LTE与雷达系统共存测试

2014-09-30 14:02:46来源: ednchina 关键字:LTE  雷达  测试

S波段传统上是空中交通管制和监视系统的工作频率范围(ATC和ATS),随着第4代移动通信系统LTE的发展,现有的移动通信频段越来越拥挤,运营商不得不往更高的频段发展,以致LTE系统的很多频段进入S波段。两者之间的共存是一个很热门的话题。本文阐述并分析LTE和雷达系统的共存问题,提出测试方案,并对干扰的消除技术进行初步讨论。

ATC和ATS雷达以及LTE网络的频率分配

现行民航空中交通管制和军用空中交通监视雷达通常工作在S波段(IEEE定义S波段为2GHz到4GHz),另外很多气象雷达和海事雷达也工作在S波段。由于特有的传播特性,S波段非常适合雷达应用。然而,随着移动通信的发展,2GHz以下频谱资源越来越紧张,LTE等4G系统逐步向更高频率扩展。3GPP组织目前已经定义了至少41个频段给LTE系统(包括TDD和FDD),这里面有一些频段非常接近S波段雷达的工作频率,势必会产生一定的互相干扰。

如图1,3GPP组织为LTE FDD分配的频段,其中落入S波段的以黄色标出,特别是第7和第22频段,非常接近常用雷达工作频段。


图1:3GPP组织为LTE FDD分配的频段

由于ATC/ATS雷达最大输出功率可达7000兆瓦级别,其对LTE的影响不可忽视。考虑到基站和手机之间的距离,3GPP TS36.141基站测试标准中,对基站的抗阻塞(Blocking)特性进行了严格的定义。当然手机测试标准TS36.521-1中也对手机的抗阻塞特性提出要求,这些要求都需要设备(基站或手机)在受到较强的连续波CW干扰的情况下,系统的吞吐率(Throughput)不能小于95%。

但是雷达信号不像LTE信号那样,没有全球统一的标准,例如脉冲宽度脉冲周期、脉冲线性调频带宽等参数都是由各个雷达用户自定义的。

当然,LTE系统,特别是基站也会对雷达产生影响,LTE基站信号(包括其杂散信号)如果较强,会使雷达接收机阻塞,降低其侦测目标的能力,甚至会毁坏接收机。

因此仅仅根据3GPP标准要求使用连续波干扰,进行抗阻塞测试是不够的。需要模拟出更真实的干扰场景,甚至录制空间的真实干扰信号,进行回放,模拟真实场景进行共存测试是非常有必要的。

LTE手机共存测试方案

首先介绍LTE手机终端抗干扰测试,这个系统需要一台设备模拟基站,跟手机进行通信,并测试其吞吐率等指标,同时需要把干扰信号叠加在手机天线输入端。

干扰信号可以通过频谱记录设备,在现场录制并保存,用于后期回放。 R&S TSMW通用无线网络分析仪,具有极高的前端灵敏度,20MHz的记录带宽,并且体积小重量轻,支持车载电源,可以在机场附近等ATC雷达信号较强的地区,真实地记录下空间的雷达信号,如果TSMW内置存储深度不够,还可以外接R&S IQR数据记录仪,通过数字IQ接口连接,可以记录最多1TB的数据。对于一般雷达信号,由于其周期性,一般记录长度为M Sample级别就已经足够覆盖多个周期了。

图2:LTE手机共存测试连接示意图
图2:LTE手机共存测试连接示意图
点击查看大图)

测试的仪器和连接方式,如图2,共有3种配置方式:左上为采用基本前端配置CMW500仪器,其中RF1双向端口通过信令方式和手机建立呼叫连接,RF3输出口加载雷达干扰信号,干扰信号通过任意波形发生器(ARB)方式加载,通过射频合路器加载到手机端;如果CMW500配置了高级射频前端,则可通过CMW500内部合路LTE信号和干扰信号,只需RF1一个端口加载到手机,这样可以极大简化连接复杂度,提高测试方便性和测试速度,如图2中左下方案;当然也可以使用外部信号源,如R&S SMW200A,该方案干扰信号的配置更灵活,频率和功率调整范围更大,如图2右边方案。

测试步骤如下:首先在不加雷达干扰信号的情况下,使用CMW500和手机建立连接,为了达到最大吞吐率,下行参考测量信道RMC要选择16QAM或者64QAM等高阶调制方式,使用20MHz的系统带宽,同时上行功控TPC指令要设为最大功率上行发射,CMW500的发射功率按照TS36.521-1要求设置为相应的参考灵敏度对应功率。为了模拟还有其他用户的场景,CMW500还要加载OFDM信道噪声(OCNG-OFDM Channel Noise Generation)。进行CQI和吞吐率测试。

下一步要加入雷达干扰信号,可以使用图2所述的三种方法,由于雷达信号一般都是外场录制的,并且以波形文件方式导入信号源,其基带功率和录制环境及仪器设置有关,为了精确的控制干扰信号的功率,可以使用FSW/FSV等频谱仪,先单独测量干扰信号功率,得出实际功率和显示功率之间的关系。对于录制的信号,可以使用ARBtoolbox Plus这个免费软件,进行剪切、编辑,抽取出完整的雷达干扰波形。

[1] [2]

关键字:LTE  雷达  测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0930/article_9622.html
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