您的位置: 旅游网 > 明星

LTE与雷达系统共存测试测试测量

发布时间:2019-11-09 18:38:53

LTE与雷达系统共存测试 - 测试测量 - 电子工程

摘要TE系统的很多频段开始进入S波段,两者之间的共存是一个热门话题。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。

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。当然测试标准TS36.中也对的抗阻塞特性提出要求,这些要求都需要设备(基站或)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、脉冲线性调频的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。

本文下一页:LTE共存测试方案

LTE共存测试方案

首先介绍LTE终端抗干扰测试,这个系统需要一台设备模拟基站,跟进行通信,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共存测试连接示意图

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,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.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、,抽取出完整的雷达干扰波形。

下一步即可加入雷达干扰信号,采用CMW500内置通用射频信号源GPRF单元,可以把干扰信号内部合路到RF1COM口输出(干扰信号使用RFTX2发射单元),在GPRF中设置干扰雷达的频率和功率。如图3,可以明显看到,加入雷达干扰信号之后,吞吐率明显受到影响,同时BLER也急剧增大。

另外也可以使用SMW200A信号源播放干扰的波形文件,通过外部合路器注入。

图 3:加入雷达干扰之后吞吐率明显下降、BLER升高

本文下一页:LTE基站共存测试/雷达系统共存测试

LTE基站共存测试方案

LTE基站共存测试基本和测试相同,一般只需要一台双通道信号源SMW200A即可,由于基站一般不在信令模式下测试,需要把基站切换到RX测试模式,基站自己上报BLER和吞吐率。此时只要用SMW200A的一个射频通道模拟LTE(根据3GPP要求设置固定参考信道FRC模式),另一端载入雷达干扰信号的波形即可。如果干扰信号和有用信号的频率差小于160MHz,可以使用SMW200A内部基带叠加(干扰信号做基带频移),即可直接合成到一个射频端口输出;如果大于160MHz则需外部射频合路器,此时要注意补偿外部合路器的损耗。同样,如果使用录制的波形文件,建议先用频谱仪对其功率进行校准。

雷达系统共存测试方案

雷达系统主要受LTE基站的影响较大,由于功率较小可以忽略。通常这种测试需要现场测试,即雷达系统在实地正常工作的时候,在其附近米,加载大功率LTE基站干扰信号。

这里推荐使用R S TS6650雷达干扰测试系统,如图4,该系统主要模拟LTE等移动通信基站系统,由以下部件组成:

●矢量信号发生器SMBV100A,用于产生LTE或者其他类型干扰信号;

●射频线性功放,用于放大干扰信号,最大峰值输出61dBm;

●FSL频谱仪,通过耦合器,监测大功率输出信号;

●OSP系列开关矩阵;

●滤波器,用于滤除杂波和保护功放;

●天线、支架等附件和机箱。

图4:TS6650系统框图

整个系统可以装入标准19英寸机箱,易于外场测试。该系统除了灵活配置、方便使用之外还有一个很重要的特点抗----干扰能力很强。对于S波段雷达,即便天线处的雷达信号场强高达1500V/m,雷达信号也不会进入功放,不会对整个TS6650系统产生影响。

该系统已经在多国机场附近进行过实际测试,结果证明LTE等基站对雷达会产生干扰,在某些方位角会形成盲区,影响雷达的识别率,导致目标丢失。为了保证航空安全,这一类的测试以及干扰消除技术的研究是非常重要的。

干扰消除技术

在不影响系统性能(如覆盖范围、灵敏度)前提下,对于LTE或雷达系统,主要从收/发两方面着手,接收端要加强滤波,滤除干扰信号,同时需要提高接收机线性度,使其不致被大干扰信号压缩而阻塞。对于发射机,主要也是加强滤波,减小其杂散、谐波的发射。

无论那种情况都需要模拟真实的环境对LTE和雷达系统整体性能进行测试,以保证系统都能和谐共存。

博乐游戏门户站
宠界新闻
珠宝
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的