EIN/AUS-Leistung von TD-LTE-Basisstationen messen

Der R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator bietet den hohen Dynamikbereich, der notwendig ist, um die EIN/AUS-Leistung Ihres Senders gemäß 3GPP TS 36.141 präzise zu messen.

Ihre Anforderung

TDD-basierte Kommunikationssysteme teilen den Zeitbereich in Sende- und Empfangsphasen ein. Der Wechsel zwischen diesen beiden Phasen muss für eine effiziente Nutzung der Ressourcen im Zeitbereich äußerst schnell erfolgen.

Die Verifizierung dieser EIN- und AUS-Leistungspegel einer Basisstation während der Entwicklungsphase verlangt nach Messinstrumenten mit hoher Dynamik.

TD-LTE-Basisstationen müssen zwei Sende-EIN/AUS-Leistungstests bestehen, die in Kapitel 6.4 der Spezifikation 3GPP TS 36.141 definiert sind:

Transmitter OFF Power (Sender-AUS-Leistung)

Der Zweck des Transmitter OFF-Leistungstests in Kapitel 6.4.1 ist die Verifizierung, dass die Ausgangsleistung der Basisstation während der AUS-Periode des Signals den festgelegten Grenzwert nicht überschreitet.

Transmitter Transient Period (Sender-Übergangsphase)

Der Zweck des Transmitter Transient Period Test in Kapitel 6.4.2 ist die Verifizierung, dass der Zeitraum, in dem der Sender von EIN auf AUS wechselt (oder umgekehrt), kurz genug ist, um Interferenzen mit benachbarten Zeitschlitzen zu vermeiden.

Gemäß der Spezifikation müssen beide Tests mit der maximalen Ausgangsleistung des Senders während EIN-Phasen durchgeführt werden. Da Betriebsleistungen von bis zu 46 dBm auftreten, müssen Maßnahmen zum Schutz der Messinstrumente vor Schäden getroffen werden.

HF-Eichleitungen stellen keine adäquate Lösung dar, da sie den Umgebungsgeräuschpegel während der AUS-Phasen erhöhen, was dazu führen kann, dass das Signal nicht mehr vom Grundrauschen unterscheidbar ist. Darüber hinaus verlangt der Übergangsphasentest Anstiegs- und Abfallzeiten von weniger als 17 µs, sodass beim Timing maximale Präzision gefordert ist.

Messtechnische Lösung

Rohde & Schwarz bietet einen benutzerfreundlichen Messaufbau auf Basis des R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysators. Dieser Aufbau ermöglicht Messungen mit großem Dynamikbereich und erfüllt die hohen Anforderungen von 3GPP an die Timing-Genauigkeit.

Es wird ein HF-Limiter eingesetzt, um die Spitzenleistung am Eingang des Analysators zu reduzieren, während der absolute Pegel des Grundrauschens während der AUS-Phasen aufrechterhalten wird.

Um die Anforderungen an die Timing-Genauigkeit zu erfüllen und das Messinstrument zu schützen, ist ein HF-Limiter mit einer maximalen Ausgangsverlustleistung von 20 dBm und einer maximalen Ansprech- und Wiederherstellungszeit von jeweils 1 µs erforderlich.

HF-Limiter reflektieren fast die gesamte abgestrahlte Leistung. Zur Verhinderung einer Abschaltung der Basisstation müssen unter Umständen ein Isolator und ein externes Dämpfungsglied hinzugefügt werden, die die reflektierte Welle absorbieren. Ein solcher Testaufbau entspricht den Vorgaben von 3GPP, da die EIN-Phase des Signals keinerlei Einschränkungen unterliegt.

Um die benötigte hohe Timing-Genauigkeit zu erreichen, ist es wichtig, einen externen Trigger zu verwenden und das Zeitintervall zwischen dem Trigger-Event und dem Beginn des Frames auszugleichen, d. h. das Trigger-to-Frame-Intervall.

Diese Time-Alignment-Messung wird mit der Software-Option R&S®FSW-K104 zur Analyse von TD-LTE-Downlink-Signalen im Vorfeld der Leistungsmessung ausgeführt.

Der geschätzte Trigger-to-Frame-Wert wird bei allen nachfolgenden Messungen automatisch berücksichtigt. Indem der R&S®FSW mit der Vorverstärkeroption R&S®FSW-B24 ausgestattet wird, kann das Signal-Rausch-Verhältnis während der AUS-Phasen-Messungen verbessert werden, sodass die erforderliche Messgenauigkeit erreicht wird.

Die Software R&S®FSW-K104 verarbeitet die erfassten Daten automatisch. Die Ergebnisse werden als Leistungs-Zeit-Diagramm sowie als Ergebnistabelle mit PASS/FAIL-Informationen und der Angabe des Abstands zum Grenzwert bereitgestellt. Die Software wird auf dem Analysator oder einem externen PC installiert; alle Messungen können ferngesteuert werden, sodass sich die Software ideal zum Einsatz in automatisierten Testsystemen eignet.

Eine detaillierte Beschreibung der Durchführung der EIN/AUS-Leistungsmessungen finden Sie im Handbuch der R&S®FSW-K10x Software.