3. ACLR定义与标准限值解读

ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio,邻道泄漏比)是衡量发射机在占用信道之外向相邻信道泄漏功率程度的核心指标。它的数学定义看似简单,但在工程测试中,真正决定测量结果的是三个关键参数:积分带宽、信道配置、频率偏移。理解这三者的关系,才能把标准中的限值正确转化为可执行的测试计划。

一、ACLR的数学定义

ACLR定义为:在指定信道带宽内测得的功率,与在相邻信道(或偏移信道)相同带宽内测得的功率之比,通常用dB表示:

ACLR(dB) = 10 · log10( P_occupied / P_adjacent )

其中:
P_occupied = 占用信道积分带宽内的总功率
P_adjacent = 相邻信道积分带宽内的总功率

这里必须强调:分子和分母的积分带宽必须一致,且都等于被测信道的信道带宽(Channel Bandwidth)。例如5G NR的100 MHz载波,其ACLR积分带宽就是100 MHz,而不是子载波间隔或某个更窄的带宽。如果积分带宽取错,ACLR数值会明显偏离标准要求。

另一个容易混淆的点是“相邻信道”与“偏移信道”的区别。相邻信道通常指紧邻占用信道的第一个信道,偏移量等于信道带宽;而偏移信道可以指更远的信道,偏移量可能是2倍、3倍信道带宽。标准中会分别给出不同偏移下的限值,测试时必须明确当前测的是哪一档偏移。

二、信道配置与偏移关系

ACLR的测量配置与信道栅格、载波中心频率、测量滤波器形状密切相关。以3GPP TS 38.104为例,基站发射机的ACLR测试需要明确以下配置:

  • 占用信道带宽(OCB):通常等于标称信道带宽,如20 MHz、100 MHz。
  • 相邻信道偏移:第一邻道偏移等于信道带宽,第二邻道偏移等于2倍信道带宽。
  • 测量滤波器:采用矩形滤波器近似,实际仪表使用根升余弦或等效滤波,需保证积分带宽准确。
  • 载波聚合场景:多个载波聚合时,ACLR的占用信道变为聚合带宽,相邻信道偏移也相应扩大。

下图展示了单载波与载波聚合两种情况下,占用信道、相邻信道与偏移量的关系。图中横轴为频率,纵轴为功率谱密度示意,可以直观看到积分带宽与偏移量的对应关系。

ACLR积分带宽与信道偏移关系示意 单载波(信道带宽 BW = 100 MHz) 频率 → 功率 占用信道 积分带宽 = 100 MHz 左邻道 偏移 = 100 MHz 右邻道 偏移 = 100 MHz BW BW BW 载波聚合(2×100 MHz,聚合带宽 200 MHz) 频率 → 聚合占用信道 积分带宽 = 200 MHz 左邻道 偏移 = 200 MHz 右邻道 偏移 = 200 MHz 聚合BW 聚合BW 聚合BW

三、3GPP与ETSI限值对比

不同标准体系对ACLR的限值要求存在差异,测试计划必须依据设备类型和适用标准来选取。下表对比了3GPP TS 38.104(5G NR基站)与ETSI EN 301 908(IMT基站)中典型配置的ACLR限值。

标准 设备类型 信道带宽 偏移 ACLR限值 备注
3GPP TS 38.104 基站(BS) 100 MHz 100 MHz 45 dB Category A,第一邻道
3GPP TS 38.104 基站(BS) 100 MHz 200 MHz 45 dB 第二邻道
ETSI EN 301 908 基站(BS) 20 MHz 20 MHz 45 dB 宽带固定站
ETSI EN 301 908 基站(BS) 20 MHz 40 MHz 50 dB 第二邻道更严
3GPP TS 38.104 终端(UE) 100 MHz 100 MHz 30 dB 功率等级3

从表中可以看出几个关键规律:第一,基站限值通常比终端严格,因为基站发射功率更高、覆盖更广,对邻道干扰更敏感;第二,第二邻道的限值不一定比第一邻道宽松,ETSI在部分场景下反而更严;第三,载波聚合时,限值可能按聚合带宽重新定义,不能简单套用单载波数值。

四、从限值到测试计划的转化

拿到标准限值后,需要把它转化为可执行的测试计划。以下是一份针对5G NR基站100 MHz单载波ACLR测试的示例配置表,字段和取值均属于教学示例,实际项目需根据设备规格和实验室仪表能力调整。

测试项 配置值 依据
占用信道带宽 100 MHz 标称信道带宽
积分带宽 100 MHz 与占用信道一致
第一邻道偏移 100 MHz 3GPP TS 38.104
第二邻道偏移 200 MHz 3GPP TS 38.104
ACLR限值(第一邻道) ≥ 45 dB Category A
ACLR限值(第二邻道) ≥ 45 dB Category A
测量滤波器 矩形等效,带宽100 MHz 仪表默认
平均次数 ≥ 10次 降低噪声影响
测试频点 低/中/高各1个 覆盖工作频段
工程提示:ACLR测试中,仪表积分带宽必须与占用信道带宽严格一致。如果仪表默认使用“信道功率”模式,需确认其积分带宽设置是否等于标称带宽。对于载波聚合,积分带宽应设为聚合带宽,偏移量也按聚合带宽计算,否则测得的ACLR会偏乐观。
常见误区:把ACLR与ACPR混为一谈。ACPR(邻道功率比)通常用于终端或特定系统,其积分带宽和偏移定义可能与ACLR不同。在3GPP体系中,基站侧统一使用ACLR,终端侧也使用ACLR,但限值和配置不同。测试计划中必须写明标准来源和具体条款,避免张冠李戴。

最后,限值转化为测试计划时,还要考虑测量不确定度。标准限值通常是“不小于”某个dB值,而实际测量存在仪表误差、失配误差和重复性误差。工程上一般要求测试余量至少留2~3 dB,即如果限值是45 dB,实测最好在47 dB以上才判定为稳定通过。如果实测在45~46 dB之间,需要增加平均次数、检查连接器扭矩、确认参考电平设置,排除测量系统本身的影响后再做判断。