發射功率與CPICHEc/No之間的關係
從理論上探討了各種業務信道的發射功率與CPICHEc/No之間的關係，並進行了現場測試。該關係將網路的負荷情況與業務的性能聯繫在一起，在實際網路規劃和最佳化中，可利用該關係提升網路性能。
相關產品在WCDMA無線網路中，不同的業務具有不同的復蓋，每種業務的復蓋範圍與其下行無線鏈路的最大發射功率有關。在WCDMA網路中，為了保證某種業務的連續復蓋，需要合理設定該種業務的最大發射功率；同時，為了更加有效地利用無線資源，需要設定合適的下行最小無線鏈路功率，這種情況經常套用在室內復蓋等無線條件比較好的無線環境中。文章對WCDMA無線網路中各種無線接入承載（RAB：RadioAccessBearer）的DPCH信道功率設定進行了探討。
關係
對於不同的業務，需要不同的下行碼發射功率來維持該業務所需的塊誤碼率（BLER：BlockErrorRate）。對於特定的業務，NodeB發射的下行碼發射功率取決於下面的幾個因素：無線傳播環境、該業務的BLER目標、用戶設備（UE）是否處於宏分集狀態和UE的移動速度等。
當UE處於單鏈路（ActiveSetSize為1）時，每種業務專用物理信道（DPCH）所需的功率相對公共導頻信道（CPICH）Ec/No為CPICH的信號質量，EcRAB/No=Φ（RAB，BLERTarget，Channel）；EcRAB/No=Φ（RAB，BLERTarget，Channel），表示為了維持某一RAB所需的BLERTarget，DCH需要的信號質量EcRAB/No。一般地，EcRAB/No是RAB和BLER目標的函式（實際上，EcRAB/No還和信道環境及UE移動速度有關）。因此，某種業務相對CPICH的功率（dB）在一定的BLER目標和信道條件下與CPICH的Ec/No呈線性關係，如圖1所示。
相關產品當網路的負荷變化時（表現為CPICHEc/No的變化），業務所需的下行發射功率也將發生變化。因此，一方面，可以根據CPICHEc/No來相應地確定各種業務下行的發射功率；另一方面，通過考察網路的CPICHEc/No的分布情況，能夠了解各種業務相應的復蓋範圍。這樣，就能準確地對網路性能作出判斷，為網路規劃和最佳化作出指導。例如，當需要保證某種業務的連續復蓋時，可以根據該業務所需的CPICHEc/No，調整該業務的dlPowerOffset值。
各種業務的dlPowerOffset的設定具有一定的範圍。在無線環境和網路負荷都比較好的情況下，下行發射碼功率（DownlinkTransmittedCodePower）非常低，此時無線環境的突變（如出現新干擾）和NodeB硬體資源的限制就可能會導致該無線鏈路的掉話。為了防止出現這種現象，需要合適地設定最小下行發射碼功率dlMinPower（單位為dB，表示相對CPICH信道的功率）。一方面，dlMinPower不能設定地過小，否則起不到保護無線鏈路的作用；另一方面，dlMinPower也不能設定地過大，否則會大大浪費NodeB的功率，減小系統容量。各種業務的最大下行發射碼功率dlMaxPower（單位為dB，表示相對CPICH信道的功率）也不能設定地過大，否則會占據大量的下行發射功率，容易導致整個網路性能的下降。
注意
需要注意的是，Ec/No與dlPowerOffset的關係與UE是相關的，這是因為下行的功控是UE控制的，並且不同的UE解調能力和功控算法都不相同。儘管如此，我們還是可以選擇一種具有代表性的UE作為實驗對象，考察各種業務的下行功率（相對於CPICH）與CPICHEc/No的關係。
如何提高無線通信系統中放大器ACLR和ACPR的測量精度
如何提高無線通信系統放大器ACLR的測量精度
數字無線通信系統採用複雜的調製格式通過有限頻寬來傳輸語音、數字和多媒體服務。採用GSM和WCDMA的無線網路可以提供高性能和高可靠性，但卻取決於其最終的發射器極的功率放大器的線性度。這些固態放大器必須使用複雜的調製技術來增強信號，並且不會在指定頻帶外產生過度的失真和信號泄漏現象。相鄰頻帶(放大器指定頻帶外)的過度失真被稱為鄰信道泄漏(ACL)或鄰信道功率(ACP)，可能會在數字通信網路中導致誤碼，降低服務性能或者中斷服務。幸運的是，Agilent推出了N5182A MXG矢量信號發生器，這是一款用於精確測量無線傳輸放大器ACL或ACP性能的功能強大的工具，其設計旨在最大程度地減少無線發射器失真。
Agilent MXG矢量信號發生器(圖1)可以在數據機數字無線通信系統中產生複雜的調製信號，但是其本身不會增加失真。該儀器非常直觀，易於使用，測試操作員可以在本地或遠程動態更改關鍵的信號參數。
理想情況下，無線基站收發信台(BTS)中的功率放大器會增強輸出信號，而不產生失真(圖2)。但是每個放大器都會產生少量失真，數字無線通信系統中的複雜信號通常會使精心設計的功率放大器產生非線性行為。放大器的輸出信號由減弱的同相/正交(I/Q)調製波形頻譜、信道外載波噪聲及其自身增加的互調失真組成。支持放大器的輸出功率可以減少失真，但是同時會降低信噪比(SNR)和無線鏈路性能。使放大器超出其建議的輸出電平同樣沒有幫助，通常會使放大器進行增益壓縮(圖3)。這會產生高電平的帶外信號，從而干擾其它傳輸信號，導致在數字接收器中產生高誤碼率(BER)。功率放大器中鄰信道干擾信號電平的測試是確保無線網路具有最佳性能的關鍵。
在傳統的窄帶無線系統中，鄰信道泄漏是通過使用多個信道內音調驅動放大器，並測量放大器產生的信道外互調失真來進行測試的。在新型寬頻系統中，給定頻寬內的集成帶外信號功率則採用測試信號來仿效真實調製通信信號，然後將該信號與集成的信道內信號功率進行比較來進行測量。對於WCDMA系統(圖4)，鄰信道泄漏比(ACLR)被定義為鄰信道中集成的信號功率與主信道中集成的信號功率之比，即P(f1intbw)/P(fchbw)或者P(f2intbw)/P(fchbw)。在其它無線系統或其它波形格式中，ACLR也指鄰信道功率比(ACPR)。在GSM系統中，鄰信道泄漏則指輸出RF頻譜(ORFS)。
使用固定峰值調變技術(GSM系統就是採用這種調製技術)的波形可使放大器實現較高的效率。但是具有高峰均比(波峰因數)的信號(如WCDMA和cdma2000)可能會導致放大器產生非線性操作和失真。WCDMA基站的ACLR性能通常為-45dBc，這使得功率放大器製造商將放大器的ACLR性能指定為-50dBc或更高。
專為無線基站設計的功率放大器的頻譜輸出包括放大器增益(G)產生的輸入信號(Pin)以及放大器增加的噪聲和非線性失真。為了精確地測量放大器噪聲，應最大程度地減少輸入信號的噪聲和失真。
如果輸入信號的ACL特性已知，則其對放大器輸出ACL的作用也是已知的，為Pin與G的乘積。鄰信道中放大器頻譜輸出的總功率可由下式求出：
Pout (dBm)=10log [G Pin+(輸出噪聲+輸出失真)]
Pout(dBm)=10log (P1+ P2)
其中：P1= G P2，P2=輸出噪聲+失真
對於cdma2000和WCDMA多信道系統，由於大量鄰信道失真及其相位的任意性，因此放大器輸出失真類似於噪聲。因為其類似於噪聲，所以如果P1和Pout已知，則很容易確定輸入信號的鄰信道泄漏是否會影響放大器的ACL或ACP測量。如果輸入信號泄漏功率影響(P1)與放大器噪聲和失真功率(P2)的功率相同，則測得的放大器總輸出功率將比這兩者中的任意一個都高3dB，即：
Ptotal (dBm)=10log(2P1)=3 dB+10log(P1)
為了實現放大器ACLR性能的精確測量，必須使輸入測試信號的ACL低於被測器件的ACLR，範圍為10～15dB。Agilent MXG矢量信號發生器具有250kHz～3或6GHz的寬頻寬範圍以及用於精確進行3GPP WCDMA TM1 6?DPCH載波信號的鄰信道測量所需的-6?dBc的出色ACLR性能。對於某些具有特殊要求的套用，該發生器可以配備Option UNV，可將ACL或ACP性能額外提高7～9dB，具體值取決於調製格式。
Agilent MXG採用的波形頭允許測試操作員對定製波形波峰因數和縮放設定進行編程，這可以最佳化I/Q調製器驅動級別和運行時縮放。一旦設定並保存，當波形被重新調用時，將自動使用這些參數。波峰因數信號是以調製器產生的I/Q波形的均方根(RMS)值的形式計算的，用於自動調整I/Q調製器驅動級別，以獲得最小的鄰信道失真。在自動(AUTO)工作模式下，Agilent MXG將計算波形的RMS值，並相應地設定I/Q調製器驅動級別。對於具有高波峰因數低RMS值的信號，計算得到的波形頭RMS值可以用更加合適的值替代，I/Q調製器驅動級別可以手動調整。
運行時縮放(滿量程比例)消除了由於超過MXG矢量信號發生器中採用的數模轉換器(DAC)的範圍而產生的失真，從而生成複雜的調製輸出波形。運行時縮放對於經過突變的波形(如上升波形)來說尤其重要。例如，CW正弦波的運行時縮放因數為99%，而上升波形的這一數值為78%。
為了評估用於ACP和ACL測量的Agilent MXG矢量信號發生器的性能，這裡用它進行多載波WCDMA基站放大器的ACLR性能測量，頻率869～8?4MHz，增益50dB，增益平坦度±0.5dB。測得的輸入返回損耗為18dB。Agilent MXG被用來以881MHz的中心頻率生成WCDMA測試信號，該信號包含一個總載波功率為-11dBm的四載波TM1 6? DPCH波形。在使用Agilent PSA系列頻譜分析儀進行測量之前，放大器由通過空氣冷卻的30dB衰減器的信號驅動至8W (+39dBm)的平均輸出功率。
Agilent MXG 矢量信號發生器提供的輸入測試信號的ACLR以及Agilent PSA系列頻譜分析儀測得的ACLR為-70dB，相隔和鄰信道所測得的ACLR為-70dB(圖6)。測得的總載波輸出功率為+8.55dBm，約為-11.15dBm加上50dB增益再減去30dB的衰減器損耗。測得的鄰信道的輸出ACLR為-57和-52dBc。
由於輸入信號(加上放大器增益)與測得的鄰信道的輸出信號之間的最小功率差為13dB，因此對放大器輸出鄰信道功率的測試信號影響低於0.3dB，從而實現了非常精確的測量。
作者：Paul Schmitz
