¿Cómo se mide la EIRP en 5G-NR según 3GPP?
Prácticamente todas las radios 5G-NR emplean dos matrices de antenas polarizadas para mejorar la diversidad y reducir la atenuación. Con tal fin se suelen colocar en un ángulo de ±45°. Si no se conoce con antelación dónde se encuentran los UE, es probable que ambas matrices de antenas transmitan la misma información a niveles de potencia similares, ya que así se optimiza la recepción para una ubicación/orientación aleatoria.
Para haces de tráfico se pueden utilizar dos matrices de antenas en una configuración MIMO con el fin de conseguir varias rutas hasta los UE, bien sea para obtener la máxima calidad de recepción o, en condiciones claras de señal, para mejorar la velocidad de transferencia de los datos. Una estación base también podría optar por variar las señales en las dos matrices de antenas con el objetivo de reducir la interferencia mutua u optimizar las señales reflejadas en los edificios cercanos.
Esto significa que una verdadera caracterización de la potencia de haz exige tomar medidas en dos planos ortogonales, que luego se suman para obtener la EIRP total. Esto es exactamente lo que establece la especificación TS38.141 de 3GPP para pruebas de estaciones base. También indica que se pueden medir dos polarizaciones ortogonales de manera simultánea o por separado. Con tal grado de libertad vale la pena destacar que medir dos polarizaciones ortogonales por separado no solo reduce el coste de los equipos, sino que también disminuye el número de elementos que es necesario calibrar.
Tomar medidas sobre el terreno no resulta tan sencillo como parece sobre el papel, ya que incluso un transmisor 5G por debajo de 6GHz puede utilizar anchos de banda de hasta 100 MHz. Por tanto, toda respuesta en amplitud y fase medida en el receptor debe ser “plana” para todo el ancho de banda del canal y debe ser capaz de rechazar adecuadamente otras señales procedentes de canales adyacentes. La falta de planitud en la ganancia del receptor se traduce directamente en un error al medir la potencia.
Además, a cualquier distancia razonable de la estación base (gNB), el nivel de la señal será bastante bajo. Esto impone unos requisitos muy estrictos a la sensibilidad del analizador de espectro, el cual debe medir en la dirección del haz de la antena hacia el objetivo, tanto en la dirección del azimut como de la elevación. Para que las medidas sean fiables y repetibles es aconsejable recurrir a un trípode y un cabezal esférico para la antena de medida. Si también hay que medir la intensidad de campo es preciso conocer el factor K de la antena de recepción.
Finalmente, para realizar medidas en una gNB cuando está en funcionamiento, el analizador de espectro debe ser capaz de medir la EIRP mientras decodifica la señalización de la transmisión y aprovecharla para controlar la sincronización de las medidas.
Conclusiones
Los medidores de campo de nueva generación deben ser capaces de medir EIRP de forma práctica, sencilla y a gran distancia.
El analizador de espectro portátil Field Master Pro MS2090A de Anritsu ha sido diseñado para que supere el reto que supone medir la EIRP de acuerdo con las especificaciones de 3GPP directamente desde una estación base 5G. Esto significa que ofrece el ancho de banda suficiente para llevar a cabo medidas precisas de señales que ocupan 100 MHz o más, además de garantizar la sensibilidad y el bajo nivel de ruido que se necesitan para registrar la EIRP a distancias razonables de una estación base activa.
Por último, también puede aprovechar las señales de sincronización primaria y secundaria con el objetivo de medir la EIRP en todos los haces de transmisión de una estación base 5G en cada sector.
