GSM/UMTS手机的检验和最终测试方法

2007-09-27 10:34:03来源: 电子系统设计
许多中心都有了UMTS覆盖,并且市场上出现了十多种双模GSM/UMTS手机,维修中心遇到了如下问题,就是报告有手机故障时,以及维修后的手机送还顾客以前,都要对这些手机进行哪些测试。Willtek Communications公司的一篇新应用笔记详述了要进行的测试,本文是对该应用笔记的主要部分的说明。

在开始测量之前,一定要保证手机或者测量不受其它手机或附近基站信号的干扰。同样,手机发射的射频功率坚决不能与实际网络相互干扰。图1给出了一种测试装置的例子,其中包括有一个射频屏蔽盒。

发射功率测量

对任何基于CDMA的无线电网络,因为发射功率影响无线单元的容量,所以对其进行控制很重要。一般来说,每个发射器都会增加干扰,所以单元容量甚至受到邻近单元呼叫的影响。只有各无线终端的发射功率最小化到信号强度只达到所需服务质量的水平,才能达到大容量。

因此,功率控制非常重要。发射功率的控制有两种不同的方法:呼叫建立期间的开环功率控制和连接期间的闭环功率控制。在后一种方法中,基站通过TCP(Transmit Power Control,发射功率控制)位控制手机发射功率。发射功率定义为在最大和最小之间的一个动态范围;所有无线终端的低端都固定为-50dBm。高端由所用手机的功率级决定。要保证手机在基站附近以及离基站非常远的情况下都能通讯,在最终测量中进行最小和最大功率测试就可能很重要。

发射功率控制为相对前一级以1或2 dB步进,作为比较,GSM是通过基站控制手机绝对功率水平的。功率级的改变必须在紧随命令接收后的时间间隔内进行。这一过程称作“内环功率控制”,要求在最终测试或要进行的检查中精确测量功率水平的变化(见图2)。

调制质量

WCDMA信号的质量可以使用误差矢量幅度(EVM)和峰值码域误差来确定。这两种评估调制质量的方法是等价的。

误差矢量可以在WCDMA信号的I/Q图上表示,该图上有幅度和相位的示意。测量到的误差和计算得到的理想调制矢量的差异可表示调制误差,对各符号进行评估。只考虑RMS平均EVM,质量评估得以简化。这一个参数就可表示出完整信号的调制质量。

作为选择,调制质量也可以用码域来表示。全部发射功率分割为能表现CDMA系统特征的单个的代码信道。没有分配的代码信道不传送数据,只是具有噪声,可以看作是分配信道之间的串扰。代码信道串扰是在现实发射器向其它信道引入额外噪声,正交性受到影响或者丧失的情况下引起的。对于各代码信道,测试仪器显示相对于全部功率的信道功率。受影响最大的代码信道以及注入的功率很重要。计算各未分配代码信道与已分配代码信道的功率比,得到代码域误差;其中最大一个看作峰值码域误差(PCDE)。评估该误差在较长时期内的变化很关键,因此,与EVM测量相比,本测量方法不太适合快速最终测量。

最后,频率误差表示所使用的载波频率和所分配的载波的差异。实际频率与基站分配的频率的最大偏差可能达到1 ppm,例如,对欧洲和亚洲频带,该限值就是±198 Hz。

频谱测试

WCDMA频谱测量包括占用带宽(OBW)频谱测量。总功率的99%应该分布在载波频率周围不大于5 MHz的范围。在图3的测量例子中,占用带宽为4.17 MHz。

频谱测量也包括相邻信道泄漏功率比(ACLR)。该测量决定了相邻信道谱功率相对于已分配信道功率的比。不应超过限值,避免与邻近信道的干扰。对于本测量,手机通常以最大功率发射,最大功率决定于实际功率级(共有4个功率级)。

在频谱发射掩模(SEM)中,测量分配信道之外的信号谱。得到的结果显示分为两部分。信号以30 kHz的带宽分辨率测量,区域与载波频率的间隔在2.5到3.5 MHz之间。在载波频率3.5 MHz到12.5 MHz以上,使用一个1 MHz滤波器。根据频率不同,技术参数中给出了上限;这些限值为预编程,在4400显示器上标志为红色,如图4所示。

接收器测量

位误差和块误码率测量(BER、BLER)有助于评定数字传输系统的接收器。测试装置将已定义的测试序列发射给手机接收器;这些序列是伪随机位序列(PRBS)。把所发射的位或数据块与接收到的位(BER)或数据块(BLER)进行比较,得到误差率。参考灵敏度水平表示位误差率不超过0.1%情况下的最低接收功率。正规的UMTS手机在低至–106.7dBm水平下的位误差率达到0.1%以下。

Achim Grolman,产品营销通信经理, Willtek Communications公司

关键字:屏蔽  终端  基站  功率

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/rfandwireless/200709/15931.html
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