CDMA 1X基站射頻性能測試

CDMAIX基站射頻性能測試一、引言伴隨著國內(nèi)運(yùn)營商的重組，CDMAIX技術(shù)重新受到國內(nèi)業(yè)界的關(guān)注，本文主要介紹了CDMAIX基站射頻性能對CDMAIX網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響以及CDMAIX基站射頻測試中的關(guān)鍵問題，為CDMAIX基站的研發(fā)和測試提供一些指導(dǎo)。對于CDMAIX網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致掉話、通信語音質(zhì)量差、無法接通、盲區(qū)等主要有以下幾個原因：1、導(dǎo)頻污染2、基站可能的射頻偏差3、干擾這些問題除了與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置有關(guān)外，很大程度上還取決于CDMAIX基站射頻性能的好壞。本文將對影響CDMAIX網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的CDMAIX基站的主要射頻指標(biāo)及其測試中的關(guān)鍵問題進(jìn)行介紹。二、各射頻指標(biāo)對CDMAIX網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響及其測試的關(guān)鍵問題1、導(dǎo)頻時間容限CDMAIX網(wǎng)絡(luò)是一個前向同步的網(wǎng)絡(luò)，其導(dǎo)頻信道在CDMAIX前向信道中不停地發(fā)射，用于使所有基站覆蓋區(qū)中處于工作中的移動臺進(jìn)行同步和切換?；纠貌煌瑢?dǎo)頻序列的時間偏差來標(biāo)識不同小區(qū)。若基站的導(dǎo)頻信道時間容限發(fā)生較大的偏差，就會與另一基站的延遲信號相混淆，產(chǎn)生所謂〃導(dǎo)頻污染〃，從而產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致掉話、無法接通率、話音質(zhì)量差等問題。所有CDMAIX基站都有GPS接收機(jī),GPS接收機(jī)鎖定衛(wèi)星輸出的參考時鐘,使得所有CDMAIX基站都彼此同步。測試導(dǎo)頻時間容限的兩個關(guān)鍵點(diǎn)是PN偏置值和偶秒。在導(dǎo)頻時間容限測試中有三個測試指標(biāo)：1、導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差的低要求小于10uso2、基站同時支持多個CDMAIX頻道時，該基站發(fā)射的所有CDMAIX頻道彼此間必須在±lus時間內(nèi)。3、基站在外部系統(tǒng)時鐘中斷后應(yīng)在至少8小時內(nèi)能夠保持與系統(tǒng)時鐘的偏差小于±10uso首先必須正確理解3個指標(biāo)的含義，指標(biāo)1是指發(fā)射的導(dǎo)頻信道與基站偶秒之間的時間偏差，指標(biāo)2是指各CDMAIX頻道的導(dǎo)頻信道之間的時間偏差，指標(biāo)3是指基站偶秒與衛(wèi)星輸出的參考時鐘之間的時間偏差。指標(biāo)1測試：按照圖1連接被測基站和CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀，確?；緝H發(fā)射導(dǎo)頻信號，將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀的偶秒輸入口，CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀設(shè)為外部觸發(fā)，在CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀中輸入PN偏置值，這時即可測得導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差。圖1發(fā)射機(jī)性能測試連接框圖指標(biāo)2測試：按照指標(biāo)1的測試方法分別測出各CDMAIX頻道（不同的扇區(qū)或者頻率）的導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差，各CDMAIX頻道的導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差之間的偏差即為各CDMAIX頻道的導(dǎo)頻信道之間的時間偏差。指標(biāo)3測試：斷開被測基站的GPS接收機(jī)，8小時后，將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀的偶秒輸入口，測出導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差，然后再用另一個接有GPS接收機(jī)的基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀的偶秒輸入M,再次測出被測基站的導(dǎo)頻時間校準(zhǔn)誤差，兩次測得的結(jié)果之間的偏差即為基站偶秒與衛(wèi)星輸出的參考時鐘之間的時間偏差。2、頻率容限、導(dǎo)頻信道對碼分信道時間容限、導(dǎo)頻信道至碼分信道相位容限、波形質(zhì)量、總功率、導(dǎo)頻功率、碼域功率基站的這些指標(biāo)的射頻偏差都會導(dǎo)致掉話、通信語音質(zhì)量低、無法接通等問題。發(fā)射功率和碼域功率還會影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋，產(chǎn)生盲區(qū)。使用發(fā)射機(jī)測試儀可對這些指標(biāo)進(jìn)行測試，但需注意在測試導(dǎo)頻信道對碼分信道時間容限、導(dǎo)頻信道至碼分信道相位容限、導(dǎo)頻功率、碼域功率等指標(biāo)時需將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀的偶秒輸入口，CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀設(shè)為外部觸發(fā)，且在CDMAIX發(fā)射機(jī)測試儀中輸入PN偏置值。在測試碼域功率時要注意RC1為Wn64信道，RC3為Wnl28信道，它們之間有3dB之差。3、發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)性雜散發(fā)射發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)性雜散發(fā)射除了會產(chǎn)生對其它系統(tǒng)的干擾，還會產(chǎn)生對本系統(tǒng)內(nèi)其它基站的干擾，導(dǎo)致掉話、通信語音質(zhì)量低、無法接通等問題，并且會降低系統(tǒng)容量。使用頻譜分析儀對發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)性雜散發(fā)射進(jìn)行測試，此項(xiàng)測試對于頻譜分析儀的靈敏度和動態(tài)范圍要求很高，一般頻譜儀都很難滿足要求，這就需要借助衰減器、濾波器、低噪放等輔助設(shè)備進(jìn)行測試。在測試有用信號邊緣的大信號時，要使用衰減器提高頻譜儀的動態(tài)范圍；由于加衰減器會降低頻譜儀靈敏度，因此在測試離有用信號較遠(yuǎn)的小雜散信號時，一方面要對有用信號進(jìn)行衰減，以避免損壞頻譜儀和產(chǎn)生頻譜儀內(nèi)部失真，一方面又不能衰減被測的小雜散信號，甚至需要放大被測小信號，以提高頻譜儀靈敏度，可用濾波器慮掉有用信號，這樣既衰減了有用信號，又保證被測小信號未被衰減，在濾波器之后還可加低噪放來進(jìn)一步放大被測小雜散信號。測試結(jié)果要計入衰減器、濾波器和放大器的補(bǔ)償值（包括衰減值、放大倍數(shù)和噪聲系數(shù)）。4、前向功率控制子信道反向功率控制在CDMAIX系統(tǒng)中非常重要，因?yàn)榉聪蚴且揽繙?zhǔn)正交碼區(qū)分的，用戶之間存在相互干擾，只有保證到達(dá)基站的各用戶間的功率一致，才能保證用戶容量和質(zhì)量。反向功控包括開環(huán)功控和閉環(huán)功控，開環(huán)功控目的是防止遠(yuǎn)近效應(yīng)，閉環(huán)功控目的是防止快衰落。前向功率控制子信道測試是測試基站在閉環(huán)功率控制時在前向功率控制子信道上發(fā)送的功率控制比特的靈敏性、位置、延遲和振幅的正確性。它對于時間的要求非常嚴(yán)格，需要觸發(fā)信號，用一邏輯信號發(fā)生器按照要求同時控制衰減器和功率控制比特的統(tǒng)計或觸發(fā)示波器。也可用頻譜儀零掃頻代替示波器，這時頻譜儀的RBW要至少設(shè)置為2MHz。無論是示波器還是頻譜儀，掃描時間和幅度顯示標(biāo)尺設(shè)置要適宜，掃描時間應(yīng)設(shè)置為1.25毫秒/Div（每屏10個Div）,幅度顯示標(biāo)尺設(shè)置為功率控制步長/Div（每屏10個Div）,一般為ldB/Div。5、接入信道接入試探捕獲此項(xiàng)指標(biāo)直接影響CDMAIX網(wǎng)絡(luò)的接通率。接入試探捕獲測試的關(guān)鍵在于接入信道Eb/N0設(shè)置和接入試探成功率的統(tǒng)計。接入試探是以脈沖序列發(fā)送的，要測試脈沖功率，而非平均功率，因此不能用功率計或頻譜儀信道功率方式測試接入信道功率，可用頻譜儀零掃頻方式測試,RBW大于2MHz。通過公式Eb/N0=C-N-101g（4800）+101g（1228800）計算Eb/NO,其中C為測得的接入試探脈沖功率，N為噪聲功率，4800為接入信道數(shù)據(jù)速率。調(diào)整衰減器使得基站天線連接口的Eb/NO滿足要求。必須注意接入試探成功率不等于呼叫成功率，一次成功呼叫可能含1?多次接入試探，但僅有一次接入試探成功?？梢杂妙l譜儀零掃頻方式，發(fā)起呼叫與單次掃描相配合統(tǒng)計接入試探總數(shù)和成功次數(shù)，但這樣測試效率很低。也可用高通公司CAIT軟件統(tǒng)計接入試探總數(shù)和成功次數(shù)，測試和統(tǒng)計基本自動進(jìn)行，僅需啊后做一次計算即可。目前也有用儀表代替手機(jī)發(fā)送接入試探信號，在基站側(cè)通過解調(diào)接入試探統(tǒng)計接入試探成功率。6、接收機(jī)靈敏度、接收機(jī)動態(tài)范圍、單頻抗擾、互調(diào)雜散響應(yīng)衰減、鄰道選擇性、加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能、多徑衰落條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能這些指標(biāo)是指基站在不同條件下（包括無干擾信號條件下和有干擾信號（CW信號、CDMAIX信號或AWGN信號）條件下）反向業(yè)務(wù)信道解調(diào)性能，反應(yīng)的是基站的靈敏度、動態(tài)范圍和抗干擾性能，這些指標(biāo)的好壞同樣直接影響CDMAIX網(wǎng)絡(luò)的話音質(zhì)量和掉話率等。加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能和多徑衰落條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能測試（見圖2）關(guān)鍵在于Eb/NO設(shè)置。在加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能和多徑衰落條件下無閉環(huán)功率控制反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能測試中，Eb/NO設(shè)置與接入信道Eb/NO設(shè)置類似，通過調(diào)整C（有用信號功率）和N（噪聲功率）達(dá)到所要求的Eb/NO,需要特別指出無線配置1和無線配置2的1/2速率、1/4速率和1/8速率的占空比不是100%,分別為50%、25%和12.5%,它們的有用信號功率C不能用功率計或頻譜儀信道功率方式測量，可用頻譜儀零掃頻方式測試，RBW大于2MHz,而其它速率均可用功率計或頻譜儀信道功率方式測量，另外要注意在測試無線配置3以上的補(bǔ)充信道的解調(diào)性能時，手機(jī)的發(fā)射功率并不是有用信號功率，而是大于有用信號功率，手機(jī)的發(fā)射功率包括反向?qū)ьl信道、反向基本信道和反向補(bǔ)充信道的功率，應(yīng)通過計算將反向基本信道的功率減去才是有用信號的功率。在多徑衰落條件下具有閉環(huán)功率控制反向業(yè)務(wù)信道的解調(diào)性能測試中，Eb/NO不能通過改變路徑損耗來設(shè)置,因?yàn)橛虚]環(huán)功控，Eb/NO受基站Eb/NO目標(biāo)值控制，改變路徑損耗，手機(jī)的輸出功率也會相應(yīng)改變，使得基站天線連接器處的Eb/NO值不變，因此在此項(xiàng)測試中通過監(jiān)測基站天線連接器處的Eb/NO,調(diào)整基站Eb/NO目標(biāo)值，使得基站天線連接器處的Eb/NO滿足規(guī)范要求。在無閉環(huán)功控情況下的反向業(yè)務(wù)信道解調(diào)性能測試中還可以用儀表代替手機(jī)發(fā)送規(guī)定的反向數(shù)據(jù)，測試基站的解調(diào)性能。圖2多徑衰落條件下基站解調(diào)性能測試方框圖7、接收信號質(zhì)量指示接收信號質(zhì)量指示測試基站對接收信號測量的準(zhǔn)確度。因?yàn)榛疽鶕?jù)測得的來自移動臺的信號強(qiáng)度形成功率調(diào)整指令，通知移動臺，使移動臺根據(jù)此調(diào)整指令來調(diào)節(jié)其發(fā)射功率，所以如果基站對接收信號測量不夠準(zhǔn)確，將直接影響其閉環(huán)功率控制的準(zhǔn)確性，從而影響CDMAIX網(wǎng)絡(luò)的話音質(zhì)量和掉話率等。大多數(shù)基站不能直接給出接收信號質(zhì)量指示(RSQD值，但具備測試接收信號Eb/NO的能力，可以通過基站測得