5A版手機(jī)接收性能的測(cè)試

1、7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 手機(jī)接收性能的測(cè)試 手機(jī)作為無線通訊設(shè)備， 就是要能接收和發(fā)射無線信號(hào)， 筆者前一段時(shí)間寫了一 篇淺談手機(jī)發(fā)射功率后收到一些 Email ，鼓勵(lì)筆者繼續(xù)寫，實(shí)在不好意思就 再湊一篇淺談手機(jī)接收性能的測(cè)試 ，算是把手機(jī)接收和發(fā)射這兩部分都議了 一議，當(dāng)然還是淺談，還是拋磚，希望同行能夠斧正。 一、從收音機(jī)、電視機(jī)談起 我們這一代人從小接觸的是收音機(jī)， 后來是電視機(jī)， 現(xiàn)在還能想起剛開始有電視 機(jī)時(shí)，家家必加高高的電視天線（那時(shí)還沒有普及有線） ，但電視接收效果還是 有的家好，有的家不好， 這時(shí)我們半大孩子一定會(huì)為了更好的看電視找原因、 想 辦法。通常是說把天線架的更高， 原

2、因是說有樓房或別的什么高東西遮擋了電視 信號(hào)，有從影就一點(diǎn)一點(diǎn)的左右旋轉(zhuǎn)電視天線， 還不行就煞有介事的說你家的電 視靈敏度太低， 當(dāng)然家旁邊有汽車通過或天氣不好， 電視上會(huì)有雪花， 有時(shí)還偶 爾能聽到串進(jìn)來其它臺(tái)的弱小聲音，這些我們都知道，這是電視信號(hào)被干擾了。 其實(shí)手機(jī)作為無線通訊設(shè)備與收音機(jī)、 電視機(jī)沒有什么本質(zhì)的區(qū)別， 它同樣 在通信信號(hào)被遮擋或接收到幾條路徑的無線信號(hào)時(shí)，通信質(zhì)量較差；被干擾后， 通信質(zhì)量較差； 手機(jī)靈敏度太低， 在有些場(chǎng)合也會(huì)影響通信質(zhì)量； 這些其實(shí)完全 可以與收音機(jī)、 電視機(jī)類比的， 但手機(jī)作為可移動(dòng)的無線通訊產(chǎn)品， 它所遇到的 無線電環(huán)境遠(yuǎn)比收音機(jī)、電視機(jī)（這里指

3、以前的，不是指現(xiàn)在車載收音機(jī)、電視 機(jī)）要惡劣，比如你在高速運(yùn)動(dòng)的汽車上通話會(huì)遇到多普勒效應(yīng)，在一個(gè) 小區(qū)內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)通話會(huì)受到系統(tǒng)內(nèi)部之間的互相干擾等等。其實(shí)本文 開始羅嗦半天， 無非就是想說明一點(diǎn)， 考察手機(jī)的接收性能， 就是要先了解手機(jī) 都會(huì)在什么樣的無線電環(huán)境下工作。 1、當(dāng)手機(jī)在小區(qū)邊緣，或無線信號(hào)被建筑物或其他東西遮擋、或在一個(gè)屏蔽的 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 空間里（如電梯間），手機(jī)只能收到弱小信號(hào)； 2、手機(jī)接收到多條無線路徑的射頻信號(hào)，這主要是同一個(gè)無線信號(hào)被城市建筑 物或其他東西折射、 反射過來， 當(dāng)這些多徑信號(hào)相位相反時(shí)， 會(huì)造成合成信號(hào)的 幅度快速變

4、化， 且由于這些多徑信號(hào)傳播路徑不同， 會(huì)產(chǎn)生時(shí)延散布， 這樣就形 成了多徑衰落， 類比電視的從影， 但要比從影惡劣的多， 多徑衰落對(duì)手機(jī)的通信 質(zhì)量影響很大， 這是由于手機(jī)是移動(dòng)設(shè)備， 在密集的高樓大廈之間使用的幾率很 大，而手機(jī)無法 象電視 機(jī) 那樣使 用定向天 線來回避這 個(gè)問題 ，當(dāng)然現(xiàn)在 cdma20GG 已經(jīng)啟用了 RAKE 接收機(jī)的技術(shù)；其思想是如果不同路徑信號(hào)的延 遲超過一個(gè)偽碼的碼片的時(shí)延， 則在接收端可將不同的波束區(qū)別開來。 將這些不 同波束分別經(jīng)過不同的延遲線， 對(duì)齊以及合并在一起， 則可達(dá)到變害為利， 把原 來是干擾的多徑信號(hào)變成有用信號(hào)組合在一起。這就是 RAKE 接

5、收機(jī)的基本原 理。 3、在運(yùn)動(dòng)的汽車或火車上通話，由于是在高速運(yùn)動(dòng)中通話，會(huì)形成的多普勒效 應(yīng)； 4、手機(jī)會(huì)受到同小區(qū)其他通話用戶，或其他鄰近小區(qū)通話用戶的干擾； 5、會(huì)受到附近頻段其他正在使用的無線設(shè)備的干擾； 6、會(huì)受到其他突發(fā)性干擾，如打雷、大電機(jī)的瞬時(shí)啟停等； 其實(shí)這些情況都可以用一張很好的圖畫形象表示， 感興趣的可以在一些相關(guān) 書籍或資料中找到。 二、如何衡量手機(jī)的接收性能 還是讓我們繼續(xù)從收音機(jī)、 電視機(jī)談起， 衡量收音機(jī)、 電視機(jī)接收性能有一個(gè)簡(jiǎn) 單辦法，那就是把收音機(jī)、電視機(jī)放在惡劣電磁環(huán)境中去聽、去看接收效果，是 否有雜音，是否有雪花，是否畫面清晰，當(dāng)然這個(gè)辦法很直接，但評(píng)價(jià)

6、有時(shí)卻很 主觀，并不能很客觀的、量化的去評(píng)價(jià)收音機(jī)、電視機(jī)接收性能。為了客觀的、 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 量化的去評(píng)價(jià)收音機(jī)、 電視機(jī)的接收性能， 人們把發(fā)送的模擬信號(hào)與接收端復(fù)制 的模擬信號(hào)之間進(jìn)行比對(duì)， 用均方誤差的方法計(jì)算二者誤差程度。 這個(gè)誤差其實(shí) 主要是由于信號(hào)在傳輸時(shí)疊加上的噪聲所造成的 （有些時(shí)候?qū)⑺Q之為加性干擾 或加性噪聲），后來人們研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)加性干擾所造成的均方誤差，在模擬通信 中最終將完全取決于接收端輸出的信號(hào)平均功率與噪聲平均功率之比（即信噪 比）。因此信噪比就成為人們衡量無線模擬通信設(shè)備接收性能的主要指標(biāo)。也就 是，信噪比真實(shí)的反映了模擬無線接收

7、設(shè)備對(duì)接收到的無線模擬信號(hào)的復(fù)制的程 度。 拉拉雜雜羅嗦半天，說白了衡量模擬無線設(shè)備（收音機(jī)、電視機(jī)）的接收性 能就是把發(fā)送的模擬信號(hào)與接收端復(fù)制的模擬信號(hào)之間進(jìn)行比對(duì)， 計(jì)算二指的均 方誤差，僅僅是在實(shí)際測(cè)試測(cè)量中， 這種方法不易實(shí)現(xiàn)， 人們才“轉(zhuǎn)到”了信噪 比上，而手機(jī)是數(shù)字通信， 沒有必要這么麻煩， 直接把發(fā)送的數(shù)據(jù)流和手機(jī)接收 到的、解碼后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行比較，計(jì)算出誤碼率， ok ，手機(jī)的接收性能就直觀 準(zhǔn)確的表述出來了。 本文到此基本上把要鋪墊的東西都啰嗦的鋪墊完了，下面將著重的把 GSM 手機(jī)和 cdma20GG 手機(jī)在接收方面的性能測(cè)試對(duì)比的談一下， 這種對(duì)比其目的 是要突出兩種體

8、制的異同， PHS、CDMA95 、WCDMA 其實(shí)在根本上與 GSM 和 cdma20GG 是類似的，這里不談的原因有二， 一是篇幅所限， 二是筆者偷懶。 三、手機(jī)誤碼率的測(cè)試方法 在談測(cè)試方法之前，首先讓我們簡(jiǎn)單回顧 GSM 和 cdma20GG 。GSM 是時(shí)分、 頻分多址系統(tǒng)，它屬于窄帶調(diào)制，帶寬 200kHz 。GSM 的傳輸信道是物理信道， 其他邏輯信道是共用一個(gè)物理信道。 GSM 采用 RPE-LTP對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行編碼， 把語(yǔ) 音數(shù)據(jù)分成了三類， 非常重要的語(yǔ)音數(shù)據(jù) （TypeIa ），重要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)（TypeIb ） 和其他的語(yǔ)音數(shù)據(jù)（ TypeII ），其中非常重要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)和重

9、要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)都加 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 了校驗(yàn)碼， 而其他語(yǔ)音數(shù)據(jù)沒有加任何校驗(yàn)碼。 GSM 是第二代無線通訊的標(biāo)準(zhǔn)， 后來發(fā)展到 2.5 代 GPRS 系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信能力有所提高。 cdma20GG 是碼分、頻分多址系統(tǒng)，因此也是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，同時(shí)碼分 技術(shù)的基礎(chǔ)是擴(kuò)頻技術(shù)， 其重要應(yīng)用就是解決在出現(xiàn)有強(qiáng)烈干擾下的可靠通信問 題。它是寬帶調(diào)制，帶寬 1.25MHz ，能有效抑制一些窄帶干擾，采用了 RAKE 接收機(jī)技術(shù)， 能把部分多徑干擾變成有益的， 它是第三代無線通訊的標(biāo)準(zhǔn)， 其不 僅可以進(jìn)行語(yǔ)音通訊， 而且很重視數(shù)據(jù)通訊， 它比 GSM 標(biāo)準(zhǔn)有更多的邏輯信道。 從

10、前文中我們知道，衡量數(shù)字通信的方法就是把發(fā)出的和收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行 比對(duì)，計(jì)算誤碼率，那么在具體測(cè)試過程中是如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程哪？ GSM 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 GSM 手機(jī)要有“環(huán)回模式( loop-backmode )”，其思想是手機(jī)要把接 收到的數(shù)據(jù)流再調(diào)制后發(fā)回來，以便儀表比對(duì)數(shù)據(jù)流，計(jì)算誤碼率。 GSM 手機(jī) 只要安轉(zhuǎn)了測(cè)試 SIM 卡，GSM 手機(jī)的“環(huán)回模式”就會(huì)被激活， 測(cè)試設(shè)備可以 通過下行的 SACCH 給手機(jī)發(fā)出命令，使之進(jìn)入“環(huán)回模式”。 cdma20GG 的標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定手機(jī)要有“環(huán)回模式”，但不是所有誤碼率都是 用環(huán)回模式來測(cè)量， 測(cè)試 SCH 的 TDSO(TestDataServ

11、iceOption) 就不是用的環(huán) 回模式， 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在這種模式下， 測(cè)試儀表要發(fā)出已知格式和內(nèi)容的數(shù)據(jù)流， 手 機(jī)將這些數(shù)據(jù)解調(diào)后也不再調(diào)制發(fā)出， 而是直接對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)， 計(jì)算誤禎 率，另外對(duì) F-BCCH 、 F-CCCH 等信道測(cè)試也不是采用環(huán)回模式，而是用 cdma20GG 中一禎數(shù)據(jù)中的 CRC(CyclicRedundancyCheck) 位來確定誤禎率， cdma20GG 為什么采用這么多方法來測(cè)試誤禎率，這點(diǎn)主要是不同邏輯信道的 特點(diǎn)決定的，由于篇幅所限，筆者在此不再展開討論。 GSM 標(biāo)準(zhǔn)在表述手機(jī)接收質(zhì)量，也就是誤碼率 BER(Biterrorratio )時(shí)， 除了

12、用誤碼率這個(gè)概念外，還根據(jù)不同情況分別引入了殘余比特誤碼率 RBER ( ResidualBitErrorRate )和誤禎率 FER(FrameErrorRate) 兩個(gè)概念，其中又把 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 誤碼率和殘余比特誤碼率根據(jù)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的性質(zhì)分成了 II 類誤碼率、 Ib 類殘余比 特誤碼率和 II 類殘余比特誤碼率，而 cdma20GG 沒有象 GSM 那樣搞的這么復(fù) 雜，它就是用誤禎率 FER(FrameErrorRate) 來說事。大家都看出來了 GSM 和 cdma20GG 規(guī)定的不同， 本文篇幅有限不做進(jìn)一步討論， 但這個(gè)問題值得深究。 在開始下面的討論

13、之強(qiáng)， 還需聲明一句， 下文為了能把問題說清楚， 引用了 標(biāo)準(zhǔn)中的一些規(guī)定， 但規(guī)定是發(fā)展的， 筆者引用的標(biāo)準(zhǔn)可能與讀者接觸的標(biāo)準(zhǔn)有 些出入，幸好本文不是標(biāo)準(zhǔn)解釋，有些出入和不同，大家也都還認(rèn)可。另外大家 也都知道，不論 GSM 還是 cdma20GG 都規(guī)定了很多不同的 band ，頻段的不 同這就意味其指標(biāo)，甚至測(cè)試方法都可能不同，下文除特別聲明外， GSM 的測(cè) 試都是指 EGSM 的測(cè)試和指標(biāo)， cdma20GG 的測(cè)試都是指 USCellular 的測(cè)試 和指標(biāo)。 四、靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍 接收機(jī)靈敏度的定義：誤碼率或誤禎率不超過某個(gè)指定的值時(shí)的最小接收功率。 這個(gè)指標(biāo)用來表征一個(gè)接收機(jī)

14、能正確解調(diào)接收到的信號(hào)時(shí)， 所需的最小功率， 或 者換句話說，接收到多么小的一個(gè)弱信號(hào)， 手機(jī)仍能正常通信。 這里值得注意的 是，我們始終是說弱小信號(hào)， 它的含義是這種測(cè)試主要是針對(duì)手機(jī)的射頻路徑性 能的測(cè)試， 這點(diǎn)其實(shí)不難理解， 當(dāng)手機(jī)射頻路徑的噪聲足以“掩蓋”接收到的弱 小信號(hào)時(shí)，手機(jī)是無法正確的解調(diào)、解碼的。 由于這種測(cè)試是理想成沒有任何干擾情況下的測(cè)試， 因此有些地方將這種靈 敏度稱之為靜態(tài)靈敏度。 接收機(jī)的靈敏度越好， 就意味基站發(fā)出的功率可以越小， 對(duì)于碼分多址系統(tǒng)就意味著系統(tǒng)的容量越大。 當(dāng)然，接收機(jī)的靈敏度越好， 也就 意味著在相同條件下， 小區(qū)基站所覆蓋的區(qū)域可以越大。 當(dāng)然

15、，不能無限制的要 求手機(jī)的靈敏度，這會(huì)加大手機(jī)的制造成本。 GGSM 的靈敏度是：接收到信號(hào)為 -102dBm 時(shí)， IIRBER要小于等于 2.44% 。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 GCdma20GG 靈敏度是：接收到信號(hào)為 -104dBm 時(shí)， FER要小于等于 0.5%。 動(dòng)態(tài)范圍的定義：誤碼率或誤禎率不超過某個(gè)指定的值時(shí)接收功率的范圍， 通常范圍是指大于一個(gè)最小值， 小于一個(gè)最大值。 由于人們習(xí)慣把最小的接收功 率稱之為靈敏度， 故這里動(dòng)態(tài)范圍一般僅指最大的接收功率。 它是衡量手機(jī)接收 過載信號(hào)的能力， 換個(gè)說法， 當(dāng)接收到的信號(hào)足夠大， 在手機(jī)的射頻路徑中就被 截波

16、，這個(gè)信號(hào)也是無法被正確的解調(diào)、 解碼，因此這個(gè)測(cè)試也是針對(duì)手機(jī)的射 頻路徑性能的測(cè)試。 靈敏度反映了手機(jī)在遠(yuǎn)離基站時(shí)的表現(xiàn)， 與此相對(duì)， 動(dòng)態(tài)范 圍反映了手機(jī)在基站附近時(shí)的表現(xiàn)。在此還要一提的是， GSM 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此測(cè)試 的準(zhǔn)確說法是靜態(tài)輸入電平范圍( receiverinputlevelrange )。 GGSM 的動(dòng)態(tài)范圍是： G 接收到信號(hào)為 -40dBm 時(shí)， IIRBER要小于等于 0.012% 。 G 接收到信號(hào)為 -15dBm 時(shí)， IIRBER要小于等于 0.122% 。 GCdma20GG 動(dòng)態(tài)范圍是：接收到信號(hào)為 -25dBm 時(shí)， FER要小于等于 0.5% 。 靈敏度

17、和動(dòng)態(tài)范圍是衡量所有無線接收設(shè)備的兩個(gè)最基本的指標(biāo)。 五、模擬真實(shí)的自然環(huán)境在多徑快衰落條件下的測(cè)試 本文在第一部分就簡(jiǎn)單介紹了多徑衰落和多普勒效應(yīng)， 作為在有很多高樓大 廈的城市里使用的移動(dòng)通訊工具手機(jī)，多徑衰落和多普勒效應(yīng)是無法避免 的，那么這種測(cè)試也是無法回避的， 它能更真實(shí)的反映出手機(jī)在真實(shí)的環(huán)境里的 使用情況。 當(dāng)然筆者也知道這種測(cè)試需要更多的儀表， 除手機(jī)綜合測(cè)試儀外， 還 要加信道模擬器，將多徑衰落和多普勒效應(yīng)模擬出來。 GSM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的多徑快 衰落的測(cè)試較為細(xì)致，它根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，把手機(jī)工作環(huán)境分成了以下幾種： G 鄉(xiāng)村地區(qū)( ruralarea(RA) )RA250 運(yùn)動(dòng)速度

18、 250km/h ； G 丘陵地區(qū)( hillyterrain(HT) ) HT100 運(yùn)動(dòng)速度 100km/h ； G 城市環(huán)境(urbanarea(TU) )TU50 運(yùn)動(dòng)速度 50km/h 和 TU3 運(yùn)動(dòng)速 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 度 3km/h 兩種情況； G 均衡測(cè)試（ equalizationtest （ EQ） EQ50 運(yùn)動(dòng)速度 50km/h GSM 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在以上這些環(huán)境中，無線信號(hào)有 6 條或 12 條，當(dāng)接收 到的信號(hào)為-102dBm 時(shí)， IIRBER為 7.50%到9.33% 。這個(gè)要求比靜態(tài)靈敏度 的要求低很多，這點(diǎn)是好理解的。 GSM 標(biāo)

19、準(zhǔn)中把這部分測(cè)試也稱之為參考靈敏度 （Referencesensitivity ）測(cè) 試，這點(diǎn)是很有道理的。這是因?yàn)殡m然接收信號(hào)同為 -102dBm ，但參考靈敏度 的測(cè)試把自然環(huán)境考慮進(jìn)來， 模擬了一個(gè)較為真實(shí)的、 較為全面的、 帶有普遍意 義的無線環(huán)境， 在這些惡劣環(huán)境下手機(jī)的接收質(zhì)量下降再所難免， 但也要達(dá)到標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)定， 這樣才能保證手機(jī)質(zhì)量， 這些指標(biāo)表征出手機(jī)在這些參考環(huán)境下， 正 確接收弱小信號(hào)的能力，是對(duì)手機(jī)射頻路徑和基帶芯片處理能力的一個(gè)綜合考 察。 從前文不難看出， GSM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)靜態(tài)靈敏度和靜態(tài)輸入電平范圍， 以及參考靈敏度， 那么有沒有參考輸入電平范圍哪？有的，

20、 不過沒有象參考靈敏 度那樣測(cè)很多情況，只是在 EQ模式下測(cè)試，具體的規(guī)定是在 EQ 模式下，輸入 電平分別在 -82dBm ，-40dBm 時(shí)，IIRBER 要小于等于 3.250% 。 前面提到了 GSM 的靜態(tài)靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍，參考靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍，分別 考察了沒有和有多徑快衰落和多普勒效應(yīng)時(shí)手機(jī)接收弱小信號(hào)和過載信號(hào)的能 力， cdma20GG 的測(cè)試在此確改變了一些方向，首先讓我們看看 Cdma20GG 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 Cdma20GG 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的多徑快衰落的測(cè)試是在有 1 、2、3 條路徑的無線信 號(hào)，運(yùn)動(dòng)速度在 8-100km/h 等 6 種情況下，且有加性高斯白噪聲下（ Ioc

21、大約 在負(fù)五十幾到負(fù)六十幾 dBm 之間）， Ior/Ioc 在幾個(gè)到十幾個(gè) dB 之間，各種通 訊速率下的測(cè)試，各種情況不同，誤禎率的要求也不同，從 0.2%到 30% ，詳情 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 可查標(biāo)準(zhǔn)，不再贅述。 兩相對(duì)比我們可以看出 GSM 與 Cdma20GG 測(cè)試的不同， GSM 側(cè)重的是 沒有和有多徑快衰落和多普勒效應(yīng)時(shí)手機(jī)接收弱小信號(hào)和過載信號(hào)的能力，而 Cdma20GG 在此的測(cè)試是強(qiáng)調(diào)在多徑快衰落和多普勒效應(yīng)時(shí)， 且有很多同一小 區(qū)內(nèi)的用戶也在通話時(shí)， 手機(jī)的接收性能， 這里 Cdma20GG 強(qiáng)調(diào)的是另外一種 真實(shí)的環(huán)境有多徑干擾、有多普勒效應(yīng)、

22、有同小區(qū)其他用戶的干擾，且接 收到的信號(hào)不大也不小， 可以看出這個(gè)測(cè)試主要是針對(duì)手機(jī)參考靈敏度或參考動(dòng) 態(tài)范圍的測(cè)試。 Cdma20GG 為什么安排這么個(gè)測(cè)試，而不安排一個(gè)類似 GSM 一樣參考靈 敏度和輸入電平范圍的測(cè)試，而且多徑信號(hào)的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GSM ，對(duì)于此 Cdma20GG ，都是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，在一個(gè)小區(qū)內(nèi)有沒有其他用戶同時(shí)通話， 對(duì)手機(jī)接收質(zhì)量有很大的影響。 而且 Cdma20GG 使用了 RAKE 接收技術(shù)， 多徑 是有害的，還是有益的，是要根據(jù)多徑時(shí)延的具體情況來定。 Cdma20GG 在此 安排了一個(gè)更加真實(shí)的物理環(huán)境， 有同小區(qū)的其他用戶的干擾， 有多徑衰落， 有 多普

23、勒效應(yīng)， 這部分可討論的東西實(shí)在太多， 移動(dòng)通信主要敵人之一就是多徑衰 落和多普勒效應(yīng)， 筆者到此打住， 不再就此話題繼續(xù)討論， 說實(shí)話不完全是因?yàn)?篇幅原因，實(shí)在也是能力所限。 六、模擬系統(tǒng)內(nèi)部的干擾同信道抑制、鄰信道抑制與加性高斯白噪聲下的 測(cè)試 在談本節(jié)之前， 先介紹兩個(gè)概念， 一是同頻干擾， 同頻干擾是指相同載頻電臺(tái)之 間的干擾， 另一是鄰頻干擾， 鄰頻是指兩個(gè)相鄰的信道之間的干擾， 這是由于一 個(gè)強(qiáng)信號(hào)串入弱信號(hào)中， 且干擾弱信號(hào)而造成的干擾， 這兩種干擾是蜂窩式移動(dòng) 通信所特有的干擾，是由頻道重復(fù)利用所造成。 正如前文所述， GSM 是時(shí)分多址和頻分多址系統(tǒng)，在同一個(gè)小區(qū)內(nèi)會(huì)有多

24、7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 人分時(shí)段同時(shí)通話， 在附近小區(qū)也會(huì)有用戶同時(shí)通話， 這樣他們就會(huì)受到同頻干 擾和鄰頻干擾，在這樣的情況下 GSM 手機(jī)在接收方面要達(dá)到一個(gè)怎樣的性能 哪？ GSM 規(guī)定了同信道抑制（抑制同頻干擾）測(cè)試和鄰信道抑制測(cè)試（抑制鄰 頻干擾）測(cè)試。 GSM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試同信道抑制 （ Co-channelrejection ）的方法是：在 TU3 的城市環(huán)境下（意味有多徑快衰落，但運(yùn)動(dòng)速度不快） ，在同信道里存在一個(gè)載 波/干擾比為 9dB的GSM干擾信號(hào)，有用的接收信號(hào)為 -82dBm 時(shí)，IIRBER不 超過4.3% ，IbRBER不超過 2.091%

25、，F(xiàn)ER不超過 24.0% 。 GSM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試鄰信道抑制（ Adjacentrejection ）的方法是：在 TU3 的城 市環(huán)境下（意味有多徑快衰落，但運(yùn)動(dòng)速度不快） ，分別在 200kHz 鄰頻存在高 于有用信號(hào) 9dB 的 GSM 干擾信號(hào)， 400kHz 鄰頻存在高于有用信號(hào) 41dB 的 GSM 干擾信號(hào)，本小區(qū)有用的接收信號(hào)為 -82dBm 時(shí)， 200kHz 鄰頻干擾： IIRBER不超過8.333% ，IbRBER不超過0.420% ，F(xiàn)ER不超過 6.742% 。400kHz 鄰頻干擾： IIRBER 不超過 9.167% ， IbRBER 不超過 0.756% ，

26、FER 不超過 11.461% 。 以上測(cè)試在有些地方也被稱為選擇性（ selective ）測(cè)試。 cdma20GG 會(huì)受到同頻干擾和鄰頻干擾嗎？答案是肯定的，我們都知道 cdma20GG 是碼分多址，同一小區(qū)其它用戶發(fā)出的信號(hào)類似加性高斯白噪聲的 干擾，相鄰小區(qū)使用的也是同一頻率（雖然 cdma20GG 也是頻分多址，但在一 個(gè)地區(qū)同一網(wǎng)絡(luò)是不會(huì)使用兩個(gè)頻率的） ，它們發(fā)出的信號(hào)也類似加性高斯白噪 聲的干擾， 因此也就沒有必要再分同頻干擾和鄰頻干擾了， 直接測(cè)試手機(jī)在加性 高斯白噪聲下的接收質(zhì)量就可以了。 即對(duì)理想調(diào)制信號(hào)施加加性高斯白噪聲， 測(cè) 量接收機(jī)的誤幀率， 作為對(duì)同信道抑制、 鄰

27、信道抑制的測(cè)試， 或者是接收機(jī)的選 擇性測(cè)試。這實(shí)際上是模擬接收機(jī)在實(shí)際系統(tǒng)中使用時(shí)所遇到的真實(shí)干擾環(huán)境。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 cdma20GG 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)加性高斯白噪聲下的接收質(zhì)量的測(cè)量規(guī)定是：施加加 性高斯白噪聲( Ioc )為-54dBm ，Ior/Ioc 為-1dB ，在此情況下前向業(yè)務(wù)信道在 各種通信速率下的誤禎率分別不超過 0.3%到 5%之間。 從以上可以看出， 由于多址方式的不同， 同信道抑制、 鄰信道抑制的測(cè)試方 法也是不同的，而且 cdma20GG 也不再提同信道抑制、鄰信道抑制了。 cdma20GG 在組網(wǎng)時(shí)每個(gè)小區(qū)內(nèi)都使用同一個(gè)頻率，因此“鄰頻干擾

28、”被同頻 干擾同化，或者說沒有鄰頻干擾，但 cdma20GG 的標(biāo)準(zhǔn)中卻規(guī)定了一個(gè)鄰信道 選擇性測(cè)試( AdjacentChannelSelectivity )，其實(shí)這個(gè)測(cè) 試只針對(duì) bandclass6(IMT-20GGband) ，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)是，是否能與 wcdma 系 統(tǒng)兼容，因此它雖叫鄰信道選擇性測(cè)試(當(dāng)然這么叫有意義，也貼近事實(shí)) ，但 筆者仍把他放到下一部分去討論。 七、模擬系統(tǒng)外的其他通信系統(tǒng)的干擾 AM 抑制、單音干擾、阻塞、鄰信 道選擇性下的測(cè)試 正如第一部分所說， 手機(jī)會(huì)受到系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外的干擾， 本部分的測(cè)試主要是針 對(duì)手機(jī)系統(tǒng)外干擾的測(cè)試。 10 GSM 標(biāo)準(zhǔn)首

29、先規(guī)定了一個(gè)阻塞( Blocking )的測(cè)試，其具體規(guī)定是 GSM 手機(jī)接收電平為 -98dBm ，其接收信道外的頻帶存在連續(xù)單音強(qiáng)干擾的情況下， IIRBER不大于2.440% 。這里GSM根據(jù)干擾源所處頻帶， 把阻塞分成了帶內(nèi)阻 塞 ( Block-Inband ) 和 帶 外 阻 塞 ， 且 把 帶 外 阻 塞 形 象 的 叫 成 阻 塞 掃 描 ( BlockSweep )。帶內(nèi)阻塞干擾源從接收信號(hào)的中心頻率正負(fù)偏移 0.6MHz 開 始，以 0.2MHz 為步長(zhǎng)，直到正負(fù)偏移 3MHz 為止，功率從 -43dBm (靠近中 心頻率，比較小)起到 -23dBm (遠(yuǎn)離中心頻率，比較大

30、) 。阻塞掃描的干擾源 則是從 2MHz 開始，以 0.2MHz 為步長(zhǎng)，直到 835MHz 為止，功率為 -23dBm 。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 從以上的規(guī)定不難看出， 它和手機(jī)發(fā)送、 接收雜散是相對(duì)應(yīng)的， 換句話說手 機(jī)發(fā)送、接收時(shí)會(huì)有雜散，會(huì)干擾別的頻段的通信設(shè)備，要加以抑制。別的無線 通信設(shè)備發(fā)送、接收時(shí)也會(huì)有雜散，它也會(huì)干擾 GSM 的通信，本測(cè)試就是模擬 在接收信道外的頻帶上有一個(gè)較強(qiáng)的窄帶通信信號(hào)，它的雜散會(huì)對(duì)手機(jī)產(chǎn)生干 擾， GSM 手機(jī)對(duì)此干擾的抵抗能力。 GSM 標(biāo)準(zhǔn)另外規(guī)定了一個(gè) AM 抑制( AMSuppression )的測(cè)試，其具體 規(guī)定是 G

31、SM 手機(jī)接收電平為 -98dBm ，在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)偏移 6MHz 至 8MHz 的頻帶上存在一個(gè) -31dBm 的 AM 干擾信號(hào)( GSM 調(diào)制信號(hào))時(shí)， IIRBER 不大于 2.440% 。 以上兩個(gè)測(cè)試其核心思想是一致的，僅是測(cè)試方法和側(cè)重點(diǎn)略有不同和差 異。阻塞( Blocking )測(cè)試把系統(tǒng)外的各種干擾(包括各種其他窄帶通信信號(hào)) 用一個(gè)單音來模擬， AM 抑制則把這種系統(tǒng)外的干擾具體化為 AM 干擾信號(hào) ( GSM 調(diào)制信號(hào))。 11 Cdma20GG 對(duì)系統(tǒng)外的干擾是根據(jù)各個(gè) band 的實(shí)際情況，分別設(shè)計(jì)了不 同的測(cè)試。Cdma20GGbandclass6 附近

32、的頻率被規(guī)劃為同樣是寬帶碼分多址的 wcdma 使用，而其他 band 附近的頻率都被規(guī)劃為窄帶通信系統(tǒng)在使用，因此 bandclass6 以 外 的 所 有 band 的 測(cè) 試 都 作 單 音 干 擾 (SingleT oneDesensitization )的測(cè)試，不作鄰信道選擇性測(cè)試和阻塞測(cè)試， 而 bandclass6 不作單音干擾測(cè)試，而要做鄰信道選擇性測(cè)試和阻塞測(cè)試 首先讓我們來看 Cdma20GG 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單音干擾測(cè)試的規(guī)定，其具體規(guī)定是 Cdma20GG 手機(jī)接收電平為 -101dBm ，在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)分別正負(fù) 偏移 900kHz 的頻點(diǎn)上，存在一個(gè) -30dBm 的

33、單音干擾信號(hào)時(shí)， FER不大于 1%。 這 部 分測(cè) 試是 針對(duì) bandclass6 以 外的 所有 band 的 測(cè)試 ，它 模 擬了 在 cdma20GG 的信道外有一個(gè)較強(qiáng)的窄帶干擾信號(hào)。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 下面讓我們來看針對(duì) bandclass6 設(shè)計(jì)的鄰信道選擇性測(cè)試和阻塞測(cè)試， Cdma20GG 對(duì)鄰信道選擇性測(cè)試的規(guī)定是，手機(jī)接收電平為 -101dBm ，在手 機(jī)工 作的 信道中 心頻 點(diǎn)分別正負(fù)偏移 2.5MHz 的 頻點(diǎn) 上存在 一個(gè) -37dBm/1.23MHz ，且含有導(dǎo)頻信號(hào)、同步信號(hào)、尋呼信號(hào)和 6 個(gè)業(yè)務(wù)信號(hào)的 一個(gè) cdma 調(diào)制信號(hào)時(shí)

34、， FER不大于 1% 。 正如前文講的鄰信道選擇性測(cè)試只針對(duì) bandclass6 ，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的出發(fā)點(diǎn) 是，是否能與 wcdma 系統(tǒng)兼容，其實(shí)它與單音干擾的測(cè)試很象，僅是把干擾信 號(hào)從單音信號(hào)換成了一個(gè) cdma 調(diào)制信號(hào)，當(dāng)然這么一換，這個(gè)測(cè)試再叫單音 干擾顯然不合適。 Cdma20GG 對(duì)阻塞( Blocking )的測(cè)試也分為帶內(nèi)( In-Band )阻塞和帶外 (Out-Of-Band )阻塞兩種，帶內(nèi)阻塞的具體規(guī)定是： 手機(jī)接收電平為 -101dBm ， 在手機(jī)工作的接收信道中心頻點(diǎn)分別正負(fù)偏移 2.5MHz 上存在一個(gè) -56dBm 的 單音連續(xù)干擾源時(shí)，和分別正負(fù)偏移 7.

35、5MHz 的頻點(diǎn)上存在一個(gè) -44dBm 的單 音連續(xù)干擾源時(shí)， FER不大于 10% 。 帶外阻塞的具體規(guī)定是：手機(jī)接收電平為 -101dBm ，從 1MHz 開始，以 1MHz 為步長(zhǎng)，直到 12.75GHz 為止，存在一個(gè)從 -15dBm 到-44dBm 單音連 續(xù)干擾源時(shí)， FER不大于 10% 。為什么 cdma20GG 只對(duì) bandclass6 作阻塞測(cè) 試，尤其還做帶外阻塞測(cè)試， 而對(duì)別的 band 不要求哪？如果說帶外窄帶信號(hào) (單 音)對(duì)寬帶調(diào)制信號(hào)干擾小，別的 band 不用作此測(cè)試，那么 bandclass6 為什 么要做那？還是 bandclass6 所處頻帶無線環(huán)境

36、比較惡劣的原因哪？筆者對(duì)此也 有疑惑。 12 從上面不難看出， 這部分的測(cè)試主要模擬了當(dāng)手機(jī)在遠(yuǎn)離基站， 或接收信號(hào) 被嚴(yán)重遮擋(接收到的信號(hào)很弱) ，且有個(gè)很強(qiáng)的干擾信號(hào)時(shí)，此時(shí)手機(jī)接收部 分所應(yīng)具有的能力。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 八、再談系統(tǒng)外的其他通信系統(tǒng)的干擾在互調(diào)雜散干擾下的測(cè)試 作為系統(tǒng)外的干擾， 筆者把互調(diào)雜散干擾單獨(dú)拿出來討論， 主要是互調(diào)干擾是系 統(tǒng)設(shè)備中的非線性引起的， 如混頻選擇不好， 使非有用信號(hào)混入，而造成的干擾， 其表現(xiàn)就如同收音機(jī)，電視機(jī)的串臺(tái)，它和通信體制、多址方式無關(guān)，完全是無 線設(shè)備的射頻線路的質(zhì)量決定的。有些地方也把它稱為三次諧波互調(diào)

37、干擾 ( TOI-ThirdOrderIntermod )或者雙單音測(cè)試( TwoToneTest )，從這兩個(gè)名 字我們就不難看出其涵義。 GSM 對(duì)此測(cè)試的規(guī)定是：手機(jī)接收電平為 -98dBm ，在手機(jī)工作的信道中 心頻點(diǎn)偏移 ARFCN4 的信道上存在 -49dBm 的 GSM 調(diào)制干擾信號(hào)、偏移 ARFCN8 的信道上存在 -50dBm 的連續(xù)單音干擾信號(hào)時(shí)， IIRBER 不大于 2.440% 。 讓我們分析一下干擾產(chǎn)生的過程， 假定手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)為 G，GSM 信 號(hào)帶 寬 200kHz ，偏 移 ARFCN4 的 信道上 GSM 調(diào)制 信號(hào) 的頻率為 G+4G200kHz

38、 ，偏 移 ARFCN8 的信道 上的連續(xù) 單音 干擾 信號(hào) 的頻率為 G+8G200kHz ，偏移 ARFCN4 的信道上 GSM 調(diào)制信號(hào)的二次諧波的頻點(diǎn)為 ( G+4G200kHz ) G2 ， 它 與 連 續(xù) 單 音 干 擾 信 號(hào) 互 調(diào) ， 會(huì) 產(chǎn) 生 頻 點(diǎn) 為 ( G+4G200kHz )G2-G+8G200kHz=2GG+2G4G200kHz-G+8G200kHz=G 的一個(gè)干擾，這個(gè)頻率正好是手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)。 這種情況嚴(yán)重并巧合時(shí)， 你就可以“同時(shí)”接到兩個(gè)人的話音了。 13 Cdma20GG 對(duì)此的規(guī)定差不多，所不同的是它用了兩個(gè)單音，模擬基站附 件有兩個(gè)窄帶無線發(fā)射設(shè)備， 即就是用兩個(gè)單音模擬兩個(gè)比較大的窄帶信號(hào)， 其 互調(diào)信號(hào)落入 Cdma20GG 通信帶內(nèi)， 所造成的對(duì) Cdma20GG 的干擾。由