云終端部門手機RF培訓

1、手機射頻培訓手機射頻培訓 第一部分第一部分 GSMGSM GSM的發(fā)展概述的發(fā)展概述 vGSM原意為“移動通信特別小組”（Group Special Mobile），是歐洲郵電主管部門會議（CEPT）為開發(fā)第 二代數(shù)字蜂窩移動系統(tǒng)而在1982年成立的機構，開始制定 適用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術規(guī)范。 1987年，歐洲15個國家的電信業(yè)務經(jīng)營者在哥本哈根簽署 了一項關于在1991年實現(xiàn)泛歐900MHz數(shù)字蜂窩移動通信 標準的諒解備忘錄（Memorandum of Understanding，簡 稱MOU）。隨著設備的開發(fā)和數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)的建 立，GSM逐步成為歐洲數(shù)字蜂窩移動通

2、信系統(tǒng)的代名詞。 后來，歐洲的專家們將GSM重新命名為“Global System for Mobile Communications”，即“全球移動通信系統(tǒng)” 的簡稱。 GSM的系統(tǒng)構成的系統(tǒng)構成 vGSM系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)構成：交換分系統(tǒng)（MSS）；基站分系 統(tǒng)（BSS）；移動臺（MS）和操作與維護分系統(tǒng)（OMS）。它 包括了從固定用戶到移動用戶（或相反）所經(jīng)過的全部設備 GSM系統(tǒng)的無線傳輸標準系統(tǒng)的無線傳輸標準 v國內(nèi)GSM系統(tǒng)將無線頻率定在900MHz范圍，第二階段DCS為1800MHz。指標如下： v頻段： 上行線路 MS發(fā)，BTS收的頻段為890915MHz/17101785MHz

3、； v 下行線路 BTS發(fā)，MS收的頻段為935960MHz/18051880MHz ； v國外有些國家（主要是美洲國家）還支持如下兩個頻段（850MHz和1900MHz）： v頻段： 上行線路 MS發(fā)，BTS收的頻段為824848MHz/18501909MHz； v 下行線路 BTS發(fā)，MS收的頻段為869893MHz/19301989MHz ； v頻帶寬度：25/75MHz； v上下行頻率間隔：45/95MHz； v載頻間隔：200KHz； v通信方式：全雙工； v信道分配：每載頻8個時隙，包含8個全速信道，16個半速信道； v每個時隙的信道速率：22.8kbit/s； v信道總速率：27

4、0kbit/s； v調制方式：GMSK，高斯濾波最小頻移鍵控； v接入方式：TDMA； v話音編碼：規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼RPELPC 13kbit/s； v分集接收：跳頻每秒217跳，交錯信道編碼，自適應均衡。 v以上均為無線接口（以上均為無線接口（Um 接口）的規(guī)范接口）的規(guī)范 語音傳輸語音傳輸 過程過程 GSM系統(tǒng)的信道編碼與調制解調系統(tǒng)的信道編碼與調制解調 v無線發(fā)射經(jīng)過若干處理才能把原始數(shù)據(jù)變成最終的發(fā)射信號， 反之，接收端也要進行一系列這樣的逆處理直至恢復原始數(shù)據(jù) RF部分的工作部分的工作 v射頻單元包括從調制器、發(fā)信到天線合路器及接收到解調輸出部 分電路，其主要功能是將基帶單元

5、所形成的TDMA幀調制到射頻 及其相反過程。以GSM900M頻段為例，射頻單元發(fā)射頻率為 890915MHz，收信頻率為935960MHz，頻道間隔為200kHz。 v天線開關是將移動臺發(fā)信和收信組合到一根天線上。在GSM數(shù)字 移動通信系統(tǒng)中，由于收發(fā)不在一個時隙（發(fā)比收慢3個時隙） ，因此移動臺可以省去用于收發(fā)共用的雙工器，只需要使用簡單 的收發(fā)合路器（組合）功能，即可將發(fā)信和收信信號組合到一根 天線上而不會互相干擾。 v調制將從TDMA幀來的270.833kbit/s數(shù)據(jù)流信號按GSMK調制方法 形成I、Q信號，再送到發(fā)信上變頻器調制到900MHz頻段。解調 和均衡將從收信單元接收的模擬I

6、、Q信號進行數(shù)字化處理恢復出 基帶信號。頻率合成器為發(fā)信和收信單元提供變頻所必須的本振 信號，它通常從時期電路獲得基準頻率源，然后采用鎖相技術實 現(xiàn)頻率合成。 手機手機RF結構框圖結構框圖 GSM900（900MHz）： 頻道號為1124，共124個頻道，中心頻道為62 DCS（1800MHz）： 頻道號為512885，共374個頻道，中心頻道為698 PCS（1900MHz）： 頻道號為512810，共299個頻道，中心頻道為661 GSM850（850MHz）： 頻道號為128251，共124個頻道，中心頻道為189 四個頻段的頻道號 TDMA噪聲也叫Burst noise，TDD NOI

7、SE。是216.7Hz及其高次諧波 的疊加,是手機設計中最頭疼的問題之一。 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 每個GSM幀分為8個時隙，每個時隙0.577us，分給一個用戶。所以 每幀0.577*8 = 4.615ms,它對應的頻率為216.7HZ。所以在GSM的功 放工作時，每4.615ms產(chǎn)生一個沖擊，它的包絡為216.7HZ。 消除方法：消除方法： 1. 地和電源：地和電源： 電源上加22uF鉭電容；選用PSRR高的audio PA，增 大接地面積，加寬電源線；當心Ground Loop等 2. 線路串擾線路串擾：音頻走線盡量差分走線，包地，遠離RF和VBAT線路 3. 空間輻射：空間輻射：屏蔽射頻部分，注

8、意天線對mic的影響，串磁珠，濾波， micbias加pai型濾波，reciever和Mic接33p, 10p或更小容值電容濾 手機中的手機中的TDMA TDMA 噪聲及消除方法噪聲及消除方法 手機電性能測試相關指標的 了解 GSM規(guī)范的標準 載波（發(fā)射）功率載波（發(fā)射）功率 定義 發(fā)射機載波功率是指在一個突發(fā)脈沖的有用信息比特時間上內(nèi)， 基站傳送到手機天線或 收集及其天線發(fā)射的功率的平均值。在測試中 發(fā)射機輸出功率是有用比特（對常規(guī)信道為147比特，對允許接入信道 為87比特）功率作平均計算得出。這一點與測量其他類型設備時的輸 出功率（無論是平均功率還是峰值功率）定義都是不同的。（非專業(yè) 儀

9、器無法辨別有用比特） 測試目的 測量發(fā)射機的載波輸出功率是否符合GSM規(guī)范的指標。如果發(fā)射 功率在相應的級別達不到指標要求，會造成很難打出電話的毛病，即 離基站近時容易打出而離基站遠時打出困難，往往表現(xiàn)出發(fā)射時總是 提示用戶重撥號碼。如果發(fā)射功率在相應的級別超出指標的要求，則 會造成鄰道干擾。 條件參數(shù) 在相同頻率及相同測試條件下，兩相鄰功率控制級的TX載頻峰值 功率的差值按GSM規(guī)范要求為 ：不小于0.5 dBm，不大于3.5 dBm ，各 個功率等級的指標范圍如下表： GSM900的功率控制的功率控制 DCS1800的功率控制的功率控制 頻率誤差頻率誤差 定義 發(fā)射機的頻率誤差是指測得的實

10、際頻率與理論期望的頻率之差。它是 通過測量手機的I/Q信號并通過相位誤差做線性回歸，計算該回歸線的斜率 即可得到頻率誤差。頻率誤差是唯一要求在衰落條件下也要進行測試的發(fā)射 機指標。 測試目的 通過測量發(fā)射信號的頻率誤差可以檢驗發(fā)射機調制信號的質量和頻率 穩(wěn)定度。頻率誤差小，則表示頻率合成器能很快地切換頻率，并且產(chǎn)生出來 的信號足夠穩(wěn)定。只有信號頻率穩(wěn)定，手機才能與基站保持同步。若頻率穩(wěn) 定達不到要求（0.1PPm），手機將出現(xiàn)信號弱甚至無信號的故障，若基準 頻率調節(jié)范圍不夠，還會出現(xiàn)在某一地方可以通話但在另一地方不能正常通 話的故障。 頻率誤差頻率誤差 條件參數(shù) GSM頻段的頻率誤差范圍為+9

11、0HZ-90HZ， 頻率誤差小于40HZ時為最好，大于40HZ小于 60HZ時為良好，大于60HZ小于90HZ時為一般， 大于90HZ時為不合格；DCS頻段的頻率誤差范圍 為+180HZ-180HZ，頻率誤差小于80HZ時為 最好，大于80HZ小于100HZ時為良好，大于 100HZ小于180HZ時為一般，大于180HZ時為不合 格。 相位誤差相位誤差 定義 發(fā)射機的相位誤差是指測得的實際相位與理論期望的相位之差。理 論上的相位軌跡可根據(jù)一個已知的偽隨機比特流通過0.3GMSK脈沖成形濾 波器得到。相位軌跡可看作與載波相位相比較的相位變化曲線。連續(xù)的1 將引起連續(xù)的90度相位的遞減，而連續(xù)的0

12、將引起連續(xù)的90度相位的遞增。 峰值相位誤差表示的是單個抽樣點相位誤差中最惡略的情況，而均方 根誤差表示的是所有點相位誤差的惡略程度，是一個整體性的衡量。 測試目的 通過測試相位誤差了解手機發(fā)射通路的信號調制準確度及其噪聲特性。可以 看出調制器是否正常工作，功率放大器是否產(chǎn)生失真，相位誤差的大小顯示了I、Q 數(shù)位類比轉換器和高斯濾波器性能的好壞。發(fā)射機的調制信號質量必須保持一定的 指標，才能當存在著各種外界干擾源時保持無線鏈路上的低誤碼率，過大的相位誤 差會影響通話的質量。 相位誤差相位誤差 條件參數(shù) GSM和DCS的相位峰值誤差均小于20度，平均誤差 均小于5度。實際測試中相位峰值誤差小于7

13、度時 為最好，大于7度小于10度時為良好，大于10度小 于20度時為一般，大于20度時為不合格；相位平 均誤差小于2.5度時為最好，大于2.5度小于4度時 為良好，大于4度小于5度時為一般，大于5度時為 不合格。 發(fā)射功率發(fā)射功率/ /時間特性時間特性 定義 發(fā)射功率時間特性是指發(fā)射功率與發(fā)射時間之間的關系。由于GSM 系統(tǒng)是一個TDMA的系統(tǒng)，八個用戶共用一個頻點，手機只在分配給它的時 間內(nèi)打開，然后必須及時關閉，以免影響相鄰時隙的用戶。由于這一原因， GSM規(guī)范對一個時隙中的RF突發(fā)的幅度包絡作了規(guī)定，對于時隙中間有用 信號的平坦度也作了相應的規(guī)定，這個幅度包絡在577us的一個時隙內(nèi)，

14、其動態(tài)范圍大于70dB，而時隙有用部分平坦度應小于1dB。 測試目的 用于檢查手機的TDMA突發(fā)脈沖的上升、下降及平坦部分與模板的吻 合程度。手機發(fā)射突發(fā)信號的上升與下降部分應在+4dM-30dB模板范 圍之內(nèi)，頂部起伏部分應在1dB模板范圍之內(nèi)。若突發(fā)信號超出模板范 圍，將會對臨近時隙的用戶產(chǎn)生干擾。 發(fā)射功率發(fā)射功率/ /時間特性時間特性 條件參數(shù) 對功率/時間關系的測量可以看作 兩部分。一部分是對上升、下降 沿的測量，對上升、下降沿的要 求是為了保證兩個相鄰突發(fā)之間 不產(chǎn)生干擾。因為前一個突發(fā)的 下降沿和后一個突發(fā)的上升沿各 有一部分處于一個相同的時段， 即前一個突發(fā)最后的8.25比特時

15、間 的保護段。另一部分是對突發(fā)有 用部分的幅度平坦度的測量，對 幅度平坦度的要求是為了保證不 出現(xiàn)有用部分的某個或幾個比特 的碼元功率過大，從而造成對其 它比特的干擾 調制頻譜調制頻譜 定義 調制頻譜指數(shù)字比特流信息經(jīng)GMSK調變后 在臨近頻帶上所產(chǎn)生的頻譜。由于GSM調制信號的 突發(fā)特性，因此輸出射頻頻譜應考慮由于調制和 射頻功率電平切換而引起的對相鄰信道的干擾。 在時間上，連續(xù)調制頻譜和功率切換頻譜不是同 時發(fā)生的，因而輸出射頻頻譜可分為連續(xù)調制頻 譜和切換瞬態(tài)頻譜。連續(xù)調制頻譜是由GSM調制而 產(chǎn)生的在其標稱載頻的不同頻偏處（主要是在相 鄰頻道）的射頻功率。 測試目的 防止帶外頻譜輻射，

16、以免引起鄰道干擾 （指本頻道對鄰頻道產(chǎn)生的干擾）。 GSM900調制頻譜 DCS1800調制頻譜 開關頻譜開關頻譜 定義 開關頻譜是指由于功率切換而在標 稱載頻的臨近頻帶上產(chǎn)生的射頻頻譜。 即由于調制突發(fā)的上升和下降沿而產(chǎn)生 的在其標稱載頻的不同頻偏處（主要是 在相鄰頻道）的射頻功率。 測試目的 防止頻段切換時的開關脈沖對鄰頻道 產(chǎn)生干擾（指本頻道對鄰頻道產(chǎn)生的干 擾）。 GSM900開關頻譜 DCS1800開關頻譜 接收接收報告報告電平和接受質量電平和接受質量 定義 接收報告電平和接收報告質量是指手機在業(yè)務信道（TCH）上不同功率級別時接 收信號的強度。它是由移動臺產(chǎn)生的對接收信號質量的評價

17、，在移動通信中作為射頻 功率控制和切換依據(jù)。 測試目的 檢驗手機的接收性能。當手機在小區(qū)移動時，由于傳播路徑衰耗的影響，手機 接收下行 連鏈路的信號電平也將發(fā)生變化，基站將利用手機的RX Lev 報告了解手機 接收信號的強度。如果報告顯示TCH信道的RXLeV（接收信號功率）偏低，基站就會在 相應時隙中加大功率進行補償。如果臨近小區(qū)的RXLEV比當前的RXLEV高，則預示著手 機將越區(qū)切換到另一個信號更強的相鄰小區(qū)，以便得到更好的通信質量。如果RXQUAL 很低，但RXLEV卻不低的話，則預示著可能存在著一個外來干擾信號影響正常通信。 此時基站需要給手機分配一個新的頻點或啟用跳頻模式。如果手機

18、匯報的RXLEV和RX QUAL不準確，則網(wǎng)絡有可能會對手機發(fā)出一些錯誤的指令。過低的RXLEV值將產(chǎn)生不 必要的越區(qū)切換，而過高的RX LEV值則會推遲越區(qū)切換的時間，甚至造成通話中斷。 接收接收報告報告電平和接受質量電平和接受質量 條件參數(shù) GSM頻段選1、124兩個頻道，功率級別選最 小LEVEL19，RX Amplitude分別設置為-52.5dBm， -72.5dBm，-102.5dBm；DCS頻段選512、885兩個 頻道，功率級別選最小LEVEL15, RX Amplitude 分別設置為-52.5dBm，-72.5dBm，-102.5dBM進行 測試；測試出來的結果應該在4范圍

19、內(nèi)。 接收誤碼率接收誤碼率 定義 接收誤碼率是指基站發(fā)送給手機一定電平的數(shù)據(jù)信號，手機接收到這個數(shù)據(jù) 信號后對它進行解調還原，然后再發(fā)送給基站，基站接收解調后的數(shù)據(jù)和原來的比 較，兩者之差即為誤碼，用百分比表示為誤碼率。衡量接收誤碼性能主要有幀擦除 率（FER）、參考比特誤碼率（RBER）、比特誤碼率（BER）三個參數(shù)。 測試目的 測量接收機的接收靈敏度是為了檢驗接收機射頻電路，中頻電路及解調、解 碼電路的性能。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個頻道，功率級別選最大LEVEL5，RX Amplitude設 置為-102dBm；DCS頻段選512、698、885三個頻道，功率級別選最大

20、LEVEL0, RX Amplitude設置為-100dBm進行測試。類殘余比特誤碼率指標為小于2.439%。 接收靈敏度指標的衡量 GSM900接收靈敏度要求：當RF輸入電平為一102dBm時， RBER不超過2。測量時可測試實際靈敏度指標。根據(jù)多 款移動電話的測試結果來看：當RBER2時，若RF輸入 電平為-l09一l07dBm，則接收靈敏度為優(yōu)；若RF輸入電平 為-l07一l05dBm，則接收靈敏度為良好；若RF輸入電平為 -105一l02dBm，則接收靈敏度為一般；若RF輸入電平- l02dBm，則接收靈敏度為不合格。 DCS1800接收靈敏度要求：當RF輸入電平為-l00dBm，RB

21、ER 不超過2。測量時可測試實際靈敏度指標。根據(jù)多款移動 電話的測試結果來看：當RBER2時，若RF輸入電平為 一l08一 -105dBm，則接收靈敏度為優(yōu)；若RF輸入電平為一 105- -l03dBm，則接收靈敏度為良好；若RF輸入電平為- l03一 -100dBm，則接收靈敏度為一般；若RF輸入電平為 -l00 dB mm，則接收靈敏度為不合格。 帶外測試帶外測試 1 1） 發(fā)射雜散輻射發(fā)射雜散輻射 定義 雜散輻射是指用標準測試信號調制時在除載頻和由于正常調制和切換瞬態(tài) 引起的邊帶及鄰道以外離散頻率上的輻射（即遠端輻射）。 雜散輻射按其來源可分為傳導型和輻射型兩種。傳導型雜散輻射是指在天

22、線的插頭處50負載上測得的任意離散信號的電平功率。 測試目的 檢驗手機天線端的離散輻射功率是否符合GSM規(guī)范及國家行業(yè)標準。以防 止雜散輻射功率超標時對人體健康造成危害。它是在一個特定負載上雜散輻射 的功率電平。 測試方法 通常情況下選最大功率級別，在上、中、下三個頻點上進行測試，分發(fā)射 和空閑兩種測試狀態(tài)。發(fā)射狀態(tài)下要求手機與基站在TCH信道建立通信，手機工 作于加密模式并且關閉DTX功能，工作于最大功率控制級?？臻e狀態(tài)下基站設置 在BCCH信道，手機與基站相連鎖定于BCCH信道并處在空閑狀態(tài)。不同的頻段需 設置不同的帶寬濾波器（Filter bandwidth），即頻譜分析儀的分辨率帶 寬

23、。在某些測試頻段，指標要求較高，如：935-960MHz，指標為-79dBm， 這在頻譜分析儀上很難讀出，如果要在這些頻段商進行雜散發(fā)射的測量，就必須 加上相應的帶阻濾波器，濾掉載頻，實際上就是提高頻譜分析儀的動態(tài)范圍，這 樣就可以得到滿意的測連結果。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個頻道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻段選512 698、885三個頻道，功率級別選最大LEVEL0進行測試 測量儀器的連接 綜測試儀 MU200 信 號 分 配 器 手 機 陷 波 器 RF頻譜 分析儀 HP8594 RF 衰減器 DCS：1710-1785MHZ GSM：880-915MHZ 1

24、 1）同頻干擾抑制）同頻干擾抑制 定義 同頻干擾抑制是指手機接收部分抵制來自同一信道的干擾信號的能力。即接 收機在其標稱頻率上存在一個無用調制信號的情況下，接收一個有用調制信號時 其性能不低于給定指標（RBER=2%）的能力。指標為： 9dBm 測量目的 檢驗手機接收電路抵抗同信道干擾信號的能力。(有用信號和干擾信號都是 已調信號，且在同一個頻率和時隙上發(fā)送到接收機的輸入端，然后測量接收機抑 制干擾信號的能力)。 測量原理 干擾信號可能來源于遠處一個小區(qū)中手機與基站的信號。如果二者所分配的 頻點和時隙都相同，則來自遠端小區(qū)手機的干擾信號就會和來自本小區(qū)手機的正 常信號混合，影響手機的正常接收。

25、測試時是通過在下行信道加入各種干擾信號 來測試手機的誤碼率情況來檢驗手機抗同頻干擾的能力的。 測量方法 a)基站與手機在TCH信道上建立通信?；景l(fā)起呼叫，手機應答。絕對射頻 頻道號（ARFCN）在GSM頻段選62，在DCS頻段選698。有用信號為標準測試信號 （標準調制電平為-85dBm），頻率為RX的標稱頻率。 b)用射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生一個無用（干擾）信號，信號頻率為各頻 段相應頻道的標稱頻率，信號電平設置為-102dBm/-100dBm。該信號為 連續(xù)的GMSK調制信號，其調制數(shù)據(jù)為隨機數(shù)據(jù)，與有用信號的比特轉換 沒有固定的關系。并通過信號分配器連接到手機RF頭處。 c)調節(jié)頻信號發(fā)生器

26、的輸出電平,使類比特誤碼率為2%。并記下 此時高頻信號發(fā)生器的輸出電平。 e)有用信號電平減干擾信號電平所得值即為同頻干擾抑制比。同頻 干擾抑制比應 9dBm。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻 段選512、698、885三個 信道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。 2)2)鄰頻干擾抑制鄰頻干擾抑制 定義 鄰頻干擾抑制是指手機接收部分抵制來自相鄰頻道的干擾信號的能力。即接 收機在鄰信道存在無用信號的情況下，接收一個有用調制信號時，其接收性能不 低于給定指標（RBER=2%）的能力。指標為：200KHZ：-9dBm；400KHZ：- 41d

27、Bm。 測試目的 檢驗手機接收電路的鄰道選擇。 綜 合 測 試 儀高頻信號發(fā)生 器 信 號 分 配 器 手 機 R F 衰 減 器 測試方法 a)基站與手機在TCH信道上建立通信。基站發(fā)起呼叫，手機應答。絕對射頻頻 道號（ARFCN）在GSM頻段選62，在DCS頻段選698。有用信號為標準測試信號（標準 調制電平為-85dBm），頻率為RX的標稱頻率。 b)用射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生一個無用（干擾）信號，信號頻率分別為標稱頻率 的200KHZ和400KHZ，信號電平設置為-102dBm/-100dBm。該信號為連續(xù)的GMSK調 制信號，其調制數(shù)據(jù)為隨機數(shù)據(jù)，與有用信號的比特轉換沒有固定的關系。并通過

28、 信號分配器連接到手機RF頭處。 c)調節(jié)頻信號發(fā)生器的輸出電平,使類比特誤碼率為2%。并記下此時高頻信 號發(fā)生器的輸出電平。 d)有用信號電平 減 干擾信號電平所得值即為鄰頻干擾抑制比。測試的原理是 通過在下行信道加入各種干擾信號來測試手機的誤碼率情況來檢驗手機抗鄰頻干擾 的能力的。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻段選512、 698、885三個信道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。有用信號為標準的調制信號， 其功率電平為-85dBm；無用信號（干擾信號）為連續(xù)的GMSK調制信號。 3) 3)互調抑制互調抑制 定義 互調抑制是指當存在

29、2個或多個與有用信號存在特定頻率關系的無用信號時， 接收機接收有用調制信號時，其性能不低于給定指標（RBER=2.439%）能力。一般 為三階互調。指標為：-51dBm 測試目的 檢驗手機接收機抑制因信號的相互作用在接收機輸出端造成干擾的能力。在 下行信道加入干擾信號檢查接收誤碼，判斷接收機性能 綜 合 測 試 儀 高頻信號發(fā)生 器 信 號 分 配 器 手 機 R F 衰 減 器 測試方法 a)基站與手機在TCH信道上建立通信。基站發(fā)起呼叫，手機應答。絕對射頻 頻道號（ARFCN）在GSM頻段選62，在DCS頻段選698。有用信號為標準測試信號（標 準調制電平為-85dBm），頻率為RX的標稱

30、頻率。 b)用射頻信號發(fā)生器1 1產(chǎn)生一個無用（干擾）信號，信號頻率分別為標稱頻 率的800KHZ，信號電平設置為-102dBm/-100dBm（未調制的信號），并通過信號 分配器連接到手機RF頭處。 c)用射頻信號發(fā)生器2 2產(chǎn)生一個無用（干擾）信號，信號頻率分別為標稱頻 率的1600KHZ，信號電平設置為-102dBm/-100dBm，該信號為連續(xù)的GMSK調制信號， 其調制數(shù)據(jù)為隨機數(shù)據(jù)，與有用信號的比特轉換沒有固定的關系，并通過信號分配 器連接到手機RF頭處。 d)分別調節(jié)頻信號發(fā)生器1 1和2 2的輸出電平,使類比特誤碼率為2.439%。并 分別記下此時高頻信號發(fā)生器1 1和2 2的

31、輸出電平值。取高頻信號發(fā)生器1 1和2 2的輸出 電平值中較小的一個作為干擾信號電平。 e)有用信號電平 減 干擾信號電平所得值即為互調干擾抑制比。測試的原理 是通過在下行信道加入各種干擾信號來測試手機的誤碼率情況來檢驗手機抗互調干 擾的能力的。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻段選512、 698、885三個信道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。有用信號為標準的調制信 號，其功率電平為-85dBm；無用信號（干擾信號）為連續(xù)的GMSK調制信號。 4)4)阻塞阻塞 定義 阻塞是指在有用信號頻率附近的一定范圍內(nèi)存在未調制的干擾信號，此干擾

32、信號將使接收機的靈敏度降低或使音頻輸出功率減小。即在非雜散響應或鄰頻道 的頻率上，存在一個強無用信號的條件下，接收機接收有用調制信號時，其性能 不低于給定指標（RBER=2%）的能力。指標為：-43dBm 。 綜合測試儀 高頻信號發(fā)生器2 信號分 配器 手機 RF衰減器 高頻信號發(fā)生器1 測試目的 檢驗手機接收電路抗干擾的能力。 測試方法 a)基站與手機在TCH信道上建立通信?；景l(fā)起呼叫，手機應答。絕對射頻頻道 號（ARFCN）在GSM頻段選62，在DCS頻段選698。有用信號為標準測試信號（標準 調制電平為-85dBm），頻率為RX的標稱頻率。 b)用射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生一個無用（干擾）信號

33、，信號頻率分別為有用信號 頻率 加 有用信號頻率乘1%和有用信號頻率 減 有用信號頻率乘1%。信號電平設 置為-102dBm/-100dBm（未調制信號）。并通過信號分配器連接到手機RF頭處。 c)調節(jié)高頻信號發(fā)生器在不同信號頻率下的輸出電平,使類比特誤碼率為 2%。并記下此時高頻信號發(fā)生器輸出的兩種電平值，取電平值較小的一個作為干 擾信號電平。 d)有用信號電平 減 干擾信號電平所得值即為阻塞。測試的原理是通過在下 行信道加入各種干擾信號來測試手機的誤碼率情況來檢驗手機抗干擾能力的。 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5； DCS頻段選512、698、8

34、85三個信道，功率級別選最大LEVEL0進行 測試。有用信號為標準的調制信號，其功率電平為-85dBm；無用信 號（干擾信號）為未調制信號。 5)5)雜散響應抑制雜散響應抑制 定義 指接收機阻止單個頻率的無用信號在接收機輸出端產(chǎn)生不良影 響的能力。在空中信號非常擁擠的環(huán)境下，接收機只響應有用信號 而不響應無數(shù)的無用信號。指標為：-43dBm。 綜合測試儀 高頻信號發(fā)生器 信號分 配器 手機 RF衰減器 測試目的 檢驗接收機不響應無用信號的能力。該測試通過產(chǎn)生一個頻率從 100KHZ到12.75GHZ為步級的無用信號與有用信號同時輸入到接收機， 監(jiān)視接收機的誤碼率，確保其降低不會超過一定限度（R

35、BER=2.439%。 測試方法 a)基站與手機在TCH信道上建立通信?；景l(fā)起呼叫，手機應答。 絕對射頻頻道號（ARFCN）在GSM頻段選62，在DCS頻段選698。有用信 號為標準測試信號（標準調制電平為-85dBm），頻率為RX的標稱頻率。 b)用射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生一個無用（干擾）信號，信號頻率分別 為標稱頻率600KHZ600KHZ以外的頻率以外的頻率，頻點選擇在100KHZ到12.75GHZ范圍內(nèi), 且每個頻點相隔200KHZ。信號電平設置為-102dBm/-100dBm。并通過信 號分配器連接到手機RF頭處。 c)在誤碼率最差的幾個頻點上調節(jié)頻信號發(fā)生器的輸出信號電平, 使類比特誤

36、碼率為2.439%。并記下此時高頻信號發(fā)生器輸出的幾種 電平值，取電平值較小電平值較小的一個作為干擾信號電平。 d)有用信號電平 減 干擾信號電平所得值即為雜散響應抑制比。 測試的原理是通過在下行信道加入各種干擾信號來測試手機的誤碼率 情況來檢驗手機抗干擾能力的 條件參數(shù) GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻 段選512、698、885三個信道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。有用 信號為標準的調制信號，其功率電平為-85dBm；無用信號（干擾信號） 為未調制信號。 6)6)接收雜散輻射接收雜散輻射 接收機雜散輻射是指手機在不發(fā)射功率時由接收電路引起的

37、輻射。 即發(fā)射機空閑狀態(tài)下的輻射，測試方法參考TX雜散輻射。 綜合測試儀 高頻信號發(fā)生器 信號分 配器 手機 RF衰減器 第二部分第二部分 WCDMAWCDMA 47 WCDMA系統(tǒng)概述 3G：第三代移動通信 3G系統(tǒng)性能特征： 信息傳輸速率： 144 kbps 高速移動(120km/h) 384 kbps 步行速度(3km/h) 2 Mbps 室內(nèi) 業(yè)務性能： 綜合（混合）業(yè)務 可變速率傳輸 永遠在線上網(wǎng) WCDMA系統(tǒng)原理 WCDMA系統(tǒng)原理 CDMA：碼分多址，WCDMA：寬帶碼分多址。 時 間 頻 率 FDMA 頻 率 時 間 TDMA 頻 率 時 間 碼 字 CDMA WCDMA系統(tǒng)

38、原理 為什么需要3G？ 頻譜效率、新業(yè)務和業(yè)務質量需要3G！ TDMA頻譜效率（系統(tǒng)容量）是FDMA的5倍左右。 CDMA頻譜效率（系統(tǒng)容量）是TDMA的4倍左右。 CDMA頻譜效率（系統(tǒng)容量）是FDMA的20倍左右。 WCDMA系統(tǒng)原理 WCDMA系統(tǒng)的技術特點 WCDMA系統(tǒng)最根本的實質是功率，資源是動態(tài)統(tǒng)計復用的，系統(tǒng)最根本的實質是功率，資源是動態(tài)統(tǒng)計復用的， 是一個自干擾系統(tǒng)，任何不需要的功率不能發(fā)射！是一個自干擾系統(tǒng)，任何不需要的功率不能發(fā)射！有以下特點： 雙向采用快速閉環(huán)功率控制技術補償衰落，抗快衰落效果好。 雙向采用導頻進行相干解調，解調增益高。 采用發(fā)射、接收分集技術，大大提高

39、抗衰落效果。 WCDMA系統(tǒng)原理 碼片速率高（3.84Mcps），raker 接收（頻率分集）效果更好，多徑傳 播路徑差僅78米就可以分集接收。 采用編碼增益高的信道編碼技術（卷積編譯碼和Turbo編譯碼）。 基站之間不需同步。 可以進行軟切換（宏分集）、更軟切換（Node B內(nèi)部小區(qū)間的切換）、 頻間硬切換、系統(tǒng)間的硬切換。 可適應多種速率的傳輸，靈活地提供多種業(yè)務。 52 WCDMA系統(tǒng)原理 采用優(yōu)化的分組數(shù)據(jù)調度策略和傳輸方式。 支持高速數(shù)據(jù)傳輸，高速時144kbps，步行時384kbps的速率，室內(nèi)是 2Mbps。 WCDMA采用頻分多址（FDD）工作方式，工作頻率是：上行 1920M

40、Hz到1980MHz，下行是2110MHz到2170MHz。收發(fā)頻率間隔 190MHz。 具有承載CS和PS業(yè)務等混合業(yè)務的能力。 WCDMA系統(tǒng)原理 采用先進的無線資源管理算法以保證不同比特速率的混合（綜合） 業(yè)務的服務質量（QoS），并使系統(tǒng)吞吐容量最大。 與只能提供單一話音業(yè)務的第二代系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng) 具有寬帶寬帶（高速高速）、混合業(yè)務混合業(yè)務、可變速率可變速率的特點。 總之，WCDMA系統(tǒng)采用了雙向快速閉環(huán)功率控制、Raker接收、接 收和發(fā)射分集、高增益編碼等技術，可以在高速移動（120km/h）時 到達144kbps的傳信率，步行速度（3km/h）時達到384kbps的

41、傳信率， 室內(nèi)達到2Mbps的傳信率。 5454 移動無線信道的特點 移動通信信道與固定通信的信道有很大不同：接收機移動時天線接收到的 電波場強有著嚴重的快衰落（起伏）和相當大的多徑時延，以及多卜勒頻 移。 移動臺接收機接收多條傳播路徑來的信號，傳播路徑的長度不同，到來的 時間就有先后，信號的相位不同。根據(jù)同相疊加、反相抵消的干涉原理， 在移動路線中各處干涉的結果形成斑馬線狀的干涉條紋，即在移動過程中， MS(UE)收到時強時弱的起伏信號。 對于IMT-2000的2GHz工作頻率來說，波長僅僅為15cm，因此在高速的移 動時，每秒內(nèi)接收的信號強弱變化很多次。接收功率強弱相差最大可達 40dB，

42、折合1萬倍的功率差別! WCDMA系統(tǒng)原理 55 WCDMA系統(tǒng)原理 多徑示意圖 d1 d2 ttt d3 發(fā)射接收 Raker合并 噪 聲 56 WCDMA系統(tǒng)原理 WCDMA系統(tǒng)是一個FDD直接序列擴頻系統(tǒng)，碼片速率3.84Mcps。 擴頻的理論基礎：由Shanon 定理C=Wlog2(1+S/N)可知，在信道容量 一定情況下，通信帶寬W與信噪比S/N可以互換。即通過擴展頻帶使 信噪比降低。 擴頻通信的特點：抗干擾能力強、隱蔽性好（信號頻譜密度低于 白噪聲）、抗衰落、抗多徑干擾、可以實現(xiàn)碼分多址通信； 存在遠近效應：由于CDMA是同頻接收系統(tǒng)，造成弱信號淹沒在強信 號中，從而使得弱信號部分

43、無法正常工作。 57 WCDMA系統(tǒng)原理 擴頻通信過程 信號頻譜 擴頻后信道噪聲 接收信號相關解擴低通濾波 f ff f ff 58 WCDMA系統(tǒng)原理 WCDMA系統(tǒng)特有的功率攀升現(xiàn)象系統(tǒng)特有的功率攀升現(xiàn)象 下行物理碼信道之間的非正交產(chǎn)生多址干擾，存在功率攀升現(xiàn)象。 WCDMA系統(tǒng)的所有用戶同時在同一頻段工作，就象一間房間里，兩 個廣東人+兩個福建人+兩個上海人交談，只要講話的聲音不是太大， 可以做到互不影響。 吵架影響大家交談，聲音互相提高，功率攀升。 很明顯，房間外的干擾也會影響房間內(nèi)的談話，這就是WCDMA系統(tǒng) 的小區(qū)外干擾。 59 WCDMA系統(tǒng)原理 功率控制技術 功率控制技術是CD

44、MA系統(tǒng)的基礎，可以說沒有功率控制就沒有 CDMA系統(tǒng)。Qualcomm公司就是解決了這個問題才實現(xiàn)了CDMA蜂 窩通信網(wǎng)。 “遠近效應” ：在上行鏈路中，如果小區(qū)內(nèi)所有UE的發(fā)射功率相同， 而各UE與NodeB的距離是不同的，導致NodeB接收較近UE的信號很 強，接收較遠UE的信號很弱，由于CDMA是同頻接收系統(tǒng)，造成弱 信號淹沒在強信號中，從而使得距離較遠部分的UE無法正常工作。 功率控制可以補償衰落，接收功率不夠時要求發(fā)射方增大發(fā)射功率。 功率控制可以克服遠近效應，對上行功控而言，功率控制的目標即 為所有的信號到達基站的功率相同。 功率是功率是CDMA系統(tǒng)的核心系統(tǒng)的核心，一切是圍繞著

45、功率進行。CDMA系統(tǒng)是 一個同頻自干擾系統(tǒng)，任何多余不必要的功率不允許發(fā)射，這是一 個一定要遵守的總準則！功率控制就是維護這個準則的手段。 WCDMA頻段 中國聯(lián)通中國聯(lián)通WCDMA 頻點規(guī)劃及信道號計算公式頻點規(guī)劃及信道號計算公式 根據(jù)工信部規(guī)定，中國聯(lián)通可用的頻段是1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)，上下行各 15MHz。相鄰頻率間隔間隔采用5MHz時，可用頻率是3個。 載波頻率是由UTRA絕對無線頻率信道號（UARFCN）指定的。在IMT2000頻帶內(nèi)的UARFCN的值是通過下 述公式定義的： 國家信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)定：3G FDD頻段為：192

46、01980 21102170 補充工作頻段為：17551785 18501880 總共2*90MHz，為WCDMA和CDMA2000共用 UTRA 絕對無線頻率信道號 根據(jù)可用頻段和絕對無線頻率信道號計算公式，中國聯(lián)通可用的頻率號見下表： WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 目前中國WCDMA終端設備進網(wǎng)測試所參考的標準主要是YD/T 1548.1 2GHz WCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)終端測試方法（第二階段） 第一部 分：基本功能、業(yè)務和性能測試，其標準中包含的典型射頻測試項目主 要有：發(fā)射機測試、接收機測試、復雜傳播環(huán)境下的性能測試以及無線資 源管理性能 測試。 手機RF測試系統(tǒng)配置如下

47、圖所示： WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 其中WCDMA發(fā)射機RF測試包括： 發(fā)射功率 頻率誤差 輸出功率動態(tài)范圍 開環(huán)功控，內(nèi)環(huán)功控，輸出功率的失同步處理 發(fā)射開/關功率 發(fā)射開/關時間模板，傳輸格式組合的改變，上行壓縮模式的功率設置 輸出RF頻譜輻射 占用帶寬，頻譜輻射模板，鄰道泄露功率比，雜散輻射 發(fā)射互調 發(fā)射調制特性 矢量幅度誤差，峰值碼域誤差，終端相位非連續(xù)性 WCDMA接收機RF測試包括： 參考靈敏度電平 最大輸入電平 鄰道選擇性 阻塞特性 雜散響應 互調特性 雜散輻射 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA最大發(fā)射功率測試 測 試目的： 驗證用戶終端的最大發(fā)射功

48、率誤差不超過容限值，避免用戶終端最大 發(fā)射功率 過大會干擾其他信道或其他系統(tǒng)，或其最大發(fā)射功率過小會縮小 小區(qū)的覆蓋范圍。 測試限值: WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA頻率誤差測試 測 試目的：驗證手機的發(fā)射機載波調制的精確度。 測試限值: 頻率誤差在（0.110-6 +10）Hz內(nèi)。 發(fā)射關功率 發(fā)射關功率是指當發(fā)射機關閉時經(jīng)過RRC濾波處理的平均功率。發(fā)射 關功率狀態(tài)并非指UE處于關閉狀態(tài)，而是指在發(fā)射機沒有發(fā)射，或者由于 上行DPCCH的 非連續(xù)發(fā)射， UE在未發(fā)射DPCCH的間隙處于不發(fā)射的狀 態(tài)。 測試目的： 驗證UE的發(fā)射關閉功

49、率是否小于-56dBm，避免超過指標要求的發(fā)射關 功率會增加對其他信道的干擾和減小系統(tǒng)容量。 測試限值: UE的輸出功率應小于-55dBm。 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 上行開環(huán)功率控制 當移動臺發(fā)起呼叫或者響應基站的呼叫時，反向開環(huán)功率 控制首先工作，它的目的是試圖使所有移動臺發(fā)出的信號在到 達基站時有相同的功率值。開環(huán)功率控制是指 UE發(fā)射機設置 其輸出功率為一個指定值的能力。 測試目的： 驗證UE開環(huán)功率控制的容限是否超過指標要求。 測試限值: UE的發(fā)射功率不超過：9dB（正常條件）； 12dB（極端條件） WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 上行內(nèi)環(huán)功率控制 上行內(nèi)環(huán)功率

50、控制是反向功率控制的核心，是彌補反向開環(huán)功率控制不 準確性的一種有效手段。 上行閉環(huán)功率控制是基站協(xié)助移動臺，迅速糾正移動臺作出的開環(huán)功率 預測，使移動臺始終保持最理想的發(fā)射功率?；緦庹{后反向業(yè)務信道信 號的信噪比 （SNR）每隔一定時間檢測一次，然后將其與事先設定的門限 比較，若收到的SNR高于門限值，基站就在前向信道上送出一個減小移動 臺發(fā)射功率的指令；反 之，就送出一個增大移動臺發(fā)射功率的指令。移動 臺每次調整發(fā)射功率的動態(tài)范圍稱之為“功率控制步長”。 測試目的 驗證UE內(nèi)環(huán)功率控制步長符合指標要求，UE是否能夠正確地從TPC命令 中獲得TPC命令。 WCDMA 終端設備常見射頻測試

51、項目 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 相鄰信道泄露比相鄰信道泄露比（ACLR） EVM，相差相差（P.ER），頻差頻差（F.ER），峰值碼域誤差峰值碼域誤差 (PCDE) 測試限值: EVM不超過17.5% 峰值碼域誤差峰值碼域誤差(PCDE)不大于-14dB 頻率誤差在（0.110-6 +10）Hz內(nèi) 相位不連續(xù)性 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 WCDMA最小發(fā)射功率測試 測試限值: UE的輸出功率應小于-50dBm。 WCDMA 終端設備常見射頻測試項目 Transimit ON/OFF Time mask WCDM