无用辐射要求
无用辐射是指在信号发射过程中,实际传输信号以外产生的额外辐射。这些辐射可能会干扰其他信号或占用频谱资源,因此需要加以控制和管理。
带外辐射(Out-of-Band Emissions, OOB)
带外辐射是指那些位于射频载波附近的频率上的辐射。这些辐射主要是由于调制过程造成的。
带外辐射的频率通常很接近主信号的频率,但并不包含在主要信号的频带内。它可能会对相邻频道的通信产生干扰。带外辐射的频率范围被称为OOB域。
杂散辐射(Spurious Emissions)
杂散辐射指的是完全位于射频载波频率之外的辐射。这些辐射通常不会影响到主要的信息传输。
杂散辐射的来源多种多样,包括谐波(即信号频率的整数倍)、交调产物(由两个或多个信号交互作用产生的新频率)和频率转换产物(通过非线性效应产生的信号)。
杂散辐射的上限值通常在一个特定的“杂散域”内被定义。
国际电信联盟(ITU-R)对带外辐射和杂散辐射有明确的定义和标准,这些建议旨在为各国制定相关法规提供参考,以保证无线通信的质量和频谱的有效利用。
ITU-R规定带外域与杂散域的边界是信道带宽的2.5倍,但由于LTE系统具有灵活带宽,实际适用的频率范围会随之变化。3GPP对此采取了不同的定义方法,特别是当信道带宽变化时,相关的交调产物会影响频谱。
此外,基站和终端在带外域有两个重叠的要求:频谱辐射模板(SEM)和邻道泄漏比(ACLR)。这两个要求,确保基站和终端在发射信号时不会对邻道产生过多干扰,保证系统整体性能和稳定性。
OFDM信号的频谱在传输带宽的边界之外,衰减的比较缓慢,并不会在带宽外快速消失,而是有一定的能量泄漏到带宽外。对于LTE来说,由于传输信号占据了90%的信道带宽,因此,“纯”的OFDM信号在带宽外的能量可能会违反频谱规定。由于纯粹的OFDM信号无法满足信道带宽外的发射限制,必须采取措施来抑制这种无用辐射。LTE规范并没有明确规定或强制要求使用具体的技术来实现这一点。这给了设备制造商一定的灵活性,可以根据实际需求选择不同的技术手段。时域加窗是一种常用于OFDM系统中控制频谱发射的方法。加窗技术通过对OFDM符号进行处理,减小信号在频域的能量泄漏。简单来说,它通过改变信号的时域特性,来减少带宽外的发射功率。滤波技术是控制频谱辐射的另一种常用手段,包括时域数字滤波和射频模拟滤波。
功率放大器的非线性,是导致信道带宽外交调产物的一个主要原因。交调产物是由非线性放大引起的信号失真,它会导致在带宽外产生不必要的频谱成分。为减小这种失真,通常会对功率放大器进行“功率回退”(power back-off),即将放大器的工作功率降低,以使其工作在线性区域。但功率回退的缺点,是降低了功率放大器的效率。为了减小PA的非线性影响,可以采用额外的线性化技术。前馈(Feedforward):通过在放大器输出端引入反馈路径,实时调整信号,以减少失真。反馈(Feedback):利用反馈回路不断调整放大器输入,确保输出信号保持线性。预失真(Predistortion):在信号进入功率放大器之前,预先引入与放大器非线性相反的失真,以抵消放大器的非线性影响。后失真(Postdistortion):在信号经过放大器后,再进行失真校正。这些线性化技术在基站中尤为重要,因为基站的复杂性要求更高,功率放大器的性能对整个系统的频谱发射控制起着关键作用(下图来自网络)。从小空间阅读到大空间分享,本文由 @阿米尔C 整理。水平有限,如有错漏,烦请斧正。