射频测试指标解释Word文档格式.docx

1、 闭环功控是指发射端根据接收端送来的反馈信息对发射功率进行控制的过程。而开环功控不需要接收端的反馈，发射端根据自身测量得到的信息对发射功率进行控制。 开环功控的衰落估计准确度是建立在上行链路和下行链路具有一致的衰落情况下的，但是由于频率双工FDD 模式中，上下行链路的频段相差190MHz，远远大于信号的相关带宽，所以上行和下行链路的信道衰落情况是完全不相关的，这导致开环功率控制的准确度不会很高，只能起到粗略控制的作用，必须使用闭环功率控制达到相当精度的控制效果。WCDMA协议中要求开环功率控制的控制方差在10dB内就可以接受。 闭环功率控制由内环功率控制和外环功率控制两部分组成。需要分内环功率

2、控制和外环功率的原因是信噪比测量中，很难精确测量信噪比的绝对值。且信噪比与误码率（误块率）的关系随环境的变化而变化，是非线性的。比如，在一种多径的传播环境时，要求百分之一的误块率（BLER），信噪比（SIR）是5dB，在另外一种多径环境下，同样要求百分之一的误块率，可能需要5.5dB的信噪比而最终接入网提供给NAS 的服务中QoS 表征量为 BLER，而非SIR！业务质量主要通过误块率来确定的，二者是直接的关系，而业务质量与信噪比之间则是间接的关系。 内环功率控制过程：它是快速闭环功率控制，在基站与移动台之间的物理层进行。通信本端接收通信对端发出的功率控制命令控制本端的发射功率，通信对端的功率

3、控制命令的产生是通过测量通信本端的发射信号的功率和信干比，与预置的目标功率或信干比相比，产生功率控制命令以弥补测量值与目标值的差距，即测量值低于预设值，功率控制命令就是上升；测量值高于预设值，功率控制命令就是下降。 外环功率控制过程：它慢速闭环功率控制，其目的是使每条链路的通讯质量基本保持在设定值。外环功率控制通过闭环功率控制间接影响系统的用户容量和通讯质量。外环功控调节闭环功率控制可以采用目标SIR或目标功率值。基于每条链路，不断的比较误码率（BER）或误帧率（FER）与质量要求目标BER 或目标FER 的差距，弥补性地调节每条链路的目标SIR 或目标功率，即质量低于要求，就调高目标SIR或

4、目标功率；质量高于要求，就调低目标SIR或目标功率。TD-SCDMA系统功率控制过程主要有以下几种：（1）上行开环功控，用于UpPCH和PRACH（2）上行闭环功控，用于DPCH和PUSCH（3）下行闭环功控，用于DPCH和PDSCH（4）其它下行物理信道（P-CCPCH, F-PACH, S-CCPCH, PICH）的发送功率由高层设定。上行开环功控应用场景：上行开环功控用于UpPCH和PRACH。理论依据：TD-SCDMA系统上下行链路使用相同的载波频率，因此上下行的路径衰落是相同的。（1）P_UpPTS = L_P-CCPCH + PRX_UpPTS,des说明：P_UpPTS ：UE的

5、UpPCH初始发送功率P_UpPCH,des ：Node B在UpPTS上期望接收的功率，在BCH中广播L_P-CCPCH ：UE根据P-CCPCH接收功率估计的路径损耗，P-CCPCH参考发送功率在BCH中广播（2）P_PRACH = L_P-CCPCH + PRX_PRACH,desP_PRACH ：UE的PRACH发送功率PRX_PRAXH,des ：Node B对PRACH的期望接收功率，Node B通过FPACH中通知UE特别说明：上行开环功控过程中，上行物理信道的发送功率不能超出UE最大允许发送功率。UE最大允许发送功率由高层给定。上行闭环功控（1）上行闭环功控调整的动态范围为80

6、dB。功率调整步长为1,2,3dB可选。（2）UE最大允许发送功率由高层给定。如果根据功控命令计算的UE发送功率大于最大允许发送功率，则UE按最大允许发送功率发送上行物理信道。（3）上行闭环功控过程如下：Node B估计上行DPCH的信干比SIRestNode B依据下述规则产生TPC命令if SIRest SIRtarget ,TPC = downUE对接收到的TPC命令进行判决UE依据下述规则调整上行DPCH发送功率if TPCdec = up , 增加发送功率if TPCdec = down , 减小发送功率下行闭环功控（1）下行闭环功控的功率调整步长1,2,3dB可选。（2）高层指定每

7、个下行DPCH的最大和最小允许发送功率。所有下行DPCH的功率总和不能超出Node B最大允许发送功率。（3）按功控命令计算的调整后的每个DPCH发送功率必须在最大和最小允许发送功率范围内。如果所有下行DPCH的功率总和超出Node B最大允许发送功率，则每个下行DPCH减小相同的dB数。（4）下行闭环功控过程如下：UE估计下行DPCH的信干比SIRestUE依据下述规则产生TPC命令Node B对接收到的TPC命令进行判决Node B依据下述规则调整上行DPCH发送功率补充一下：3dsaf12zK:JFD（）$本文来自移动通信网,版权所有1开环功率控制 开环功率控制是根据上行链路的干扰情况估

8、算下行链路，或是根据下行链路的干扰情况估算上行链路，是单向不闭合的。%kcvmmvckjK:JFD（）$#_本文来自移动通信网,版权所有 图2 开环功率控制d知1fkjhfjouK:JFD（）$#_*（本文来自移动通信网,版权所有 如图2所示，UE测量公共导频信道CPICH的接收功率并估算NodeB的初始发射功率，然后计算出路径损耗，根据广播信道BCH得出干扰水平和解调门限，最后UE计算出上行初始发射功率作为随机接入中的前缀传输功率，并在选择的上行接入时隙上传送（随机接入过程）。开环功率控制实际上是根据下行链路的功率测量对路径损耗和干扰水平进行估算而得出上行的初始发射功率，所以，初始的上行发射

9、功率只是相对准确值。4321%$#（*$#蔏: WCDMA系统采用的FDD模式，上行采用19201980MHz、下行采用21102170MHz，上下行的频段相差190MHz。由于上行和下行链路的信道衰落情况是完全不同的，所以，开环功率控制只能起到粗略控制的作用。但开环功控却能相对准确地计算初始发射功率，从而加速了其收敛时间，降低了对系统负载的冲击；而且，在3GPP协议中，要求开环功率控制的控制方差在10dB内就可以接受。urewioK: 2上行内环功控K: 内环功率控制是快速闭环功率控制，在NodeB与UE之间的物理层进行,上行内环功率控制的目的是使基站接收到每个UE信号的比特能量相等。见图3

10、。34321%$#（*$K:JFD（）$#_*本文来自移动通信网,版权所有 图3 上行内环功控 首先，NodeB测量接受到的上行信号的信干比（SIR），并和设置的目标SIR（目标SIR由RNC下发给NodeB）相比较，如果测量SIR小于目标SIR，NodeB在下行的物理信道DPCH中的TPC标识通知UE提高发射功率，反之，通知UE降低发射功率。#$#&）*（K:JFD（）本文来自移动通信网,版权所有 因为WCDMA在空中传输以无线帧为单位，每一帧包含有15个时隙，传输时间为10ms，所以，每时隙传输的频率为1500次/秒；而DPCH是在无限帧中的每个时隙中传送，所以其传送的频率为每秒1500次

11、，而且上行内环功控的标识位TPC是包含在DPCH里面，所以，内环功控的时间也是1500次/秒。&#%kcvmmvckjK: 3上行外环功控#（*$#什21f3dK: 上行外环功控是RNC动态地调整内环功控的SIR目标值，其目的是使每条链路的通信质量基本保持在设定值，使接收到数据的BLER满足QoS要求。见图4。21f3dsaf12zK:fads13东oitrK: 图4 上行外环功控321%$#（*$K:JFD（）$#本文来自移动通信网,版权所有 上行外环功控由RNC执行。RNC测量从NodeB传送来数据的BLER（误块率）并和目标BLER（QoS中的参数，由核心网下发）相比较，如果测量BLER

12、大于目标BLER，RNC重新设置目标TAR（调高TAR）并下发到NodeB；反之，RNC调低TAR并下发到NodeB。外环功率控制的周期一般在一个 TTI（10ms、20ms、40ms、80ms）的量级，即 10100Hz。 由于无线环境的复杂性，仅根据SIR值进行功率控制并不能真正反映链路的质量。而且，网络的通信质量是通过提供服务中的QoS来衡量，而QoS的表征量为BLER，而非SIR。所以，上行外环功控是根据实际的BLER值来动态调整目标SIR，从而满足Qos质量要求。西70874*$#（K: 4下行闭环功控*（$（哦K:JFD（本文来自移动通信网,版权所有 下行闭环功控和上行闭环功控的原

13、理相似。下行内环功率控制由手机控制，目的使手机接收到NodeB信号的比特能量相等，以解决下行功率受限；下行外环功控是由UE的层3控制，通过测量下行数据的BLER值，进而调整UE物理层的目标SIR值，最终达到UE接收到数据的BLER值满足QoS要求。见图5。_s4fads13禟: 图5 下行内环和外环功率控制kcvmmvckjlurK:289西70874*$K:邻道泄漏是用来衡量射频器件对主工作频率外的信道的影响特性，或叫带外辐射特性，就像一年级学生的嘈杂声可能有一部分会影响到二年级一样。当然这种影响最小越好。邻道泄漏比（ACLR）就是泄露在邻道的功率与主信道功率之比，通常用dBc表示，如图 2

14、5所示。邻道泄露越小越好，邻道泄露比的绝对值就应该越大越好，这表明主信道功率比泄露在邻道的功率大很多，说明对邻道的影响变小。WCDMA的要求是：第一邻道（偏离载频5MHz）的ACLR达到45dBc ；第二邻道（偏离载频10MHz）的ACLR 达到50dBc。TD-SCDMA 终端射频测试技术研究 宋起柱王俊峰张莎泰尔网 2006-10-18 09:16:21 来源中国无线电管理 【关键词】 TD-SCDMA射频测试前言TD-SCDMA移动通信标准是我国具有自主知识产权的世界第三代移动通信标准，以时分双工、智能天线、联合检测等诸多核心技术成为世界移动通信领域的亮点。在我国，无线电管理部门所规划的

15、155 MHz的核心频段，极大地推动了TD-SCDMA技术在近几年的快速发展，专家估计:TD-SCDMA所带来的商业效益和社会效益是难以估量的。但是，TD-SCDMA技术相对WCDMA和cdma2000技术起步较晚，相应的测试标准和测试仪器还存在不够成熟的情况。在这样的情况下，本文旨在探讨对其终端实施型号核准等认证测试所涉及的检测项目、方法以及测试系统实现等相关问题。测试的依据（1）YD/T“2 GHz TD-SCDMA设备测试方法终端 第一分册 基本功能、业务和性能测试”（报批稿）;（2）YD/T“2 GHz TD-SCDMA设备技术要求终端”（报批稿）;（3）3GPP TS 34.122

16、Terminal conformance specification;Radio transmission and reception（TDD）;（4）3GPP TS 34.121 Terminal conformance specification;Radio transmission and reception（FDD） （Release 6）。终端射频测试存在的问题TD-SCDMA 技术已经成熟，政府、运营商以及系统制造商也已形成“合力”，正在大力推进试验网建设，但针对该体制的测试技术的支撑力度还存在标准定义与测试方法不统一，专用测试仪表研发进度相对落后等问题，具体来讲，主要是:（1）有

17、关TD-SCDMA的标准中存在着项目定义与对应的测试方法不一致的情况。如:关功率模板，虽在3GPP TS 34.122 V5.2.0（2005.12）有明确的定义，但对测试方法描述却不够细致，导致测试工程师有时无章可循。（2）尽管有些项目有明确的定义和测试方法，但现有仪器仪表均达不到相关的要求。关功率模板，现有频谱仪没有办法满足在同一设置下的动态显示，所以对该项指标的测试还没有相关的技术手段。（3）仪表制造商对终端专用测试仪表研发的投入较WCDMA和cdma2000技术相对较少。在国内，几大仪表制造商尽管对TD-SCDMA有所投入，相关矢量信号源、频谱仪以及示波器大部分已经加载了TD的选件，但

18、在核心综测仪方面，特别是在线测试的仪表的研发却十分不理想，还没有完全成熟的产品进入市场。（4）TD-SCDMA标准的测试存在着较多的待定义项目。关于调制质量的测试，WCDMA在R5及以后的版本中增加了相位不连续度和PRACH前置码调制质量两项指标，前者考察频谱杂散值，后者则考察基站能否正确解调终端重要控制信息。而这两项指标的测试对于TD-SCDMA系统也应该是有必要的。另外，比较突出的问题是对TD-SCDMA系统的通用测试条件定义不明确，一些重要的物理信道的测试配置没有明确定义。（5）对于3GPP的频带划分和我国实际的频带划分有出入的情况。应根据我国的实际频率分配情况，以及我国现有无线电业务保

19、护的问题，特别是多制式、多频段、多系统的移动通信业务的保护等问题，周密制订相应的杂散限值要求。现阶段终端射频测试可实现的方法现有终端一致性测试系统采用的仪器为厂家专用的系统模拟器SS（System Simulator），并按国际标准定义的测试要求编写抽象测试集，从而完成一致性测试。技术已相对成熟的GSM一致性测试系统就是这样实现的。归纳起来一致性测试系统框图如图1所示，软件结构图如图2所示。目前TDD UE一致性测试方案的瓶颈是专业的系统模拟器还不够成熟，加之TTCN测试用例仍没有编写完整，尽管国内外的工程技术人员正加快研究，但TDD系统模拟器的研发与商业化需要大量的投资与一定的时间，这严重制

20、约了UE产业化在研发、生产、认证、质检等方面的进展。所以，在TD-SCDMA产业即将正式运营的情况下，我们应该选择一个可实现的UE一致性测试替代方案，以尽快突破产业链中的生产、认证等瓶颈，加速产业化进程，继而推动各大仪表厂商对TD-SCDMA系统模拟器的开发，形成产业发展的良性循环。根据国家无线电监测中心的对TD-SCDMA测试系统选型及行业的情况来看，本文总结四种基本可以实现的方案，供大家参考。3.1 方案一:改进的基站+协议模拟器+相关通用测试仪表该方案使用改进的基站+协议模拟器+相关通用测试仪表,构成SS，与UE建立呼叫，UE工作在环回（loopback）状态下。其中协议模拟器是由一台高

21、性能的计算机以及ATM和PCM接口板组成，协议模拟器的软件包括:存储有可执行测试集的软件脚本库和高层协议栈（L2及L3）、用于模拟移动通信系统的CN、RNC或BSC。协议模拟器通过Iub及Abis接口与基站连接，Iub接口采用异步传输模式（ATM），Abis接口采用PCM模式。所述基站包括与用户终端连接的无线接口。相关通用测试仪表根据测试指标的不同选取其中的一种或几种，主要包括频谱仪、功率计、信号源（标准信号源、干扰信号源、CW信号源等）、信号分析仪等。整个系统如图3、图4、图5所示。本方案的测试过程是:协议模拟器发送标准接口消息，通过Iub/Abis接口控制基站，从而将标准的接口消息通过Uu

22、口发送给终端;对反向链路，终端通过基站的Uu口将其要发送的消息返回给协议模拟器。相应测试指标在Uu接口处用相关通用测试仪表加以采集分析。协议模拟器中的可执行测试集包含3GPP TS 34.122规范中所规定的无线指标测试用例，其中发射机测试包括:用户终端最大输出功率、频率容限、最小输出功率、占用带宽、邻道泄漏抑制比、杂散发射、发射互调、误差矢量幅度 （EVM）、峰值码域误差等;接收机测试包括:参考灵敏度电平、最大输入电平、邻信道选择性、杂散发射等。3.2 方案二:采用信号源+频谱仪方式该方案采用信号源+频谱仪方式，UE工作在非呼叫状态下。此方案需要额外定义控制UE的工作状态集合，以满足3GPP

23、 TS34.122对UE发射和接收信号的配置要求，制订形成标准的UE控制接口指令（或指令原语）集，还需要各UE芯片厂商支持。UE接口控制指令集由电脑通过与UE的标准接口对UE的工作状态进行控制（见图6、图7）。本方案的关键在于测试控制指令集的定制和工控电脑与UE之间接口的实现，其必须同手机芯片和终端制造商协调，保证其接口格式是统一的。3.3 方案三:分阶段过渡到完整的终端射频测试系统根据TD-SCDMA产业的发展情况，分三阶段过渡到完整的终端射频测试系统。第一阶段:信号源+信号分析仪，终端工作在测试模式下，测试系统基于LCR版本开发，信号分析仪通过加入特定的矢量信号分析软件使其兼具频谱分析和调

24、制特性功能。与方案二类似，这种方式同样需要终端厂商的配合，提供适合于工控机控制的数据接口，并需要编写控制终端测试模式的指令集。此阶段能够测试3GPP 34.122所规定的大部分静态指标。第二阶段:终端工作在呼叫模式下，但SS还不是一个完整意义上的系统仿真器，可能只是一个开放的协议测试平台，能够建立满足射频测试要求的呼叫链路，仍然需要通用测试仪表的配合。硬件结构框图见图8。此阶段已经能够测试部分动态指标。第三阶段:SS为功能完整的综测仪，可以完全满足终端射频一致性测试。硬件结构图只需把第二阶段的开放协议平台更换为综测仪即可。三个阶段的过渡时间点取决于TD-SCDMA产业发展情况和商用化程度。软件

25、结构见图9。3.4 方案四:基于呼叫模式或非呼叫测试模式如果终端芯片支持非呼叫模式，某些静态指标可以基于图10所示方案测试。基于呼叫模式下的测试见图11。信令测试仪模拟Uu接口以上的网络侧功能与终端建立呼叫连接，发射机测试仪和接收机测试仪分别负责测试发射机和接收机射频指标。信令测试仪是一个可升级的平台，初期只支持部分简单的射频指标环回模式下的测试，后期将可以支持射频复杂指标、信令的测试，还可以支持话音、数据、流媒体等多种3G业务下的测试。其中发射机测试仪是一个集频谱分析、矢量信号分析、功率计功能于一体的硬件平台。而矢量信号发生器可以实现两路信号的叠加输出（如有用信号和AWGN信号的叠加或者有用

26、信号和干扰信号的叠加），还具有误码分析功能，将手机解调后的数据或时钟进行误码统计。本方案软件结构框架见图12。终端测试项目定义及测试目的4.1 发射机特性测试指标发射机特性测试项目覆盖UE发射功率（最大输出功率）、频率稳定度、输出功率动态范围、射频发射、发射互调特性、发送调制等6个方面。其中输出功率动态范围包括:开环功率控制、闭环功率控制、最小输出功率、输出功率的失同步处理、发射关功率、发射开/关时间模板等6个小项。射频发射包括:信道带宽、频谱发射模板、邻道泄漏抑制比、杂散发射等4个小项，其中信道带宽属于带内发射，其它属于带外发射。发送调制包括:误差矢量幅度、峰值码域误差。（1）UE最大发射功率（单码道）定义:UE最大发射功率是指UE在无线接入模式下，最少在码片速率（1+）倍频带内能发射的最大功率。测量时长是不包括保护时段的发射时隙。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。（2）频率稳定度频率稳定度是指一个UE射频发射的已调载波频率与BS射频发射的已调载波频率之间的差值。验证UE的发射机载波调制的精确度。该项目测试考察UE接收机从接收到的信号中获取正确频率信息的能力，获取的频率信息会被UE发射机使用。（3）上行开环功率控制上行开环功率控制是设置UE的UpPCH的发射电平