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罗德与施瓦茨精确致导TD-SCDMA射频测试


http://www.sina.com.cn 2006年08月09日 19:56 通信产业报

  -罗德与施瓦茨中国有限公司黄毅

  射频成TD-SCDMA测试关键

  日前,备受关注的TD-SCDMA第三次规模测试方案终于敲定,主要测试内容为测试不同厂商网络和终端设备的兼容性。

  从目前的种种迹象表明,该标准在中国的3G市场将占据重要地位,作为一种新的技术标准,TD-SCDMA在技术的成熟性和商用经验方面无疑还存在欠缺,还需要大量的测试工作以保证其商用的成功。

  毫无疑问,射频测试是其中TD-SCDMA测试中相当重要的环节,对于整个TD-SCDMA产业链当中的基站、终端、直放站以及功放模块研发及生产厂商,射频测试都是极为重要的。R&S一直关注中国TD-SCDMA的发展,并且提供了完整的射频测试方案。

  射频收发信机测试原理

  对于任何一种无线通信系统,射频收发信机都是非常重要的一部分,其性能的优劣直接影响整个系统的干扰情况,进而决定系统容量。所以准确地测试基站和手机的射频收、发信机是极为重要的。

  发信机测试

  要想分析发射机发射信号,首先要用一个理想的接收机把发射信号变成数字的基带信号,然后在数字域进行信号处理,得出相应的指标。实际测试时,一般利用高性能的频谱仪或信号分析仪作为理想接收机。

  经过理想接收机并模数转换后得到了数字的IQ数据,对这些数据进行一系列的脉冲成形滤波器、内插、同步、抽取就会得到初始的测量信号,然后还需要对测量信号进行幅度、相位和频率、时间的修正得到修正测量信号,另外,对测量信号进行解扰解扩解调再调制再扩频再加扰,再经过成形滤波器就得到了参考信号。然后,通过修正测量信号和参考信号的比较计算,就可以得到信道内测量的各个指标。

  接收机测试

  一般接收机误码率的测试需要一个理想的经过信道编码和调制扩频的信号源,还需要另外一台仪器对解调以后的数据比特流监视,当然也可以把信号源和对解调后的数据比特流监视的仪器做到一台仪器里。如果有必要还可以在信号源和被测接收机之间人为加入一些干扰或信号损伤,这种干扰或损伤也可以在信号源里的基带部分改变一些参数来实现。

  通常,误码率测试都是用伪随机二进制序列(PRBS:Pseudo Random Binary Sequence)作为信号源的原始数据。PRBS信号一般表示为PNx(比如,PN9一共有29-1=511个比特),之所以称之为伪随机,是因为这种PN序列具有一定的随机特性,但是这种随机性是有规律的。从个比特的序列里任意截取X个比特,就可以恢复整个原始序列。

  误码率测试通常有两种测试方法:基带BER测试和环回(loopback)BER测试。基带BER测试直接对被测终端接收机解调解码以后的基带序列重建并作误码率比较;而对于环回BER测试,在测试设备中用一个理想的接收机把被测终端接收后又发射回来的射频信号接收下来,做理想的解调解码,最后序列重建以及误码率比较。

  TD-SCDMA射频测试方案

  产品研发到生产的过程中,测试也分为几个部分。对各个模块和器件进行测试评估;模块集成到系统中时对整个系统进行验证测试;在产品生产时,进行生产测试。不同的测试阶段,测试方法也不尽相同。器件测试主要侧重某些相关指标;系统测试侧重整机性能;生产测试侧重速度及稳定性。相对于这些不同测试阶段,R&均提供了相应的测试解决方案。

  模块和器件测试

  要保证最终的产品通过严格的一致性测试,首先保证基带和射频的器件电路符合更严格的要求。在器件和模块测试阶段,除了用矢量网络分析仪进行传统的线性和非线性分析(如S参数、压缩点、三阶交调等),还需要用矢量信号源和频谱分析仪或者矢量信号分析仪对被测件在TDSCDMA信号条件下进行时域、频域码域和调制域的分析(如CCDFACP、EVM等)。R&S的矢量信号源SMJ100A和频谱仪FSU(或FSP可以实现这些测试。下面以多载波功放及直放站(RRU)测试为例说明。

  对于TD-SCDMA基站功放以及直放站测试,主要评估的测试项目包括:信道功率;功率对时间关系(PvT)(上升沿和下降沿模板);邻近信道泄漏比(ACLR)(单载波和多载波多载波功率;频谱杂散模板;频谱发射模板(SEM);误差矢量幅度(EVM)。

  在进行TD-SCDMA功放研发测试时,PvT、多载波ACLR以及各种触,、、);发信号的需求对仪器的要求比较高,R&S测试解决方案可以完全满足要求:

  在FSU和FSP中可采用两次扫描方式进行PvT的测试,具体分别通过开关打开对带内扫描,开关闭合时对带外扫描并通过曲线拟合成实际测试的PvT曲线,该测试方法也被证明能有效地对基站功放进行测试,并且实现了112dB的开关电平测量动态范围,甚至可以测试TD-SCDMA基站在最大30dBm的发射功率下的PvT测试。

  TD-SCDMA基站功放要求最高测试六载波ACLR,SMJ100A可产生非常理想的信号,而FSU/P同样提供了足够的测量范围。从而保证了测试到的ACLR不是由于测试仪器造成的。由下图可知FSU六载波ACLR可达-66db,FSP六载波ACLR可达-61db。

  由于TD-SCDMA的时分特性,在测试当中需要多个触发信号,提供给分析仪器以及被测功放,SMU具备灵活且方便的触发信号设置,可以产生各种触发信号。

  作为一种调制指标的测试,误差矢量幅度EVM对于直放站和功放测试很重要,因为EVM能直接体现放大器的非线性引起的信号失真和畸变。FSU/P内置的TD-SCDMA选件不但能测试TD信号的功率和频谱,还可以直接测试其EVM。大大方便了功放和直放站测试。

  基站和终端整机的研发和一致性测试

  根据3GPP25.142(基站)和34.122(终端)的射频一致性测试规范定义了发射机、接收机的特性和系统性能的测试要求。其中TD-SCDMALCR的基站/终端则是根据该规范的1.28McpsTDD的要求进行测试。上述规范是研发和一致性测试中采用的准则。在该阶段,对被测设备的测试往往非常严格,以排除各种潜在的缺陷。研发测试对仪器的功能、动态范围、精度等要求极高。

  R&S提供了SMU200A+FSQ+SMA+NRP的研发测试解决方案。SMU200A可以内置两路独立的信号源,其中一路用于产生有用信号,另外一路则可以产生规范定义的各种干扰信号(连续波或者调制信号干扰),从而实现两台信号源的功能。而且SMU200A可以产生规范要求的衰落模拟和AWGN,这样,一台SMU200A就能满足规范对信号源的要求。FSQ的频谱仪模式具备同类产品中最佳的动态范围,这在进行规范要求的杂散测试和ACLR测试是非常重要的。而FSQ的矢量信号分析模式则可以对信号进行IQ域的分析,便于在研发阶段定位和分析故障。SMA是一台高性能的模拟信号源,用于接收交调特性测试。功率计NRP主要用于精准功率测试。

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