5G_WiFi_CE_射頻輸出功率、發射功率控制（TPC）和功率密度測試

一、規范要求

1、法規目錄：

（1）RF Output Power

(2)Transmit Power Control (TPC)

（3）Power Density

2、限值：

二、EIRP測試方法

（1）測試條件

（2）最高功率下的射頻輸出功率 - PH_測試方法

方法1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

方法 2：對于不具備連續傳輸能力且僅在一個子頻段內運行（或具備在僅一個子頻段內運行的能力）的設備

方法3：對于不具備連續傳輸能力且在兩個子頻段同時進行傳輸的設備

（3）TPC 范圍內最低功率水平下的射頻輸出功率 - PL

方法1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

方法 2：對于不具備連續傳輸能力且僅在一個子頻段內運行（或具備在僅一個子頻段內運行的能力）的設備

方法3：對于不具備連續傳輸能力且在兩個子頻段同時進行傳輸的設備

三、PSD測試方法

（1）測試條件

方法 1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該工作周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

方法 2：對于不具備連續傳輸能力且不具備以恒定工作周期進行傳輸能力的設備

一、規范要求

1、法規目錄：

ETSI EN 301 893中4.2.3 RF output power, Transmit Power Control (TPC) and power density

（1）RF Output Power

射頻輸出功率是指在一次傳輸Burst期間的平均等效全向輻射功率（e.i.r.p.）。

(2)Transmit Power Control (TPC)

發射功率控制（TPC）是一種由 RLAN 設備所采用的機制，旨在確保來自大量設備的總功率衰減至少達到 3 分貝的緩解系數。這要求 RLAN 設備具備 TPC 范圍，其中最低值至少比表中針對具有 TPC 的設備給出的平均有效輻射功率（e.i.r.p.）值低 6 分貝。

（3）Power Density

功率密度是指在一次傳輸Burst期間的平均等效全向輻射功率（e.i.r.p.）密度。

2、限值：

以下限制適用于整個系統以及任何可能的配置情況。這包括智能天線系統（具有多個發射鏈路的設備）。

如果在同一子頻段內存在多個（相鄰或不相鄰的）信道，那么該子頻段內所有信道的總射頻輸出功率不得超過以下所規定的限制值。

如果在不同子頻段中運行著多個不相鄰的信道，那么每個子頻段內的總射頻輸出功率均不得超過以下所規定的限制值。

最高功率水平下的射頻輸出功率和功率密度限制

對于其標稱帶寬完全位于 5150 MHz 至 5250 MHz 之間的信道，無需考慮 TPC。
對于具有 TPC 功能的設備，在配置為 TPC 范圍內最高規定功率水平運行時，射頻輸出功率和功率密度不得超過表中給出的數值。
允許設備在沒有 TPC 的情況下運行。在此情況下，適用的限制見表。

注 1：適用的功率限制為 20 dBM，但標稱帶寬完全處于 5150 兆赫茲至 5250 兆赫茲頻段內的傳輸情況除外，在這種情況下，適用的功率限制為 23 dBM。
注 2：適用的功率譜密度限制為 7 dBM/MHZ，但標稱帶寬完全處于 5150 MHZ至 5250 MHZ頻段內的傳輸情況除外，在這種情況下，適用的功率譜密度限制為 10 dBM/MHZ。
注 3：不具備雷達干擾檢測功能的從設備應符合 5250 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段的限制要求。

TPC 范圍內最低功率水平下的射頻輸出功率限制（功率控制后的限制）

對于采用 TPC 技術的設備，在配置為以 TPC 范圍內所規定的最低功率水平工作時，在傳輸Burst期間的射頻輸出功率不得超過下表中給出的數值。對于未采用 TPC 技術的設備，下表中的限制不適用。

不具備雷達干擾檢測功能的從屬設備，應符合 525 MHz 至 5350 MHz 頻段的限值要求。

二、EIRP測試方法

（1）測試條件

合格性要求應在定義的那些信道和信道帶寬上進行驗證。

本條所述的測量可能需要重復進行，以涵蓋：

制造商聲明的每個發射功率控制（TPC）范圍（或對于沒有發射功率控制功能的設備而言的發射機輸出功率電平），以及相應的天線組件（見第 5.4.1 條的 e）、f）和 g）項）；
制造商聲明的每個發射操作模式（見第 5.3.3.2 條和第 5.4.1 條的 c）項）。

測量應在施加規定的測試信號的情況下進行。或者，如果具備特殊測試功能，設備也可以配置為連續發射模式，或配置為占空比至少為 10% 的恒定占空比模式（例如基于幀的系統）。

對于配有天線連接器并使用專用外部天線的被測設備（UUT），或者對于配有內置天線但提供了臨時天線連接器的被測設備，應結合規定的天線組件增益采用傳導測量法。

對于設計使用內置天線且未提供外部（臨時）天線連接器的設備，可使用第 B.4 條所述的測試夾具，在工作溫度范圍的兩個極端溫度下進行相對測量。

（2）最高功率下的射頻輸出功率 - PH_測試方法

附加條件

這些測量應在正常和極端測試條件下進行。
被測單元（UUT）應配置為在以下兩種情況下運行：

在 TPC 范圍內規定的最高發射機輸出功率水平下運行；
如果設備不具備 TPC 功能，則在規定的最大發射機輸出功率水平下運行。

方法1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

此選項適用于僅在一個子頻段內運行的設備，或者能夠同時在兩個子頻段內運行的設備（但出于測試目的，該設備可配置為：

持續發射模式運行或以恒定工作周期（x）運行，
僅在其中一個子頻段內運行。

步驟1：

（頻譜儀中的 “diode detector” 是 “二極管檢波器”。

它的作用是將射頻（RF）信號轉換為直流（DC）信號，以便頻譜儀能夠測量和顯示信號的幅度。二極管檢波器通常由一個或多個二極管組成，這些二極管對射頻信號進行整流，將其轉換為直流電壓，該直流電壓與輸入的射頻信號幅度成正比。頻譜儀通過測量這個直流電壓來確定射頻信號的幅度，并在屏幕上顯示出相應的頻譜圖像。）

對于配置為連續發射模式（x = 1）的設備，立即進入步驟 2。

發射機的輸出功率應耦合到一個匹配的二極管檢波器或其等效器件上。二極管檢波器的輸出端應連接到示波器的垂直通道上。
二極管檢波器和示波器的組合應能夠如實地再現發射機輸出信號的占空比。
所觀察到的發射機占空比（發射開啟時間 /（發射開啟時間 + 發射關閉時間））應記為 x（0 < x ≤ 1），并記錄在測試報告中。

步驟2：

射頻輸出功率應使用配有熱電偶探測器或同等探測器的寬帶射頻功率計來測定，且其積分周期應比發射機的重復周期長 5 倍或更多。所測得的值應記為 A（單位為分貝毫瓦）。
當對以多個發射鏈路同時激活模式運行的智能天線系統進行傳導測量時，應分別測量每個發射鏈路的輸出功率，以便計算被測設備（UUT）的總功率（value A in dBm）。
在最高功率水平 PH（即有效輻射功率）下的射頻輸出功率應根據上述測量得到的功率輸出 A（以 dBm 表示）、觀察到的占空比 x、所聲明的天線增益 G（以 dBi 表示）以及（如適用）波束成形增益 Y（以 dB 表示）通過以下公式計算得出。該值應在測試報告中予以記錄。

如果針對此功率設置或 TPC 范圍計劃使用多個天線組件，應使用天線組件中增益最高的那個組件的增益。

方法 2：對于不具備連續傳輸能力且僅在一個子頻段內運行（或具備在僅一個子頻段內運行的能力）的設備

能夠在兩個子頻段中運行，但不能同時在兩個子頻段運行的設備；或者能夠同時在兩個子頻段中運行，但為了測試目的，可以配置為僅在一個子頻段中發射信號的設備。
能夠同時在兩個子頻段中發射信號且無法配置為僅在一個子頻段中發射信號的設備，應使用方法 3 進行測試。

步驟 1：
使用適用于 6 GHZ的快速功率傳感器對設備的發射信號進行采樣。保存原始樣本。這些樣本應能體現信號的均方根功率。（功率計設置如下）

采樣速度：1 MS/s 或更快。
測量時長：要足夠長，以至少捕獲 10 個發射脈沖串。

步驟 2：
對于具有一條發射鏈路的設備進行傳導測量時：

將功率傳感器連接到發射端口，對發射信號進行采樣并存儲原始數據。在后續所有步驟中都使用這些存儲的樣本。

對于具有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時：

將一個功率傳感器連接到每個發射端口，以便對所有發射端口進行同步測量

觸發功率傳感器，使其同時開始采樣。確保所有傳感器采樣之間的時間差小于 500 納秒。

對于每個單獨的采樣點（時域），將所有端口同時采集的功率樣本相加并存儲。在后續步驟中使用這些相加后的樣本。

步驟 3：
在存儲的測量樣本中找出每個脈沖串的起始時間和結束時間。
起始時間和結束時間定義為功率至少比步驟 2 中存儲樣本的最高值低 30 分貝的點。
如果動態范圍不足，可能需要適當降低 30 分貝這個數值。

在每個單獨的脈沖起始和停止時間之間，使用以下公式計算脈沖期間（Pburst）的均方根（平均）功率

其中，“k”代表樣本總數，“n”代表實際樣本數量。

所有 Pburst 值中最高的那個值是 A（單位為 dBm）

在最高功率水平 PH 下的射頻輸出功率（即有效輻射功率，e.i.r.p.）應根據上述測量的功率輸出 A（以 dBm 表示）、所標明的天線組件增益 G（以 dBi 表示）以及（如適用）波束成形增益 Y（以 dB 表示）通過以下公式計算得出。如果針對此功率設置打算使用多個天線組件，則應使用增益最高的天線組件的增益：

方法3：對于不具備連續傳輸能力且在兩個子頻段同時進行傳輸的設備

此選項適用于在兩個子頻段同時進行傳輸但無法配置為僅在其中一個子頻段進行傳輸的設備。
此操作首先分別測量每個子頻段的峰值功率，然后測量整體傳輸的峰值與平均功率比值，并利用此值通過測量的峰值功率值分別計算每個子頻段的射頻輸出功率（e.i.r.p.）。
測試程序如下：

步驟 1：測量下低頻子帶內的總峰值功率。

確保頻譜分析儀的本底噪聲至少比功率包絡峰值低 30 分貝到 40 分貝。如果無法做到這一點（例如在進行輻射測量時），則將信道功率功能的帶寬降低到仍略高于標稱信道帶寬的值（例如，高出 10%），以避免本底噪聲影響測量結果。

當掃描完成后，使用 “信道功率” 功能來測量 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。
對于具有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時，上述步驟應針對每條激活的發射鏈路重復進行。應將測量結果相加，以得出 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。

步驟 2：測量上子頻段內的總峰值功率。
將起始頻率設置為 5420 兆赫茲，終止頻率設置為 5775 兆赫茲。
確保頻譜分析儀的本底噪聲至少比功率包絡峰值低 30 至 40 分貝。若無法達到這一要求（例如在進行輻射測量時），則將信道功率功能的帶寬調至略高于標稱信道帶寬的值（例如高出 10%），以避免本底噪聲對測量結果產生影響。
掃描完成后，使用 “信道功率” 功能測量 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段內所有發射信號的總峰值功率。

對于有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時，上述步驟應針對每條激活的發射鏈路重復進行。測量結果應相加，以得出 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。
步驟 3：計算總峰值功率。
將步驟 1 中測得的 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段的測量值與步驟 2 中測得的 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段的測量值相加，從而計算出總峰值功率。
現代頻譜分析儀或許能夠在一次測量中就測出兩個子頻段的峰值功率，在這種情況下，步驟 1 和步驟 2 可以合并進行。

步驟 4：測量總平均輸出功率。
使用適用于 6 GHz 的快速功率傳感器對設備的發射信號進行采樣，并保存原始樣本。這些樣本應能代表信號的均方根功率。
設置：
采樣速度：1 MS/s 或更快。
測量時長：要足夠長，以至少捕獲 10 個發射脈沖串。
對于具有一條發射鏈路的設備進行傳導測量時：
將功率傳感器連接到發射端口，對發射信號進行采樣并存儲原始數據。在后續所有步驟中使用這些存儲的樣本。
對于具有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時：
將一個功率傳感器連接到每個發射端口，以便對所有發射端口進行同步測量。
觸發功率傳感器，使其同時開始采樣。確保所有傳感器采樣之間的時間差小于 500 納秒。
對于每個單獨的采樣點（時域），將所有端口同時采集的功率樣本相加并存儲。在后續所有步驟中使用這些相加后的樣本。
在存儲的測量樣本中找出每個脈沖串的起始時間和結束時間。
起始時間和結束時間定義為功率至少比存儲樣本的最高值低 30 dB 的點。若動態范圍不足，可能需要適當降低 30 dB 這個數值。
在每個單獨脈沖串的起始時間和結束時間之間，使用以下公式計算該脈沖串的均方根（平均）功率（Pburst）：

其中，“k”代表樣本總數，“n”代表實際樣本數量。

所有 Pburst 值中最高的就是總平均輸出功率，這個值將用于后續的計算。

第 5 步：計算峰值與平均功率比。
利用步驟 3 中計算出的總峰值功率值以及步驟 4 中測量到的總平均輸出功率的最大值，以分貝為單位計算峰值與平均功率比。

步驟 6：計算每個子頻段的射頻輸出功率（有效全向輻射功率，e.i.r.p.）。
對于每個子頻段，應根據在步驟 5 中得到的峰值功率與平均功率之比，以及每個子頻段中測得的峰值功率值（見步驟 1 和步驟 2），來計算最高功率電平 PH 下的射頻輸出功率（有效全向輻射功率）。這些值（以 dBm 為單位的值 A）將用于最大有效全向輻射功率的計算：
加上單個天線單元（標明的）以 dBi 為單位的天線組件增益 G。
若適用，加上以 dB 為單位的額外波束成形增益 Y。
若針對此功率設置使用了不止一個天線組件，則應使用最大的總天線增益（G 或 G + Y）：
對于每個子頻段，應使用以下公式計算 PH（有效全向輻射功率）。

（3）TPC 范圍內最低功率水平下的射頻輸出功率 - PL

方法1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

此選項適用于僅在一個子頻段內運行的設備，或者能夠同時在兩個子頻段內運行的設備（但出于測試目的，該設備可配置為：

持續發射模式運行或以恒定工作周期（x）運行，
僅在其中一個子頻段內運行。

步驟 1 和步驟 2：
見第 PH的步驟 1 和步驟 2。
在第 PH步驟 1 中進行的占空比測量可能無需重復。

步驟3：

最低功率電平 PL 下的射頻輸出功率（有效全向輻射功率，e.i.r.p.）應根據上述測得的功率輸出值 A（單位為 dBm）、觀測到的占空比 x、標明的以 dBi 為單位的天線增益 G，以及（若適用）以 dB 為單位的波束成形增益 Y，按照以下公式進行計算。該值應記錄在測試報告中。如果針對此功率設置或發射功率控制（TPC）范圍使用了不止一個天線組件，則應使用增益最高的天線組件的增益。

方法 2：對于不具備連續傳輸能力且僅在一個子頻段內運行（或具備在僅一個子頻段內運行的能力）的設備

能夠在兩個子頻段中運行，但不能同時在兩個子頻段運行的設備；或者能夠同時在兩個子頻段中運行，但為了測試目的，可以配置為僅在一個子頻段中發射信號的設備。
能夠同時在兩個子頻段中發射信號且無法配置為僅在一個子頻段中發射信號的設備，應使用方法 3 進行測試。

步驟 1到步驟4：

可以參考PH中的步驟

步驟 5：

在最高功率水平 PL 下的射頻輸出功率（即有效輻射功率，e.i.r.p.）應根據上述測量的功率輸出 A（以 dBm 表示）、所標明的天線組件增益 G（以 dBi 表示）以及（如適用）波束成形增益 Y（以 dB 表示）通過以下公式計算得出。如果針對此功率設置打算使用多個天線組件，則應使用增益最高的天線組件的增益：

方法3：對于不具備連續傳輸能力且在兩個子頻段同時進行傳輸的設備

步驟 1：測量下低頻子帶內的總峰值功率。

當掃描完成后，使用 “信道功率” 功能來測量 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。
對于具有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時，上述步驟應針對每條激活的發射鏈路重復進行。應將測量結果相加，以得出 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。

步驟 2：測量上子頻段內的總峰值功率。

將起始頻率設置為 5420 兆赫茲，終止頻率設置為 5775 兆赫茲。
確保頻譜分析儀的本底噪聲至少比功率包絡峰值低 30 至 40 分貝。若無法達到這一要求（例如在進行輻射測量時），則將信道功率功能的帶寬調至略高于標稱信道帶寬的值（例如高出 10%），以避免本底噪聲對測量結果產生影響。
掃描完成后，使用 “信道功率” 功能測量 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段內所有發射信號的總峰值功率。
對于有多條發射鏈路的設備進行傳導測量時，上述步驟應針對每條激活的發射鏈路重復進行。測量結果應相加，以得出 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段內發射信號的總峰值功率。

步驟 3：計算總峰值功率。
將步驟 1 中測得的 5150 兆赫茲至 5350 兆赫茲頻段的測量值與步驟 2 中測得的 5470 兆赫茲至 5725 兆赫茲頻段的測量值相加，從而計算出總峰值功率。
現代頻譜分析儀或許能夠在一次測量中就測出兩個子頻段的峰值功率，在這種情況下，步驟 1 和步驟 2 可以合并進行。

其中，“k”代表樣本總數，“n”代表實際樣本數量。

所有 Pburst 值中最高的就是總平均輸出功率，這個值將用于后續的計算。

加上單個天線單元（標明的）以 dBi 為單位的天線組件增益 G。
若適用，加上以 dB 為單位的額外波束成形增益 Y。
若針對此功率設置使用了不止一個天線組件，則應使用最大的總天線增益（G 或 G + Y）：
對于每個子頻段，應使用以下公式計算 PH（有效全向輻射功率）。

三、PSD測試方法

（1）測試條件

這些測量應僅在正常測試條件下進行

被測設備（UUT）應配置為在最低標稱信道帶寬下運行，且滿足以下情況之一：

在其發射功率控制（TPC）范圍內的最高標稱發射機輸出功率電平；
若設備不具備發射功率控制（TPC）功能，則為設備所標明的最大發射機輸出功率電平。

方法 1：對于具有連續傳輸能力的設備，或者對于以恒定工作周期運行（或具備運行該工作周期的能力）的設備（例如基于幀的設備）

步驟1：

中心頻率：被測通道的中心頻率
RBW：1 MHz
VBW：3 MHz
頻率跨度：2 倍標稱帶寬（例如，對于 20 MHz 的通道，頻率跨度為 40 MHz）
檢測器模式：峰值
跟蹤模式：最大值保持模式

步驟2：

當軌跡繪穩定時，找到功率包絡的峰值并記錄頻率。

步驟3：

中心頻率：等于步驟 2 中記錄的頻率
頻率跨度：3 MHz
RBW：1 MHz
VBW：3 MHz
掃描時間：1 分鐘
檢測器模式：均方根值
跟蹤模式：最大保持值

步驟4：

當完成跟蹤操作后，應使用頻譜分析儀上的"Hold" or "View"選項來捕獲跟蹤數據。
找到跟蹤數據中的峰值值，并將分析儀標記置于該峰值處。此數值被記錄為 1 MHz 帶寬內的最高平均功率（功率密度）D。
或者，如果頻譜分析儀具備測量頻譜功率密度的功能，可以使用該功能以 dBm / MHz 的單位顯示功率密度 D。
對于同時在多個發射鏈路激活模式下運行的智能天線系統進行傳導測量的情況，應分別測量每個發射鏈路的功率密度，以計算 UUT 的總功率密度（值為 dBm / MHz）的 D。

步驟5：

根據上述測量得到的功率密度 D、觀察到的占空比 x、適用的天線組件增益 G（單位為 dBi）以及（如適用）波束成形增益 Y（單位為 dB），按照以下公式計算最大頻譜功率密度有效輻射功率（e.i.r.p.）。此值應在測試報告中予以記錄。如果針對此功率設置預期使用多個天線組件，則應使用增益最高的天線組件的增益。