波，参数的设置与No. of Subcarriers相关，只能选取0到11中间能够整除“子 载波个数”的数值。例如，当子载波个数设置为12时，只能将起始子载波设置在位置“0”。 c.资源单元个数No. of Resource Units 重复次数No. of Repetitions d.每资源单元中的时隙个数No. of Slots per RU 3.2.5.2物理小区标识Physical Cell ID 请参考Signaling中对这个参数的说明 3.2.5.3频率漂移差值Delta Seq. Shift 用于计算从PDCCH与PDSCH的频率偏移量，参考TS36.211。调整此参数可以确保CMW500的信号同步和 信道估计。 3.2.5.4调制Modulation a.调制方式Modulation Scheme 设置信号的调制方式是QPSK还是BPSK，通常与Signaling中的设置保持一致，设定为QPSK。 b.计数Statistic Count 定义在调制测量中，每个测量周期内的测量间隔数，即每次测试时统计的Slot数。 此个参数在Magnitude error，EVM，相位误差等测试的详细页面中展示。 Page 21 of 28 NB-IOT测试文档 3.2.5.5频谱Spectrum a.频谱模板与邻信道泄露比Emission Mask/ACLR 与调制一样，可以修改统计slot数。 b.选择邻信道泄露来源Select ACLR 可以选择指定邻信道泄露来自GSM、UTRA或者两者都有。 3.2.5.6功率Power 选择功率动态测量的时间模板，目前仪表支持General On/Off，详细定义请参考TS36.521，6.3.4.1节。 Statistic Count可以修改计数。 3.2.6触发设置Trigger 选择触发相关的参数设置 a.触发源Trigger Source 自由测试Free Run:打开后，测量将立即开始进行。 中频IF Power:由接收信号触发测量，并转换为中频。触发事件由NB-iot的上升沿或者下降沿来开启。 b.触发方式Trigger Slope 可以选择上升沿或者下降沿触发。这种设置在Free Run中是无效的。 c.触发阈值Trigger Threshold 定义触发的条件，这是一个增益数值。 d.触发时延Trigger Delay 定义从触发开始到执行测量的时延，此参数对于Free Run模式无效。 e.触发超时Trigger Timeout 定义一个从开始执行测量到必须得到测量结果的时间，若在定义之间内没有得到测量值，则判定为超时。在远 程控制时，这个参数会失效，测试超时的判断有执行远程控制的软件决定。 Page 22 of 28 NB-IOT测试文档 f.最小触发间隔Min Trigger Gap 定义在两次触发之间的最小间隔。 3.2.7门限值设定Limit Settings 可以对调制、频谱以及功率的测试门限值进行修改，在默认设置下，仪表的设置为TS35.521，第6章所要求 的门限值，请参考3.1测试项目中对各个测试的描述。 Page 23 of 28 NB-IOT测试文档 3.2.8其他设置 a.信号发生器快捷方式Generator Shortcut 快速跳转到GPRF信号发生器界面，NB-iot中不支持此功能。 b.信令路径设置Combined Signal Path 当测试场景选择为“Combined Signal Path”时才可以进行此项设置，勾选后，当按下“ON|OFF”按键关闭信令信号时，会弹出“确认关闭”的提示信息。 3.3发射机测试举例 Step1 参考2.3建立小区，并让终端注册到网络上 按仪表面板“SIGNAL GEN”按键，选择NB-iot Signaling1，打开NB-iot信令界面。 在Cell区域内设置射频相关的参数，如Band、Channel。 根据测试需求在Connection中设置调度模式，TX测试选择UL调度，RX测试选择DL调度。 根据终端所插得SIM卡的相关信息，在Configuration-Network-Identity中设置MCC/MNC。 按仪表面板“ON|OFF”按键，打开NB-iot小区信号，等待终端注册到模拟网络。 Step2 按仪表面板“MEASURE”按键，选择 NB-iot Measurement TX1，打开NB-iot发射机测试界面。 Stpe3 选择Trigger Source(IF Power) Step4 设置UL调度模式，选择子载波数和起始子载波位置。 Step5 选中测试界面右上方的Multi Evaluation，然后按仪表面板“ON|OFF”按键开测量。 Page 24 of 28 NB-IOT测试文档 3.3.1 测量结果示例 Page 25 of 28 NB-IOT测试文档 4.NB-iot接收机测试 NB-iot RX Measurement NB-iot RX Measurement测试界面需要License KS300才能打开，打开后界面如下图所示。 (打开方式，仪表面板上的MEASURE按键，选择NB-iot RX Measurement) 接收机测试需要NB-iot X3.5.20.12或更新的版本才可进行测试。 RX的测试界面如上图，图中右侧上方Cell部分与信令Signaling界面相同。 如果终端与仪表已经可以建立信令连接，则当我们打开RX测试界面时，Cell小区设置会继承Signaling的设置，在接收机测试时，我们需要不断调整NRS EPRE来改变终端接收到的信号强度。 图中右侧下方为Connection连接部分，在接收机测试时，我们需要选择为DL RMC下行调度模式。 图中左侧为接收机性能测试部分，在这里我们可以观察测试结果。 4.1接收机测试项目 接收机测试项目及结果判定，依据TS36.521第7章进行。 4.1.1参考灵敏度 接收机参考灵敏度是指在特定参考信道下，天线接口处测量的最小平均功率，并且该功率需要保证?95%的最大吞吐量。计算公式为: P=-174+10lg(BW)+NF+IM+1/f+SNR REFSENSNoise 其中:BW指传输带宽，单位Hz， NF指接收机噪声系数，对于NB-iot UE来说，NF=8.5Db， Page 26 of 28 NB-IOT测试文档 IM指的是产品实现余量，对于NB-iot这种较低的MCS，IM=2， 1/f指的是直流载波泄漏造成的性能损失，对于NB-iot终端来说1/f=0.8Db。 NoiseNoise SNR指的是在特定信道条件下满足95%最大吞吐量的SNR值，对于NB-iot终端来说SNR=1.9Db。 协议要求接收机参考灵敏度为-108.2dBm，参考TS36.521，Table 7.3F.1.3-1: Reference sensitivity for category NB1 4.1.2其他接收机测试项目 根据协议规定接收机测试项目还包括最大输入功率，相邻信道选择性，阻塞，杂散响应和接收机互调特性。 当前版本不支持这些项目的测试，请等待后续版本的更新。 4.2接收机测试参数设置Configuration 目前版本只有BLER这一个目录下的参数可以设置。 4.1.1误块率BLER a.重复模式Repetition 可以选择连续测试(Continuous)或者单次测试(Single shot)。 b.测试样本数No. of Samples 在不设置停止条件时，定义每个测量周期的统计样本数。 c.误码率计算方式Error Ratio Calculation 选择由ACK，NACK，DTX来计算BLER的计算公式，需要根据36.521相关章节选择公式 BLER = (NACK + DTX) / (ACK + NACK + DTX) BLER = DTX / (ACK + NACK + DTX) BLER = NACK / (ACK + NACK + DTX) BLER = NACK / (ACK + NACK) 根据TS21.905 3GPP缩写词汇表 ACK:Acknowledgement 正确解码的子帧 NACK:Negative Acknowledgement 未能正确界面的子帧 DTX:Discontinuous Transmission 非连续传输 4.1.2其他接收机测试项目 等待后续版本的更新。 Page 27 of 28 NB-IOT测试文档 5.已遇到的问题 5.1切换调度模式时仪表FW崩溃 当终端与仪表建立好信令连接后，如果频繁切换调度模式，可能导致仪表FW崩溃。 解决方法:需要修改调度模式时，请先关闭信令小区重新设置后，在打开小区让终端进行网络附着。 5.2 日志区显示NPRACH preamble received终端不能完成注册 仪表的FW是开启扰码的，出现此问题可能是终端没有开启扰码，两者不匹配。 解决方法:终端打开扰码。 5.3 终端开机后日志区无日志显示,终端无动作 1.可能是SIM卡PLMN与仪表设置不符。 解决方法:查询SIM卡上的PLMN信息，在仪表的Network中做相应的修改。 2.目前的终端多数都有电源开关和网络开关，打开网络开关后终端才会进行搜网等动作。 解决方法:打开相应的开关。 Page 28 of 28