距离我们上次学习5G终端射频标准又过去了三个月,又要更新到最新的标准版本至3GPP TS38.521-1 V18.4.0来进行学习。先看一下测试规范中不同的后缀对应的不同类型终端功能的变化,目前为止,除了最基本的单载波终端,额外还有11种不同功能的分类。
章节后缀 功能
None Single Carrier(单载波)
A Carrier Aggregation (CA)
B Dual-Connectivity (DC)
C Supplementary Uplink (SUL)
D UL MIMO
E V2X
F Shared spectrum channel access
G Tx Diversity (TxD)
H Carrier Aggregation (CA) with UL MIMO
I RedCap
J ATG
L Carrier Aggregation (CA) with Tx Diversity
支持上述功能的终端需要同时满足一般要求(即单载波要求)和适用于相对应后缀A到J的附加要求。如果一般要求和附加要求存在差异,除非附加子条款中另有说明,否则应使用更严格的要求。如果终端支持一个以上的功能,则应满足所有支持功能的相应要求。
最大发射功率等级的测试要求,前面已经学过了一些,例如单载波、CA、V2X等等,然而新增加的功能,由于标准的不断更新,并未及时补充,例如:Redcap终端、支持UL MIMO的CA终端,ATG(Air to ground)终端以及支持Tx分集的CA终端。今天我们就来补充和汇总一下各种5G终端的最大发射功率等级的测试要求。
—、单载波终端的功率等级
对于单载波终端,功率等级定义了Power Class 3,Power Class 2和Power Class 1,除非另有说明,否则Power Class 3 为默认功率等级,其要求如下:
band Class 3(dBm) Tolerance (dB)
n1 23 ±(2+TT)
n2 23 ±(2+TT)
n3 23 ±(2+TT)
n5 23 ±(2+TT)
n7 23 ±(2+TT)
n8 23 ±(2+TT)
n12 23 ±(2+TT)
n13 23 ±(2+TT)
n14 23 ±(2+TT)
n20 23 ±(2+TT)
n24 23 +2+TT/-3.0-TT
n25 23 ±(2+TT)
n26 23 ±(2+TT)
n28 23 +2+TT/-2.5-TT
n30 23 ±(2+TT)
n31 23 ±(2+TT)
n34 23 ±(2+TT)
n38 23 ±(2+TT)
n39 23 ±(2+TT)
n40 23 ±(2+TT)
n41 23 ±(2+TT)
n48 23 +2+TT/-3-TT
n50 23 ±(2+TT)
n51 23 ±(2+TT)
n53 23 ±(2+TT)
n54 23 ±(2+TT)
n65 23 ±(2+TT)
n66 23 ±(2+TT)
n70 23 ±(2+TT)
n71 23 +2+TT/-2.5-TT
n72 23 ±(2+TT)
n74 23 ±(2+TT)
n77 23 +2+TT/-3-TT
n78 23 +2+TT/-3-TT
n79 23 +2+TT/-3-TT
n85 23 ±(2+TT)
n91 23 ±(2, 5+TT)
n92 23 ±(2, 5+TT)
n93 23 ±(2, 5+TT)
n94 23 ±(2, 5+TT)
n100 23 ±(2+TT)
n101 23 ±(2+TT)
n106 23 ±(2+TT)
对于PC2的单载波终端:
band Class 2(dBm) Tolerance (dB)
n1 26 +2+TT/-3-TT
n3 26 +2+TT/-3-TT
n8 26 +2+TT/-3-TT
n34 26 +2+TT/-3-TT
n39 26 +2+TT/-3-TT
n40 26 +2+TT/-3-TT
n41 26 +2+TT/-3-TT
n77 26 +2+TT/-3-TT
n78 26 +2+TT/-3-TT
n79 26 +2+TT/-3-TT
对于PC1单载波终端,最大功率允许31dBm。一般来说,PC1终端并不是智能手机的形式。频段n14的PC 1终端要求仅适用于公共安全场景。关于700M频段的n14频段,可以参考之前学习的一起来学5G终端射频标准(CA的共存杂散)。
band Class 1 (dBm) Tolerance (dB)
n7 31 +2+TT/-3-TT
n14 31 +2+TT/-3-TT
n25 31 +2+TT/-3-TT
n40 31 +2+TT/-3-TT
n41 31 +2+TT/-3-TT
n66 31 +2+TT/-3-TT
n71 31 +2+TT/-3-TT
n77 31 +2+TT/-3-TT
n78 31 +2+TT/-3-TT
n85 31 +2+TT/-3-TT
n100 31 +2+TT/-3-TT
n101 31 +2+TT/-3-TT
TT为测试容限(Test Tolerance),针对不同的带宽和频段有不同的要求:
f ≤ 3.0GHz 3.0GHz < f ≤ 4.2GHz 4.2GHz < f ≤ 6.0GHz
BW ≤ 40MHz 0.7 dB 1.0 dB 1.0 dB
40MHz < BW ≤ 100MHz 1.0 dB 1.0 dB 1.0 dB
A、CA终端的功率等级
对于Power Class 3的CA,最大功率要求应适用于所有组成载波的总传输功率。除非另有说明,功率等级 3 是默认功率等级。关于CA频段组合和带宽类别,可以参考一起来学5G终端射频标准(CA的频段组合和带宽)。
CA band Class 3(dBm) Tolerance (dB)
CA_n1A-n3A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n1A-n8A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n1A-n28A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n1A-n41A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n1A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n1A-n79A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n5A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n14A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n30A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n48A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n5A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n8A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n28A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n41A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n7A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n30A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n48A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n7A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n8A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n14A-n30A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n14A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n14A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n20A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n24A-n41A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n24A-n48A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n24A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n25A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n25A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n25A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n26A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n26A-n70A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n41A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n79A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n30A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n30A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n39A-n41A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n41A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n41A-n79A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n48A-n66A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n48A-n70A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n48A-n71A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n66A-n71A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n66A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n66A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n70A-n71A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n71A-n77A 23 +2+TT/-3-TT
CA_n71A-n78A 23 +2+TT/-3-TT
对于PC2的CA,有26dBm和27.8dBm两种功率。26dBm适用于UE在NR FDD频段内支持PC3,在NR TDD频段内支持PC3或PC2;27.8dBm适用于UE支持PC2上行链路CA配置且每个单独频段都有单载波,以及在NR TDD或FDD频段内支持PC3和在第二个NR TDD频段内支持PC2的组合。
CA band Class 2(dBm) Tolerance (dB)
CA_n1A-n78A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n2A-n77A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n41A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n3A-n78A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n77A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n14A-n77A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n41A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n79A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n30A-n77A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n41A-n79A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
CA_n66A-n77A 26, 27.8 +2+TT/-3-TT
2UL CA最大输出功率的TT是所有UL CC中的最大TT。各UL CC的TT值如下表:
B、NR-DC终端的功率等级
对于NR-DC的要求如下,有关Dual Connectivity的概念可以参考一起来学5G终端射频标准(新版本R17 h61又多了什么)。对于每个NR频段分配一个上行载波的带间NR-DC,单载波的发射功率要求适用于每个频段。对于每个频段分配一个上行链路的带间NR-DC,UE的最大输出功率应在不同频段的所有component载波上测量。如果每个频段有独立的天线连接器,最大输出功率被定义为每个UE天线连接器的最大输出功率之和。测量周期应至少为一个子帧(1ms)。
测试要求中给出了DC_n48A-n70A一种双NR FR1的配置的情况:
上行DC配置 Class 3(dBm)Tolerance (dB)
DC_n48A-n70A 23 +2+TT/-3-TT
C、SUL终端的功率等级
有关SUL的基本概念,可以参考一起来学5G终端射频标准(SUL发射功率)。对于SUL终端要求如下,其中TT与单载波相同:
band Class 3(dBm) Tolerance (dB)
n80 23 ±(2+TT)
n81 23 ±(2+TT)
n82 23 ±(2+TT)
n83 23 +2+TT/-2.5-TT
n84 23 ±(2+TT)
n86 23 ±(2+TT)
n97 23 ±(2+TT)
n99 23 +2+TT/-3.0-TT
D、UL MIMO终端的功率等级
对于UL MIMO的要求如下,对于支持UL MIMO的UE,最大输出功率被定义为两个UE天线连接器的最大输出功率之和。测量周期应至少为一个子帧(1ms)。注意这里出现了Power Class1.5的功率等级,出现在以下几个频段:n41,n77,n78,n79。
band Class 1.5 (dBm) Class 2 (dBm) Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
n1 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n2 23 +2+TT/-3-TT
n3 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n5 23 +2+TT/-3-TT
n7 23 +2+TT/-3-TT
n8 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n24 23 +2+TT/-4-TT
n25 23 +2+TT/-3-TT
n28 23 +2+TT/-3-TT
n30 23 +2+TT/-3-TT
n34 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n38 23 +2+TT/-3-TT
n39 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n40 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n41 29 +2+TT/-3-TT 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n48 23 +2+TT/-3-TT
n66 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n70 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n71 23 +2+TT/-3-TT
n77 29 +2+TT/-3-TT 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n78 29 +2+TT/-3-TT 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n79 29 +2+TT/-3-TT 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
n97 23 +2+TT/-3-TT
TT值如下:
f ≤ 3.0GHz 3.0GHz < f ≤ 6.0GHz
BW ≤ 40MHz 0.7 dB 1.0 dB
40MHz < BW ≤ 100MHz 1.0 dB 1.0 dB
E、V2X终端的功率等级
NR V2X分为两种情况:non-concurrent和concurrent,可以参考我们以前学习的一起来学5G终端射频标准(V2X发射功率-1)。
当NR V2X UE 配置为如下NR V2X工作频段的NR上行链路non-concurrent进行sidelink传输时,允许的NR V2X UE最大输出功率为:
NR band Class 2 (dBm) Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
n38 23 ±2
n47 26 +2/-3 23 ±2
如果是NR V2X带间和带内的con-current操作,则需满足:
V2X con-current band Class 2 (dBm) Class 3 (dBm)Tolerance (dB)
V2X_n71A-n47A
n71 23 +2/-3
n47 23 +2/-3
V2X_n79B 26 +2/-3 23 +2/-3
测试要求只定义了带间con-current情况:
F、Shared spectrum access终端的功率等级
对于NR 共享频谱接入的终端,目前测试要求的定义如下,注意这里出现了Power Class 5,频段限于共享频段n46和n96(未来根据技术要求还会进一步更新)。除非另有说明,否则功率等级 5 为默认功率等级。
band Class 5 (dBm) Tolerance (dB)
n46 20 +2+TT/-3-TT
n96 20 +2+TT/-3-TT
如果是共享频谱接入的inter-band CA (2 UL CA),则要求为:
上行CA配置 Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
CA_n46A-n48A 23 +2+TT/-3-TT
TT值为:
G、Tx Diversity终端的功率等级
对于NR支持发射分集的所有类型的 NR 功率等级 1.5 FWA UE、功率等级 2 和功率等级 3 UE 的要求如下:对于支持 Tx 分集的 UE,最大输出功率定义为来自两个UE天线连接器的最大输出功率之和。测量周期应至少为一个子帧(1 毫秒)。
PC2:
band Class 2 (dBm) Tolerance (dB)
n1 26 +2+TT/-3-TT
n3 26 +2+TT/-3-TT
n34 26 +2+TT/-3-TT
n39 26 +2+TT/-3-TT
n40 26 +2+TT/-3-TT
n41 26 +2+TT/-3-TT
n77 26 +2+TT/-3-TT
n78 26 +2+TT/-3-TT
n79 26 +2+TT/-3-TT
PC1.5:
band Class 1.5 (dBm) Tolerance (dB)
n34 29 +2+TT/-3-TT
n39 29 +2+TT/-3-TT
n40 29 +2+TT/-3-TT
n41 29 +2+TT/-3-TT
n77 29 +2+TT/-3-TT
n78 29 +2+TT/-3-TT
n79 29 +2+TT/-3-TT
PC3:
band Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
n1 23 +2+TT/-3-TT
n2 23 +2+TT/-3-TT
n3 23 +2+TT/-3-TT
n5 23 +2+TT/-3-TT
n7 23 +2+TT/-3-TT
n8 23 +2+TT/-3-TT
n12 23 +2+TT/-3-TT
n14 23 +2+TT/-3-TT
n20 23 +2+TT/-3-TT
n24 23 +2+TT/-3-TT
n25 23 +2+TT/-3-TT
n26 23 +2+TT/-3-TT
n28 23 +2+TT/-3-TT
n30 23 +2+TT/-3-TT
n34 23 +2+TT/-3-TT
n38 23 +2+TT/-3-TT
n39 23 +2+TT/-3-TT
n40 23 +2+TT/-3-TT
n41 23 +2+TT/-3-TT
n48 23 +2+TT/-3-TT
n50 23 +2+TT/-3-TT
n51 23 +2+TT/-3-TT
n53 23 +2+TT/-3-TT
n54 23 +2+TT/-3-TT
n65 23 +2+TT/-3-TT
n66 23 +2+TT/-3-TT
n70 23 +2+TT/-3-TT
n71 23 +2+TT/-3-TT
n74 23 +2+TT/-3-TT
n77 23 +2+TT/-3-TT
n78 23 +2+TT/-3-TT
n79 23 +2+TT/-3-TT
TT值为:
f ≤ 3.0GHz 3.0GHz < f ≤ 4.2GHz 4.2GHz < f ≤ 6.0GHz
BW ≤ 40MHz 0.7 dB 1.0 dB 1.0 dB
40MHz < BW ≤ 100MHz 1.0 dB 1.0 dB 1.0 dB
H、支持UL MIMO 的带内上行连续CA的发射功率等级
对于PC 3(连续RB分配)UE 输出功率(适用于 CA_n41C)的测试要求为:
对于PC 2(连续RB分配)UE 输出功率(适用于 CA_n41C)的测试要求为:
I、Recap终端的发射功率等级
有关Redcap的基本概念可以参考一起来学5G终端射频标准(新版本R17 h61又多了什么)。对于Redcap终端只有PC3的要求:
band Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
n1 23 ±(2+TT)
n2 23 ±(2+TT)
n3 23 ±(2+TT)
n5 23 ±(2+TT)
n7 23 ±(2+TT)
n8 23 ±(2+TT)
n12 23 ±(2+TT)
n14 23 ±(2+TT)
n20 23 ±(2+TT)
n24 23 +2+TT/-3.0-TT
n25 23 ±(2+TT)
n26 23 ±(2+TT)
n28 23 +2+TT/-2.5-TT
n30 23 ±(2+TT)
n34 23 ±(2+TT)
n38 23 ±(2+TT)
n39 23 ±(2+TT)
n40 23 ±(2+TT)
n41 23 ±(2+TT)
n48 23 +2+TT/-3-TT
n50 23 ±(2+TT)
n51 23 ±(2+TT)
n53 23 ±(2+TT)
n54 23 ±(2+TT)
n65 23 ±(2+TT)
n66 23 ±(2+TT)
n70 23 ±(2+TT)
n71 23 +2+TT/-2.5-TT
n74 23 ±(2+TT)
n77 23 +2+TT/-3-TT
n78 23 +2+TT/-3-TT
n79 23 +2+TT/-3-TT
TT也仅有不大于40MHz带宽的要求:
f ≤ 3.0GHz 3.0GHz < f ≤ 4.2GHz 4.2GHz < f ≤ 6.0GHz
BW ≤ 40MHz 0.7 dB 1.0 dB 1.0 dB
J、ATG终端的发射功率等级
名词解释:
ATG终端:安装在飞机上并支持ATG功能(即UE能力 airToGroundNetwork-r18)的终端或用户设备。
早在4G时代,中国民航就已经对ATG进行了试运行。无非就是在飞行器上安装终端(ATG UE),例如CPE,然后使用特定的地面ATG BS(基站),如上图所示,进行地面与机上通信,当然还需要考虑与地面网络的互干扰问题。作用不言而喻,例如飞机状态实时监测,数据实时下载,乘客的机上办公和娱乐等等。相比于使用卫星进行机上通信,时延和功率都得到很大的改善。
但ATG终端并未标注具体的功率等级,而只是规定了其最大发射功率(MOP)或TRP的范围是23~40dBm。由于不同机型和不同频率范围的ATG所需的功率水平可能不同,因此从3GPP的角度来看,很难为ATG UE制定一个特定的功率等级,因此3GPP同意为ATG UE引入新的功能分类,以指示在最大调制阶数和满PRB配置下的额定最大输出功率,其功率上报颗粒度为1dB。其功率限制范围定义如下:
- ATG UE 的传导MOP 或 TRP下限为 23 dBm;
- ATG UE 的传导MOP 或 TRP上限为 40 dBm。
此外,考虑到 ATG UE的天线类型(例如,对于 2 GHz,ATG UE 可使用全向天线;对于4 GHz,ATG UE 可使用天线阵列),因此3GPP RAN4同意引入两种ATG UE类型,以区分ATG UE的天线类型。
我们从以上其他类型终端的功率等级,出现过的最大等级为PC1,对应最大功率31dBm,而ATG终端允许的最大40dBm显然已远远超出PC1的范畴。
band 额定最大输出功率 (dBm) Tolerance (dB)
n1 23 to 40 ±(2+TT)
n3 23 to 40 ±(2+TT)
n34 23 to 40 ±(2+TT)
n39 23 to 40 ±(2+TT)
n41 23 to 40 ±(2+TT)
n78 23 to 40 ±(2+TT)
n79 23 to 40 ±(2+TT)
TT值为:
f ≤ 3.0GHz 3.0GHz < f ≤ 4.2GHz 4.2GHz < f ≤ 6.0GHz
BW ≤ 40MHz [0.7 dB] [1.0 dB] [1.0 dB]
40MHz < BW ≤ 100MHz [1.0 dB] [1.0 dB] [1.0 dB]
L、支持发射分集的CA终端的发射功率等级
对于支持Tx Diversity的CA终端的发射功率,分为UE在FDD频段支持PC3,在TDD频段支持带Tx 分集的PC2;或UE在FDD频段支持PC3,在TDD频段支持带Tx 分集的 PC1.5。除非另有说明,功率等级 3 是默认功率等级,外形尺寸是FWA类型终端。
NR UL CA配置 Class 2 (dBm) Class 3 (dBm) Tolerance (dB)
CA_n2A-n77A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n5A-n77A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n8A-n78A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n25A-n77A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n41A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n28A-n78A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n66A-n77A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
CA_n71A-n77A 26 +2+TT/-3-TT 23 +2+TT/-3-TT
TT值与CA一致: