一起来学5G终端射频标准（接收机灵敏度的测试端口）

上一篇中我们学习了5G终端接收机灵敏度的定义：REFSENS（Reference sensitivity），是适用于所有 UE 类别的每个 UE 天线端口的最小平均功率，在此功率下吞吐量应达到或超过指定参考测量信道（reference measurement channel）的要求。有读者在留言中提出了这样一个问题：该如何理解“每个UE天线端口”，因为单载波终端测试要求中给出的是两端口或四端口甚至八端口天线情况下的限值指标。

我们今天就从规范的角度来探讨一下该如何理解这个要求。

1、灵敏度测试连接拓扑

根据38.521-1接收机测量的总述部分，除非另有说明，否则接收机的特性都是在UE的天线连接器上指定的。应用于每个天线连接器的测试信号电平应符合各章节规定。参考灵敏度功率电平REFSENS也定义的是应用于每个 UE 天线端口的最小平均功率。那是不是就意味着我们只测试其中的一个天线口就可以了呢？但为什么测试要求中又大费周章地给出了2端口和4端口的要求限值呢？

首先，参考灵敏度的测试目的是验证 UE 在低信号电平、理想传播和无附加噪声的条件下，使用指定参考测量信道所给定的平均吞吐量，即在这种情况下的接收数据的能力，也就是下行吞吐量。上一篇中我们也提到了灵敏度测试的4个要素，单端口、平均功率，参考测量信道以及吞吐量。那么：

参考测量信道在哪里指定？是在附录A中规定。

在这样的参考测量信道下，吞吐量应该达到多少？应达到最大吞吐量的 95%。

所以说，测灵敏度实际上要测的是吞吐量，以吞吐量作为衡量的指标。当然，由于历史原因，在很多仪表中，会直接写BLER的测量，或者BLER/Tput的测量。95%的吞吐量（Tput）会直接被转化成5%的BLER。虽然在4G/5G规范中已经不再使用BLER作为衡量指标了。

但我们考虑一下测最大吞吐量的时候是怎么测的呢？是不是需要把所有的端口都连接到仪表，然后把所有的参数都配置到顶配，尽可能地得出一个最大值。所以理论上来说，我们也应该把终端所有端口都连接到仪表，然后按照规范中定义的灵敏度测试参数（除上述附录A之外，还有在正文的测试初始条件里面定义的调制方式，RB分配等等）来进行配置，来获取此时配置下的最大吞吐量。然后再调整综测仪的输出功率电平，也就是DUT终端的输入电平，使得吞吐量变为最大情况下的95%。

实际上在规范中，参考灵敏度的测试初始条件里面就有如下的定义：

1. Connect the SS to the UE antenna connectors as shown in TS 38.508-1 [5] Annex A, Figure A.3.1.1.1 for TE diagram and section A.3.2 for UE diagram.

2. The parameter settings for the cell are set up according to TS 38.508-1 [5] subclause 4.4.3.3. Downlink signals are initially set up according to Annex C.0, C.1, C.2, and C.3.1, and uplink signals according to Annex G.0, G.1, G.2, and G.3.1.4. The UL and Reference Measurement Channel is set according to Table 7.3.2.4.1-1, Table 7.3.2.4.1-2, and Table 7.3.2.4.1-3.5. Propagation conditions are set according to Annex B.0.6. Ensure the UE is in State RRC_CONNECTED with generic procedure parameters ConnectivityNR, Connected without release On, Test Mode On and Test Loop Function Onaccording to TS 38.508-1 [5] clause 4.5. Message contents are defined in clause7.3.2.4.3.

我们看上面第一条，就规定了测试的连接拓扑需参照38.508-1中的附录A。以下是附录A中有关传导测试的测试设备连接示意图（SA情况下可忽略虚线LTE连接）：

那么被测终端的连接拓扑是怎样的呢？附录A中给出了很多类型，重点是物理天线连接器的数量以及它们是如何在 DUT 中组合的。 需要根据 DUT的实现情况来进行选择，我们列举几个普通的：

1. 一个天线连接器的情况如下（SA情况下可忽略虚线LTE连接）：

根据上一篇我们知道单载波终端的参考灵敏度要求只有2、4、8天线端口要求，已经没有1端口了，言外之意就是说普通的5G终端都得支持2Rx以上。但RedCap UE除外，它是可以只配备一个Rx天线端口的，最多配备两个 Rx 天线端口。

2. 1Tx2Rx的情况如下（SA情况可忽略虚线LTE连接）：

3. 下图虽然是4跟天线，但对NR来说，仍然是1Tx2Rx：

4. 下图是1Tx4Rx的情况，同理也可以推至2Tx4Rx，例如5G的工业网关/CPE多采用4根及以上的接收天线：

不管是仪表的连接，还是被测件的连接，都有太多的情况需要考虑。但无论如何，规范中的要求是所有DUT的RX端口都要参与测试连接的，然后平均到每个端口。

2、测试举例

以下为TDD n78 QPSK的例子，其中NRB是根据第五章中定义的最大传输带宽配置表格中的取值。REFSENS是在2端口或4端口都参与测量的情况下，对单端口平均功率的限值要求。4端口情况下，单端口功率限值比2端口情况降低2.2dB，也就是加严了2.2dB。

2端口：

4端口：

5G综测仪都提供了多端口配置功能，例如，下图是SP9500综测仪端口配置界面，可支持下行最大8端口测试。

在实际的测试中，往往有工程师，只拿其中一个端口来进行测试，但规范中并没有指定所有终端类型在单端口连接情况下的技术指标。对于研发过程中前后的比对测试，这样测显然没有问题。亦或是只看通过与否，假定每个端口链路的能力相同，并且测试的结果远远优于指标要求的话，这样做也无妨。但如果结果比较擦边，并且不同端口能力不见得相同，就可能不好判定是否真能通过了。

我们上面提到了，目前的5G终端，只有Redcap可以只配备1个天线端口，并且给出了单端口的技术要求。但也被指定了很多不同的情况，例如在以下频段，对于配备 1 个接收天线端口的 RedCap UE，应在普通单载波终端 2 个接收天线端口的参考灵敏度基础上再加一个修正系数ΔR1R ，这个修正系数针对不同的工作频段和带宽量值也有所不同。此外还有针对HD-FDD的1端口和2端口的指标要求，也不尽相同，所以还不能简单地以1端口结果来估算2端口。

Table 7.3I.2.3-1: Single antenna port reference sensitivity allowance ΔR1R

如果有机会，大家可以对比两种测试方法，看看所得测试结果有何区别，欢迎留言讨论。