TD-SCDMA射频测试总结

TD－SCDMA终端一致性测试包括射频指标测试（参考标准：3GPPTS34.122），协议信令测试（参考标准：3GPPTS34.123）和其他测试（参考标准：3GPPTS31.120）三类测试。

其中射频指标测试分为“发射机特性测试”“接收机特性测试”“性能指标测试”和“支持无线资源管理测试”。

发射机特性测试：包括UE最大发射功率、频率稳定性、最小发射功率、占用带宽、邻道泄漏抑制比、杂散辐射、互调特性、开环功率控制、闭环功率控制、发射开关模板、发射关功率、频谱发射模板误差矢量幅度（EVM）、峰值域码误差（PCDE）等。接收机特性测试：包括接收灵敏度电平、最大输入电平、邻道选择性、阻塞特性、杂散辐射等。性能指标测试：包括静态传播条件下的解调、各种不同衰落条件下的DCH解调、下行链路的功率控制、上行链路的功率控制等。支持无线资源管理测试：包括小区选择、重选、切换等。协议信令测试主要是保证UE的信令、协议的一致性和规范化，这部分测试主要包括三项内容：3G网络的基本功能，电路域基本过程和分组域基本过程。TD其他测试部分的测试内容主要有UIGG/USM测试等。

目前，MORLAB已经正式对外开展了TD产品的相关测试服务项目，通过近期研究相关标准（YD/T1367-2006 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求）并开展部分测试实验，我们将分期归纳TD终端产品的各个测试项目的具体内容。 现谈一谈TD终端产品发射机特性测试——UE最大发射功率的内容。

测试项目：UE最大发射功率（单码道）

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。

测试方法：
（1）按照图示搭建测试系统平台









（2）建立UE和SS之间的通话，设置UE为回环测试模式，通过SS测量UE上行时隙的输出功率。
（3）对RF信道Low/Mid/High进行相同的测试。
测试限值：

UE的标称最大发射功率取决于UE的功率等级，其最大发射功率应满足下表值：
Maximum Output Power single code



Power Class


1


2


3


4
Nominal maximum output power
Tolerance
+30 dBm
+1dB/-3dB
+24 dBm
+1dB/-3dB
+21 dBm
+2dB/-2dB
+10 dBm
+4dB/-4dB

摩尔实验室（MORLAB）最新引进了中国电子科技集团第四十一研究所研制的TD－SCDMA终端综合测试仪AV4943，可模拟基站、RNC和核心网的信令功能。该设备能精确测量TD终端的各项射频指标及性能指标；也可搭建测试系统来完成EMC和SAFETY的测试。

以上是对UE最大发射功率的简要介绍，由于TD是个才投入实际应用的技术，对其测试上还有很多不完善的地方，我们将在今后的测试服务中进一步探索、不断提高和完善。

本期总结将介绍TD终端产品发射机特性测试——上行功率控制。根据3GPP TS34.122标准规定，UE上行功率控制分为上行开环功率控制和上行闭环功率控制。现具体谈谈相关内容。

一、功率控制的主要目的：
1.保证链路质量Qos要求
2.提高系统容量
3.延长手机待机时间

功率控制分为开环功率控制、内环功率控制和外环功率控制。由于下行不存在远近效应的问题，因此TD系统以上行功率控制为主。




开环功控制伴随着随机接入过程对各个信道初始功率进行设置。TDD方式中，开环功率控制算法能够利用上下行链路特性对称的特点，快速而准确地调整功率。先测量下行导频，然后估算出下行链路的损耗，再将该损耗值等同于上行链路的损耗，最后计算出上行链路的发射功率。
二、上行开环功率控制
定义：上行开环功率控制指设置UE的UpPCH的发射电平为特定的值，系统将通过高层信令指示一个上行发射功率的最大允许值，这个值应低于由UE 功率等级确定的最大功率值。
测试目的：验证UE开环功率控制的容限是否超过指标要求，该项目测试强调UE接收机在接收范围内正确测量接收功率的能力。
测试标准：


Table1: Open loop power control tolerance (1,28 Mcps TDD Option)


Normal conditions


Extreme conditions
±9 dB
±12 dB
三、上行闭环功率控制
定义：上行闭环功率控制是指UE发射机根据在下行链路接收到的一个或多个功率控制命令（TPC）而对UE发射机输出功率作出调整。功率控制步长（ΔTPC）是指UE 根据接收到一个功率控制命令（TPC_cmd）时，UE 发射机输出功率的功率变化。

在UE 接收到功率控制命令（TPC_cmd）后的下一个时隙内，发射机要具有根据ΔTPC 或者ΔRP-TPC的数值改变其输出功率1、2 或3dB 的能力。
测试目的：验证UE闭环功率控制步长是否符合指标要求，考查UE是否能正确地获得TPC命令。
测试标准：
Table 2 列出了发射机闭环功率控制时的输出功率步长范围。
Table 3 列出了发射机闭环功率控制时的平均输出功率步长范围。功率控制命令组（TPC_cmd group）是一组功率控制命令的组合，它可以根据相同时间内的一系列持续的功率控制命令而得到。


Table 2: Transmitter power control range





Table3: Transmitter average power control range


TPC_cmd group


1 dB step size


Lower


Up


Down
Transmitter power control range after 10 equal TPC_ cmd groups
2 dB step size
3 dB step size
Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
+8 dB
+12 dB
+16 dB
+24 dB
+24 dB
+36 dB
-8 dB
-12 dB
-16 dB
-24 dB
-24 dB
-36 dB

本期将简要介绍有关频谱方面的测试——占用带宽。

定义:占用带宽是指以指定信道的中心频率为中心，包含总发射功率99%能量时所对应的频带宽度。

测试目的:验证UE的占用带宽是否符合指标要求，避免超过指标要求的占用带宽增加对其他信道或其他系统的干扰。

初始条件：

（1）测试环境：normal；参考TS34.122标准clauses G.2.1和G.2.2。
（2）测试频点：low range, mid range, high range ；参考TS34.122标准clauses G.2.4。

测试结构图： 如图1所示，测试平台由信号发生器、测试仪、环行器构成，但目前大部分基站是集这三者为一身。简化测试结构如图2所示。





图1





图2
测试步骤：

（1）设置手机在loopback的测试模式下并按照下表设置参数建立其和基站间的通话。


Parameter


UL Reference measurement channel


Uplink Power Control


Data content
Value/description
12,2kbps, according to annex C.2.1
SS level and signalling values such that UE transmits maximum power.
real life (sufficient irregular)

annex C.2.1


Parameter


Information data rate


RU's allocated


Midamble


Interleaving


Power control (TPC)


TFCI


Synchronisation Shift (SS)


Inband signalling DCCH


Puncturing level at Code rate 1/3: DCH / DCCH

12,2 kbps
1TS (1*SF8) = 2RU/5ms
144
20 ms
4 Bit/user/10ms
16 Bit/user/10ms
4 Bit/user/10ms
2 kbps
33% / 33%
（2）在发射载波中心频率 –MHZ至发射载波中心频率 +MHZ的带宽上测试功率频谱分布，测量滤波器选用带宽为30KHZ的高斯滤波器，测量步长为30KHZ。每一步的持续时间必须足够长以保证能够捕获激活的时隙，记录下每次测量的功率。
（3）将每次测量的功率累计计算得到总功率。
（4）从步骤（2）中测试带宽的最低边界（下边界）开始累计功率和，把功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最低频率。
（5）从步骤（2）中测试带宽的最高边界（上边界）开始累计功率和，把功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最高频率。
（6）基于步骤（4）和（5）计算占用带宽OBW：OBW=最高频率 – 最低频率
标准限值：TD-SCDMA基于1.28 Mchip/s码片速率的占用带宽为1.6 MHz。
测试结果：图3是模拟测试的结果。