TD-SCDMA射频测试技术分析总结
互联网 2022-11-28

    TD-SCDMA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)和其他测试(参考标准:3GPPTS31.120)三类测试。

  其中射频指标测试分为“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:包括接收灵敏度电平、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。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。TD其他测试部分的测试内容主要有UIGG/USM测试等。

  目前,MORLAB已经正式对外开展了TD产品的相关测试服务项目,通过近期研究相关标准(YD/T1367-2006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求)并开展部分测试实验,我们将分期归纳TD终端产品的各个测试项目的具体内容。现谈一谈TD终端产品发射机特性测试——UE最大发射功率的内容。

  测试项目:UE最大发射功率(单码道)

  测试目的:验证UE的最大发射功率误差不超过容限值。UE最大发射功率过大会干扰其他信道或其他系统,而UE最大发射功率过小会缩小小区的覆盖范围。

  测试方法:
(1)按照图示搭建测试系统平台

  (2)建立UE和SS之间的通话,设置UE为回环测试模式,通过SS测量UE上行时隙的输出功率。

  (3)对RF信道Low/Mid/High进行相同的测试。

  测试限值:

  UE的标称最大发射功率取决于UE的功率等级,其最大发射功率应满足下表值:
Maximum Output Power single code

  摩尔实验室(MORLAB)最新引进了中国电子科技集团第四十一研究所研制的TD-SCDMA终端综合测试仪AV4943,可模拟基站、RNC和核心网的信令功能。该设备能精确测量TD终端的各项射频指标及性能指标;也可搭建测试系统来完成EMC和SAFETY的测试。

  以上是对UE最大发射功率的简要介绍,由于TD是个才投入实际应用的技术,对其测试上还有很多不完善的地方,我们将在今后的测试服务中进一步探索、不断提高和完善。

  本期总结将介绍TD终端产品发射机特性测试——上行功率控制。根据3GPP TS34.122标准规定,UE上行功率控制分为上行开环功率控制和上行闭环功率控制。现具体谈谈相关内容。

  一、 功率控制的主要目的:
1.保证链路质量Qos要求
2.提高系统容量
3.延长手机待机时间

  功率控制分为开环功率控制、内环功率控制和外环功率控制。由于下行不存在远近效应的问题,因此TD系统以上行功率控制为主。

  开环功控制伴随着随机接入过程对各个信道初始功率进行设置。TDD方式中,开环功率控制算法能够利用上下行链路特性对称的特点,快速而准确地调整功率。先测量下行导频,然后估算出下行链路的损耗,再将该损耗值等同于上行链路的损耗,最后计算出上行链路的发射功率。

  二、 上行开环功率控制

  定义:上行开环功率控制指设置UE的UpPCH的发射电平为特定的值,系统将通过高层信令指示一个上行发射功率的最大允许值,这个值应低于由UE 功率等级确定的最大功率值。

  测试目的:验证UE开环功率控制的容限是否超过指标要求,该项目测试强调UE接收机在接收范围内正确测量接收功率的能力。

  测试标准:

Table1: Open loop power control tolerance (1,28 Mcps TDD Option)

Normal conditions

±9 dB

Extreme conditions

±12 dB

  三、 上行闭环功率控制

  定义:上行闭环功率控制是指UE发射机根据在下行链路接收到的一个或多个功率控制命令(TPC)而对UE发射机输出功率作出调整。功率控制步长(ΔTPC)是指UE 根据接收到一个功率控制命令(TPC_cmd)时,UE 发射机输出功率的功率变化。

  在UE 接收到功率控制命令(TPC_cmd)后的下一个时隙内,发射机要具有根据ΔTPC 或者ΔRP-TPC的数值改变其输出功率1、2 或3dB 的能力。

  测试目的:验证UE闭环功率控制步长是否符合指标要求,考查UE是否能正确地获得TPC命令。

  测试标准:
Table 2 列出了发射机闭环功率控制时的输出功率步长范围。
Table 3 列出了发射机闭环功率控制时的平均输出功率步长范围。功率控制命令组(TPC_cmd group)是一组功率控制命令的组合,它可以根据相同时间内的一系列持续的功率控制命令而得到。

 本期将简要介绍有关频谱方面的测试——占用带宽。

  定义:占用带宽是指以指定信道的中心频率为中心,包含总发射功率99%能量时所对应的频带宽度。

  测试目的:验证UE的占用带宽是否符合指标要求,避免超过指标要求的占用带宽增加对其他信道或其他系统的干扰。

  初始条件:

  (1)测试环境:normal;参考TS34.122标准clauses G.2.1和G.2.2。
(2)测试频点:low range, mid range, high range ;参考TS34.122标准clauses G.2.4。

  测试结构图: 如图1所示,测试平台由信号发生器、测试仪、环行器构成,但目前大部分基站是集这三者为一身。简化测试结构如图2所示。

  测试步骤:

  (1)设置手机在loopback的测试模式下并按照下表设置参数建立其和基站间的通话。

  (2)在发射载波中心频率 –[2.4——0.015]MHZ至发射载波中心频率 +[2.4——0.015]MHZ的带宽上测试功率频谱分布,测量滤波器选用带宽为30KHZ的高斯滤波器,测量步长为30KHZ。每一步的持续时间必须足够长以保证能够捕获激活的时隙,记录下每次测量的功率。

  (3)将每次测量的功率累计计算得到总功率。

  (4)从步骤(2)中测试带宽的最低边界(下边界)开始累计功率和,把功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最低频率。

  (5)从步骤(2)中测试带宽的最高边界(上边界)开始累计功率和,把功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最高频率。

  (6)基于步骤(4)和(5)计算占用带宽OBW:OBW=最高频率 – 最低频率

  标准限值:TD-SCDMA基于1.28 Mchip/s码片速率的占用带宽为1.6 MHz。

  测试结果:图3是模拟测试的结果。

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