TD-SCDMAWCDMA基站射频测试基础
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TD-SCDMA/TD-HSDPA终端射频测试用户都是通过终端来体会感受网络所提供的各项功能,因此终端的成熟度与质量直接关系到移动通信业务本身的推广与发展。
对于中国独自开发的TD-SCDMA来说,这一点显得尤为重要。
随着3G牌照的正式发布以及TD-SCDMA网络的不断扩容,政策因素与网络覆盖问题都将得到完美的解决,终端本身的性能与质量将成为最为关注的话题。
测试仪表对于确保终端的质量来说是一个非常关键的设备。
对于运营商来说,不可能将TD-SCDMA网络做到与GSM一样的覆盖范围,在TD-SCDMA 无法覆盖的区域需要现有的2G网络来提供相应的替代服务。
因此,能够兼容TD-SCDMA/GSM两种制式的双模终端成为一个必然的趋势。
与之相应,TD-SCDMA终端测试仪表需要增加GSM测量的能力,以提高测试效率。
目前在部分TD-SCDMA终端生产测试中采用的非信令模式(仅测量射频指标、不建立网络连接及呼叫测试)适合于校准及射频测量,并不适合于对TD-SCDMA终端进行最终测试,因为TD-SCDMA终端相对还不是很成熟,仅采用非信令模式进行测试,可能在实际通话时还会遇到问题。
因此,整的信令测试模式对于还在起步阶段的TD-SCDMA终端来说很有必要。
对于终端的应用业务及功能测试、协议测试来说,目前还缺乏相应的网络仿真器,都是使用实际的基站来构建模拟网络。
对于手机终端不可缺少的一致性测试(协议、应用、USIM 等),更是需要基于基站仿真器的模拟网络环境来保证测试条件的统一性。
TD-SCDMA/TD-HSDPA终端射频测试TD-SCDMA终端的射频测试主要包括以下两方面:(1)研发测试包括对终端设计过程的板级、整机测试验证,以保证终端主要指标符合规范的要求。
(2)生产线测试包括非信令校准、信令连接测试,以保证最终终端产品的性能指标稳定。
在3GPP TS34.122规范中详细规定了TD-SCDMA终端需要符合的无线发射与接收指标,主要包括发射机特性、接收机特性、性能、无线资源管理、HSDPA性能等。
WCDMA射频测试指导书目录前言 (3)1 范围 (1)2 应用标准及参考资料 (1)3 符号和缩略语 (4)4 测试条件和设备 (3)5 测试内容 (7)前言本指南为手机硬件测试系列指南中的WCDMA 射频测试部分。
因为3G(WCDMA)手机硬件的测试在涉及基带相关的测试与2G(GSM)差别不大,所以此文档中主要描述的主要是3G (WCDMA)射频相关的测试。
本指南由深圳市朵唯致远科技有限公司硬件测试小组起草制定。
手机硬件测试指南 3G射频测试1 范围本规范明确了WCDMA手机硬件的项目、测试方法和测试设备。
由于手机平台的不同,导致手机功能的多样性,难免保证该测试规范能适合所有的机型,故在实际测试中应根据实际情况予以取舍。
本规范适用于深圳市朵唯致远科技有限公司硬件测试人员对3G手机硬件的测试。
2 引用标准及参考资料[1] 3GPP TS 34.121 Terminal conformance Specification; Radio transmissionand reception (FDD)(Release 6)[2] 3GPP TS 34.123 UE Conformance Specification, Part 1,2,3[3] 3GPP TS 34.124 Electromagnetic compatibility (EMC) requirements forMobile terminals and ancillary equipment3 符号和缩略语BER Bit Error Ratio 误比特率BLER Block Error Ratio 误块率BTS Base Transmitter Station 基站DL Down Link (forward link) 下行链路(前向链路)FDD Frequency Division Duplex 频分复用UL Up Link (reverse link) 上行链路(反向链路)BCH Broadcast Channel 广播信道CCPCH Common Control Physical Channel 公共控制物理信道CCTrCH Coded Composite Transport Channel 码组合传输信道CPICH Common Pilot Channel 公共导频信道DCH Dedicated Channel 专用信道DPCCH Dedicated Physical Control Channel 专用物理控制信道DPCH Dedicated Physical Channel 专用物理信道DPDCH Dedicated Physical Data Channel 专用物理数据信道DSCH Downlink Shared Channel 下行共享信道DTX Discontinuous Transmission 不连续发射FACH Forward Access Channel 前向接入信道PCH Paging Channel 寻呼信道主公共控制物理信道P-CCPCH Primary Common Control PhysicalChannelPDSCH Physical Downlink Shared Channel 物理下行共享信道PICH Page Indicator Channel 寻呼指示信道PRACH Physical Random Access Channel 物理随机接入信道PSC Primary Synchronisation Code 主同步码RACH Random Access Channel 随机接入信道从公共控制物理信道S-CCPCH Secondary Common Control PhysicalChannelSCH Synchronisation Channel 同步信道SF Spreading Factor 扩频因子TSTD Time Switched Transmit Diversity 时间切换发射分集传输格式组合指示TFCI Transport Format CombinationIndicatorTPC Transmit Power Control 发射功率控制ACLR Adjacent Channel Leakage power Ratio 邻道泄漏功率比BER Bit Error Ratio 误码率BLER Block Error Ratio 误块率DPCH Dedicated Physical Channel 专用物理信道DPCH_E c Average energy per PN chip for DPCH. DPCH每个伪随机码的平均能量EIRP Effective Isotropic Radiated Power 有效全向辐射功率EVM Error Vector Magnitude 误差矢量幅度FDD Frequency Division Duplexing 频分双工FER Frame Erasure Rate, Frame Error Rate 误帧率F uw Frequency of unwanted signal. 非有用信号的频率GSM Global System for Mobile全球移动通信系统communicationsTDD Time Division Duplexing 时分双工TFC Transport Format Combination 传输格式组合UE User Equipment 用户设备宽带码分多址WCDMA Wideband Code Division MultipleAccess4 测试条件及设备4.1 环境温度4.1.1 正常温湿条件正温度: 15ºC~60ºC,相对湿度:20%-75%。
TD-SCDMA-AND-CDMA-TESTTD-SCDMA测试TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access ,时分同步的码分多址技术,是中国提出的第三代移动通信标准)终端一致性测试包括射频指标测试(参考标准:3GPPTS34.122),协议信令测试(参考标准:3GPPTS34.123)和其它测试(参考标准:3GPPTS31.120)三类测试。
1.射频指标测试分为“发射机特性测试”“接收机特性测试”“性能指标测试”和“支持无线资源管理测试”。
发射机特性测试:包括UE最大发射功率、频率稳定性、最小发射功率、占用带宽、邻道泄漏抑制比、杂散辐射、互调特性、开环功率控制、闭环功率控制、发射开关模板、发射关功率、频谱发射模板误差矢量幅度(EVM)、峰值域码误差(PCDE)等。
接收机特性测试:接收灵敏度电平、最大输入电平、邻道选择性、阻塞特性、杂散辐射等。
性能指标测试:包括静态传播条件下的解调、各种不同衰落条件下的DCH解调、下行链路的功率控制、上行链路的功率控制等。
支持无线资源管理测试:包括小区选择、重选、切换等。
2.协议信令测试主要是保证UE的信令、协议的一致性和规范化,这部分测试主要包括三项内容:3G网络的基本功能,电路域基本过程和分组域基本过程。
3.TD其它测试部分的测试内容主要有UIGG/USM测试等。
TD-SCDMA系统有如下几个主要的射频指标(1) 占用带宽(Occupied bandwidth)定义:以指定信道的中心频点为中心,包含总发射功率的99%功率的频带宽度。
测试目的:验证基站发射没有占用过多的带宽而干扰其它无线电业务。
(2) 最大输出功率(Maximum output power ,P max)定义:在指定参考条件下,在天线接口处一个激活时隙上(包括保护时间段),每个载波的平均功率电平。
测试目的:验证基站内所有发射单元最大输出功率在其工作频段内的精确性。
1引言作为第三代移动通信系统标准之一的TD-SCDMA,采用了两项最为关键的技术,即智能天线技术和联合检测技术。
其中智能天线对于系统的作用主要包括:(1)通过多个天线通道功率的最大比合并以及阵列信号处理,明显提高了接收灵敏度;(2)波束赋形算法使得基站针对不同用户的接收和发射很高的指向性,因此用户间的干扰在空间上能够得到很好的隔离;(3)波束赋形对用户间干扰的空间隔离,明显增加了CDMA的容量,结合联合检测技术,使得TD-SCDMA能够实现满码道配置;(4)通过波束赋形算法能够实现广播波束宽度的灵活调整,这使得TD-SCDMA在网络优化过程中小区广播覆盖范围的调整可以通过软件算法实现(常规基站天线的广播波束是固定不可变的,若想调整覆盖范围必须要更换天线),从而明显提高了网优效率;(5)通过对天线阵进行波束赋形使得下行信号能够对准一个(或若干个不同位置的用户)用户,这等效于提高了发射机的有效发射功率(EIRP)。
CDMA系统中采用了大功率线性功放,价格比较昂贵;采用智能天线技术的TD系统可以采用多个小功率功放,从而降低了制造成本。
2基本工作机理根据波束成形的实现方式以及目前的应用情况,智能天线通常可分为多波束智能天线和自适应智能天线。
多波束智能天线采用准动态预多波束的波束切换方式,利用多个不同固定指向的波束覆盖整个小区,随着用户在小区中的移动,基站选择其中最合适的波束,从而增强接收信号的强度。
多波束智能天线的优点是复杂度低、可靠性高,但缺点是它受天线波束宽度等参数影响较大,性能差于自适应智能天线。
自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式,通过不同自适应调整各个天线单元的加权值,达到形成若干自适应波束,同时跟踪若干个用户,从而能够对当前的传播环境进行最大程度上的匹配。
自适应智能天线在理论上性能可以达到最优,但是其实现结构和算法复杂度均明显高于多波束智能天线。
TD-SCDMA系统采用的是自适应智能天线阵,天线阵列单元的设计、下行波束赋形算法和上行DOA预估是智能天线的核心技术。
WCDMA与TD-SCDMA终端射频测试差异性分析摘要终端的射频一致性测试是整个移动通信产业链发展中的重要环节,WCDMA和TD-SCDMA是3GPP家族的主要成员,本文对WCDMA和TD-SCDMA终端的射频一致性测试项目、测试条件及不确定度要求等方面进行了对比研究,指出了二者的差别和可以借鉴的地方,并对规范中不太适合我国国情的部分条目进行了分析。
1、前言WCDMA和TD-SCDMA都是当今3G的主流通信标准,二者都采用3GPP指定的UMTS网络结构模型;在无线传输技术方面,都可以采用智能天线、联合检测等技术;在未来技术的演进路线上,都采用了HSDPA(高速下行分组接入)、MIMO(多输入多输出)、OFDM(正交频分复用)等技术,二者在终端一致性测试方面有很多相似的地方。
而WCDMA网络在国外已有商业应用,因此本文将比较它们在终端射频一致性测试内容方面存在的主要差异,希望对TD-SCDMA的终端测试有所帮助。
WCDMA终端射频一致性测试分析的依据是3GPP TS34.121 v6.3.0.TD-SCDMA终端射频一致性测试分析的依据是3GPP TS 34.122 v5.2.0。
其中34.122规范分为HCR(high chip rate)(3.84 Mchip/s)和LCR (10w chip rote)(1.28 Mchip/s)两个选项。
HCR体制是欧洲的UTRA TDD模式,是UTRA FDD模式的补充;LCR是我国TD-SCDMA技术体制和欧洲UTRA TDD在3GPP融合的结果。
HCR和LCR在设计出发点、应用场合、使用的技术和设备成本方面都有所不同。
在目前国内的产业环境下,各大厂商研发的主流产品都是LCR,因此本文只涉及LCR和UTRA FDD的对比。
这里所说的WCDMA即是指UTRA FDD模式,TD-SCDMA是指UTRA TDD LCR模式。
随着技术规范文件版本的更新,不排除此分析结果发生相应变化的可能性。
WCDMA射频测试⼿册WCDMA 射频测试⼿册前⾔为规范WCDMA射频测试,统⼀测试⽅法,在公司内部仪器可以操作的范围内,操作3GPP TS34.121标准,起草了这份WCDMA 射频测试⼿册。
说明在使⽤此测试⼿册之前,请务必了解以下⼏点:1,本测试⽂档中所涉及到仪器操作、指令、参数等仅适⽤于Agilent E5515C TA 版本,软件版本为Fast Switch 08.14.2,本⽂内所涉及到的发射机功率等级在未作特殊说明的情况下,测试中对应测试项开环,发射机开关时间模板等测试项⽬都按照发射机功率类型3所对应的参数。
3,本⽂内所涉及测试频段,均按照频段I(Band I)举例说明。
4,在本⽂介绍中,所使⽤的测试⽩卡鉴权码为:00010203 04050607 08090A0B 0C0D0E0F;因为,实际线损有差别,设置线损部分也不在本⽂中详细描述。
1⽬录WCDMA 射频测试⼿册 (1)前⾔ (1)说明 (1)WCDMA部分 (3)⼀、测试最⼤发射功率(Maximum Output Power) (3)⼆、测试频率误差(Frequency Error) (7)三、上⾏链路开环功率控制(Open Loop Power Control in the Uplink) (10)四、上⾏链路内环功率控制(Inner Loop Power Control in the Uplink) (14)五、最⼩发射功率(Minimum Output Power) (16)六、发射机开关时间模板(Transmit ON/OFF Time Mask) (19)七、占⽤带宽(Occupied Bandwidth) (22)⼋、频谱辐射模板(Spectrum Emission Mask) (23)九、临信道泄漏⽐(Adjacent Channel Leakage Power Ratio) (26)⼗、差⽮量幅度(Error Vector Magnitude) (28)⼗⼀、峰值码域误差(Peak Code Domain Error) (31)⼗⼆、相位不连续性(UE Phase Discontinuity) (33)HSDPA部分 (36)2⼀、⾼速专⽤物理控制信道最⼤发射功率(Maximum Output Power withHS-DPCCH) (36)⼆、⾼速专⽤物理控制信道上频谱辐射模板(Spectrum Emission Mask WithHS-DPCCH) (44)三、⾼速专⽤物理控制信道临信道泄漏⽐(djacent Channel Leakage Power Ratio (ACLR) With HS-DPCCH) (49)四、⾼速专⽤物理控制信道差⽮量幅度(Error Vector Magnitude (EVM) With HS-DPCCH) (53)WCDMA部分⼀、测试最⼤发射功率(Maximum Output Power)操作步骤:1、在8960控制⾯板选择“Shift”键,然后按“Preset”键,对仪器进⾏初始化;并对仪器和射频测试线造成的实际线损进⾏补偿;2、在左菜单栏第⼀页⾯,将“Operating Mode”转换成“Cell Off”;33、在右菜单栏第⼀页⾯,选择“Channel Type”并更改为“12.2k”;4、选择右菜单栏第⼀页⾯中“Channel Parms”,更改其中“DL Channel”参数为更改测试信道;“10563”,如图1-15、在右菜单栏第⼆页⾯中,将“RLC Reestabilsh”改为“Off”;6、在右菜单栏第三页⾯中,选择“UE Target Power”为24dBm,并将同⼀页⾯下“ULCL Power Ctrl Parameters”中“UL CL Power Ctrl Mode ”设置为“ALL Up Bits”,保持“UL CL Power Ctrl Algorithm”为“TWO”;如图1-2 功率控制设置4图1-2功率控制设置7、左菜单栏第四页⾯,在“Security Info”,选择“Security Parameters”设置鉴权参数,如测试⽩卡的鉴权码“000102030405060708090A0B0C0D0E0F”,仪器对应设置为:---- “Authentication Key,Upper(Hex)”设置为“00010203”;---- “Authentication Key,Upper Middle(Hex)” 设置为“04050607”;---- “Authentication Key,Lower Middle(Hex)”设置为“08090A0B”;---- “Authentication Key,Lower(Hex)” 设置为“0C0D0E0F”;58、返回初始页⾯,左菜单栏第⼀页⾯,将“Operating Mode”设置为“Active Cell”;9、连接待测物与仪器,待测物上电,等待待测物注册并完全附着⽹络;10、在左菜单栏第⼀页⾯中选择“Original Call”,在仪器显⽰⾯板底部“Active Cell”状态栏显⽰为“Connected”之后;11、选择“Measurement Selection”中“Thermal Power”测试项,使⽤仪器操作⾯板中“Start Single”键进⾏单次测量,观察并记录测试数据。
摘要:射频收发信机是移动通信系统中的一个重要组成部分,射频收发信机性能对整个移动通信系统的性能有着重要的影响。
本文基于第三代移动通信标准TD-SCDMA系统用户终端设备射频收发信机的研究开发,分析了TD-SCDMA用户终端射频收发信机的主要性能指标要求,并对射频收发信机主要指标的测试进行了论述。
1、引言:在ITU最终确定的5种RTT(无线传输技术)建议中,TD-SCDMA是由中国标准化组织(CWTS)代表中国向ITU提交的。
TD-SCDMA提案是在SCDMA无线本地环路(SCDMA-WLL)先进技术以及成功应用的基础上提出的。
它采用时分双工(TDD)方式,运用了多项先进的技术,如:智能天线(Smart Antenna)技术、多用户检测(Joint Detection)技术、同步码分多址(SCDMA)技术、软件无线电(Software Radio)技术等。
前不久,大唐电信中央研究院与重庆邮电学院联合成功开发了TD-SCDMA 试验系统用户终端设备。
TD-SCDMA终端无线接口的相关特性指标与射频收发信机息息相关。
本文介绍分析了TD-SCDMA系统用户终端收射频收发信机的主要性能指标,并对一些收发信机射频指标的测试进行了论述。
2、指标分析下面结合TD-SCDMA相关标准文档,对TD-SCDMA用户终端收发信机的一些指标参数进行分析,并作为射频收发信机设计的重要依据。
这里主要分析如下几个指标参数:1.接收灵敏度;2.邻道选择性(ACS)与干扰;3.线性和动态范围。
接收灵敏度接收灵敏度(Psen)是TD-SCDMA终端射频收信机重要的指标参数,合理地确定接收灵敏度直接地决定了TD-SCDMA终端射频收发信机的性能及其可实现性。
接收灵敏度是指在确保误比特率(BER)不超过某一特定值的情况下,在用户终端天线端口测得的最小接收功率,这里BER通常取为0.001。
接收灵敏度表征着TD-SCDMA终端接收机接收能力的强弱。
WCDMA基站测试方案目录1. 内容简述 (3)1.1 目的与意义 (3)1.2 测试背景与需求分析 (4)1.3 测试方案的目的 (5)1.4 测试方案的内容与结构 (6)1.5 测试方案的限制条件 (7)2. WCDMA基站简介 (8)2.1 WCDMA技术的概述 (10)2.2 基站的功能与特点 (10)2.3 基站的关键技术 (12)2.4 基站的主要组成部分 (13)2.5 基站工作原理 (14)3. 测试环境与测试设备 (15)3.1 测试环境要求 (17)3.2 测试设备需求 (18)3.3 测试设备清单与功能介绍 (19)3.4 关键测试仪器硬件要求 (20)3.5 软件测试环境要求 (22)4. 测试方案的制定原则 (23)4.1 测试方案制定的依据 (24)4.2 测试方案的安全性与可靠性要求 (25)4.3 测试方案的可操作性与可重现性 (27)4.4 测试方案的进度与成本控制 (29)5. WCDMA基站测试流程 (30)5.1 基站初始化与启动测试 (31)5.2 基站硬件功能测试 (32)5.3 基站软件功能测试 (33)5.4 基站性能测试 (35)5.5 基站安全与维护测试 (36)5.6 基站故障诊断与排除测试 (37)6. 测试方法与步骤 (38)6.1 测试方法概述 (38)6.2 基站接口与协议测试 (40)6.3 基站通信性能测试 (41)6.4 基站容量与负荷测试 (42)6.5 基站干扰与邻区干扰测量 (43)6.6 基站能耗测试 (44)6.7 基站维护与监控测试 (46)6.8 测试步骤的脚本编写 (46)7. 测试数据分析与评估 (47)7.1 测试数据的收集与记录 (48)7.2 数据分析方法 (49)7.3 测试结果评估标准 (50)7.4 测试结果处理与报告编制 (51)7.5 问题与异常分析 (53)7.6 测试报告要点 (54)8. 风险评估与预案 (56)8.1 可能出现的风险点 (57)8.2 风险评估方法 (58)8.3 风险缓解措施 (59)8.4 应急预案编制 (60)8.5 风险控制措施实施 (62)1. 内容简述本测试方案旨在为WCDMA基站的测试工作提供全面、系统的指导。
TD-SCDMA射频测试解决方案为确保中国TD-SCDMA网络规模商用的成功,运营商和设备供应商需要对入网设备进行大量的测试工作,其中射频测试尤为重要。
安捷伦公司提供了符合3GPP规范要求的TD-SCDMA射频测试全面解决方案,并已广泛应用于各种基站、终端、直放站等设备测试中。
下面将分别介绍应用于接收机测试、发射机测试(包括直放站测试)、射频一致性测试以及终端校准等方面的解决方案。
TD-SCDMA接收机性能指标测试根据3GPPTS25.142(基站)和TS34.122(终端)的射频一致性测试规范要求,在TDD模式下的无线传输和接收部分都定义了相应的发射机和接收机以及系统的性能。
无论是基站还是终端,绝大部分的接收机测试项目归根结底是BER(BitErrorRate) / BLER(Block ErrorRate)测试。
安捷伦公司的N7612BSignalStudiofor TD-SCDMA软件,配合信号发生器ESG 或MXG,为TD-SCDMA 及TD-HSDPA 信号产生提供了一整套完备的解决方案,完全符合3GPP 以及中国通信标准委员会(CCSA)的规范要求。
N7612B 的高级功能提供了全面编码的测试信号,特别适合在PRACH 或DPCH 信道上执行接收机BER/BLER 测量。
为在测试过程中隔离不同的接收机模块,数据净荷可以只采用物理层编码,也可以采用物理层和传输层编码。
此外,可以在DwPCH 中选择S1/S2 旋转,测试终端能否正确识别P-CCPCH 复帧结构,标出信道,或在UpPCH 信道中设置不同的上行发送定时偏置,检验模块或系统性能。
图1基站接收机BER测试图1给出安捷伦测试系统应用于基站厂商接收机BER测试的一个实例参考,该系统已成功应用于大唐移动、中兴通讯、鼎桥通信和中国普天等多家基站厂商的接收机性能验证测试中,并已广泛用于各基站厂商的设计研发以及运营商的招标测试阶段。
在图1的测试系统中,首先在N7612B中选中相应的RMC信道,然后设置信号发生器的波形文件触发方式,就可以在基站的接收端通过专用测试工具计算出BER/BLER。