射频指标测试介绍.docx

目录1GSM部分1 1.1常用频段介绍1 1.2发射（transmitter）指标21.2.1发射功率21.2.2发射频谱（Output RF spectrum）41.2.2.1调制频谱41.2.2.2开关频谱51.2.3杂散（spurious emission）51.2.4频率误差（Frequency Error）61.2.5相位误差（Phase Error）61.2.6功率时间模板（PVT）71.2接收（receiver）指标81.2.1接收误码率（BER）82 WCDMA92.1常用频段介绍92.2发射（Transmitter）指标92.3接收（receiver）指标153 CDMA2000153.1常用频段介绍153.2发射（transmitter）指标163.3接收（receiver）指标194 TD-SCDMA部分204.1常用频段介绍204.2发射（transmitter）指标204.3接收指标（Receiver）261GSM部分1.1常用频段介绍GSM类别信道号上行频率（MHz）下行频率（MHz）上下行频率相差（MHz）EGSM9000=n=124Fu(n)=890+0.2*nFd(n)=Fu(n)+4545975=n=1023Fu(n)=890+0.2*(n-1024)PGSM9001=n=124Fu(n)=890+0.2*nFd(n)=Fu(n)+4545GSM850128=n=251Fu(n)=824.2+0.2*(n-128)Fd(n)=Fu(n)+4545DCS1800512=n=885Fu(n)=1710.2+0.2*(n-512)Fd(n)=Fu(n)+9595PCS1900512=n=810Fu(n)=1850.2+0.2*(n-512)Fd(n)=Fu(n)+80801.2发射（transmitter）指标1.2.1发射功率定义：发射机载波功率是指在一个突发脉冲的有用信息比特时间上内，基站传送到手机天线或收集及其天线发射的功率的平均值。测量目的：测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标。如果发射功率在相应的级别达不到指标要求，会造成很难打出电话的毛病，即离基站近时容易打出而离基站远时打出困难，往往表现出发射时总是提示用户重拨号码。如果发射功率在相应的级别超出指标的要求，则会造成邻道干扰。测试方法：手机发射部分由发射信号形成电路、功率放大电路、功率控制电路三个单元组成。GSM频段分为124个信道，功率级别为5-33dBm，即LEVEL5-LEVEL19共15个级别；DCS频段分为373个信道（512-885），功率级别为0-30dBm，即LEVEL0-LEVEL15共15个级别；每个信道有15个功率等级，测试时选上、中、下三个信道对每个功率等级进行测试，每个功率等级以2dBm增减。功率控制：由于手机不断移动，手机和基站之间的距离不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的，基站根据距离远近的不同向手机发出功率级别信号，手机收到功率级别信号后会自动调整自身的功率，离基站远时发射功率大，离基站近时发射功率小。具体过程如下：手机中的数据存储器存放有功率级别表，当手机收到基站发出的功率级别要求时，在CPU的控制下，从功率表中调出相应的功率级别数据，经数/模转换后变成标准的功率电平值，而手机的实际发射功率经取样后也转换成一个相应的电平值，两个电平比较产生出功率误差控制电压，去调节发射机激励放大电路、预放、功放电路的放大量，从而使手机的发射功率调整到要求的功率级别上。测试指标：DCS1800Power control levelNominal Output power (dBm)Tolerance (dB) for conditionsnormalextreme293622,530343431323403034128342263432434422345203461834716348143491245101045118451264513445142561528056GSM900Power control levelNominal Output power (dBm)Tolerance (dB) for conditions normalextreme023922,533734435345333463134729348273492534102334112134121934131734141534151334161156179561875619315561.2.2发射频谱（Output RF spectrum）1.2.2.1调制频谱定义：调制频谱是由GSM调制处理而产生的在其标称载频不同频偏处(主要是在相邻频道)的射频功率。测试目的：防止带外频谱辐射，以免引起邻道干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。条件参数：GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5，频点选100KHZ、200KHZ、250KHZ、400KHZ；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0，频点选100KHZ、200KHZ、250KHZ、400KHZ进行测试1.2.2.2开关频谱定义：开关频谱即切换瞬态频谱，是由于调制突发的上升下降沿而产生的在其标称载频的不同频偏处(主要是在相邻频道)的射频功率。测试目的：防止频段切换时的开关脉冲对邻频道产生干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。条件参数：GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5，频点选400KHZ、600KHZ、1200KHZ、1800KHZ；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0，频点选400KHZ、600KHZ、1200KHZ、1800KHZ进行测试。1.2.3杂散（spurious emission）定义：杂散辐射是指用标准测试信号调制时在除载频和由于正常调制和切换瞬态引起的边带及邻道以外离散频率上的辐射（即远端辐射）。测试目的：检验手机天线端的离散辐射功率是否符合GSM规范及国家行业标准。以防止杂散辐射功率超标时对人体健康造成危害。它是在一个特定负载上杂散辐射的功率电平。条件参数:GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0进行测试1.2.4频率误差（Frequency Error）定义：发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。它是通过测量手机的I/Q信号并通过相位误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差。频率误差是唯一要求在衰落条件下也要进行测试的发射机指标。测试目的：通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小，则表示频率合成器能很快地切换频率，并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定，手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求（0.1PPm），手机将出现信号弱甚至无信号的故障，若基准频率调节范围不够，还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。条件参数：GSM频段选1、62、124三个信道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、698、885三个信道，功率级别选最大LEVEL0进行测试。GSM频段的频率误差范围为+90HZ-90HZ，频率误差小于40HZ时为最好，大于40HZ小于60HZ时为良好，大于60HZ小于90HZ时为一般，大于90HZ时为不合格；DCS频段的频率误差范围为+180HZ-180HZ，频率误差小于80HZ时为最好，大于80HZ小于100HZ时为良好，大于100HZ小于180HZ时为一般，大于180HZ时为不合格指标：GSM系统的频率误差不能超过0.1ppm，GSM400不超过0.2ppm。所以可以计算出： GSM900的FE90Hz DCS1800的FE180Hz PCS1900的FE190Hz 1.2.5相位误差（Phase Error）定义：发射机的相位误差是指测得的实际相位与理论期望的相位之差。峰值相位误差表示的是单个抽样点相位误差中最恶略的情况，而均方根误差表示的是所有点相位误差的恶略程度，是一个整体性的衡量。测试目的：通过测试相位误差了解手机发射通路的信号调制准确度及其噪声特性。可以看出调制器是否正常工作，功率放大器是否产生失真，相位误差的大小显示了I、Q数位类比转换器和高斯滤波器性能的好坏。发射机的调制信号质量必须保持一定的指标，才能当存在着各种外界干扰源时保持无线链路上的低误码率。测试条件：GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0进行测试。GSM和DCS的相位峰值误差均小于20度，平均误差均小于5度。实际测试中相位峰值误差小于7度时为最好，大于7度小于10度时为良好，大于10度小于20度时为一般，大于20度时为不合格；相位平均误差小于2.5度时为最好，大于2.5度小于4度时为良好，大于4度小于5度时为一般，大于5度时为不合格。1.2.6功率时间模板（PVT）定义：发射功率时间特性是指发射功率与发射时间之间的关系。由于GSM系统是一个TDMA的系统，八个用户共用一个频点，手机只在分配给它的时间内打开，然后必须及时关闭，以免影响相邻时隙的用户。由于这一原因，GSM规范对一个时隙中的RF突发的幅度包络作了规定，对于时隙中间有用信号的平坦度也作了相应的规定，这个幅度包络在577us的一个时隙内，其动态范围大于70dB，而时隙有用部分平坦度应小于1dB。测试目的：用于检查手机的TDMA突发脉冲的上升、下降及平坦部分与模板的吻合程度。手机发射突发信号的上升与下降部分应在+4dM-30dB模板范围之内，顶部起伏部分应在1dB模板范围之内。若突发信号超出模板范围，将会对临近时隙的用户产生干扰。1.2接收（receiver）指标1.2.1接收误码率（BER）定义：接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原，然后再发送给基站，基站接收解调后的数据和原来的比较，两者之差即为误码，用百分比表示为误码率。测试目的：测量接收机的接收灵敏度是为了检验接收机射频电路，中频电路及解调、解码电路的性能。条件参数：GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5，RX Amplitude设置为-102dBm；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0, RX Amplitude设置为-102dBm进行测试。类残余比特误码率指标为小于2.4%。2 WCDMA2.1常用频段介绍Operating Band信道上行频率下行频率上下行频率相差BAND1（IMT2100）9600=n=99000.2*n0.2*n+190190BAND2（1900）9250=n=95500.2*n0.2*n+8080BAND5（CELLULAR）4120=n=42450.2*n0.2*n+45452.2发射（Transmitter）指标2.2.1最大发射功率（Maximum output power）定义：最大发射功率是指在无线接入模式下，至少(1+)倍码片速率的带宽内，UE 所能发射的最大功率。测量时长应该至少一个时隙。测试目的：验证UE 的最大发射功率误差不超过容限值，最大发射功率过大会干扰其它信道或其它系统，而最大发射功率过小会缩小其覆盖范围。指标：Table 5.2.1: Nominal Maximum Output PowerOperating BandPower Class 1Power Class 2Power Class 3Power Class 4Power(dBm)Tol(dB)Power(dBm)Tol(dB)Power(dBm)Tol(dB)Power(dBm)Tol(dB)Band I+33+1/-3+27+1/-3+24+1/-3+21+2/-2Band II-+24+1/-3+21+2/-2Band III-+24+1/-3+21+2/-2Band VI+24+1/-3+21+2/-22.2.2最小功率（Minimum output power）定义：最小输出功率是指功率控制设置为最小值时UE 的输出功率。测试目的：验证UE 的最小输出功率是否符合指标要求，以避免对其他信道的干扰和减小系统容量。指标：最小输出功率定义为一个时隙的平均功率。最小输出功率的最低要求是：小于 50dBm。2.2.3频率误差（Frequency Error）定义：频率误差是指UE 已调载波频率与规定频道频率之差。测试目的：验证UE 的发射机载波调制的精确度。指标：要求在一个时隙内误差小于0.10PPM2.2.4上行功率功控（inner loop power control in the uplink）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_cmd）而调整UE发射机输出功率的能力。功率控制步长（TPC）是指UE根据接收到一个功率控制命令时，UE发射机输出功率的变化。内环功控频率为每秒1500次，即每帧出现15次，每时隙出现1次。测试目的：验证UE内环功率控制步长符合指标要求，考察UE是否能够正确地获取功率控制命令。2.2.5占用带宽（Occupied Bandwidth）定义：占用带宽是指在所分配的信道频率为中心的发射频谱内，99%的积分功率所对应的频带带宽。测试目的：验证UE的占用带宽是否符合指标要求。超过指标要求的占用带宽会增加对其他信道或其他系统的干扰。指标：占用空中接口上的带宽应小于5MHz。2.2.6毗邻信道泄露比（ACLR）定义：邻道泄漏功率比指工作信道的RRC 滤波平均功率与相邻信道的RRC 滤波平均功率之比值。测试目的：验证UE 的ACLR 是否符合指标要求。若泄漏到邻近信道的功率过高，会增加对其他信道或其他系统的干扰。指标：Power ClassUE channelACLR limit3+5 MHz or 5 MHz33 dB3+10 MHz or 10 MHz43 dB2.2.7频谱发射模版（Spectrum emission mask）定义：UE的频谱发射模板是对偏离载波频率2.5MHz到12.5MHz范围内的辐射功率做出的要求。测试目的：验证UE的频谱发射模板是否符合指标要求。超过指标要求的频带外辐射功率会增加对其他信道或其他系统的干扰。测试指标：2.2.8误差矢量复读（Error vector magnitude）定义：EVM定义为误差矢量信号平均功率和参考信号平均功率之间的比值，实际也就是误差矢量信号和参考信号的均方根值之间的比值，并把这种比值以百分比的形式表示。The Error Vector Magnitude is a measure of the difference between the reference waveform and the measured waveform.测试目的：验证UE能否产生足够精确的波形，避免超过指标要求的EVM增加本信道上行链路的发射误差。指标要求：该项测试分别在UE 最大输出功率和-20dBm 输出功率情况下进行。矢量幅度误差最低要求不超过17.5%。2.2.9峰值码域误差（peak code domain error）定义：码域误差指将误差向量功率等效到特定扩频因子的码域所得到的误差，定义为被测码道的平均功率与参考波形平均功率之比，用dB 表示。峰值码域误差定义为最大的码域误差。测试目的：验证UE 能否产生足够精确的波形，避免超过指标要求的峰值码域误差增加本信道上行链路的发射误差。指标要求：峰值码域误差的最低要求是：不能大于-18dB。2.3接收（receiver）指标定义：参考灵敏度电平是指在确保BER 不超过某一特定值情况下，在天线端口测得的最小接收平均功率。测试目的:考察UE 的参考灵敏电平，避免参考灵敏电平过高减少基站的覆盖距离。指标要求：BER 不能大于0.001的条件下，接收电平要小于106.5dbm。3 CDMA20003.1常用频段介绍频段信道上行频率MHz下行频率MHz上下行频率差MHzBC0（800MHz）1=n=799Fu(n)=825.0+0.03*nFd(n)=Fu(n)+4545991=n=1023Fu(n)=825.0+0.03*(n-1023)BC1（1900MHz）0=n=1199Fu(n)=1850+0.05*nFd(n)=Fu(n)+8080BC6（2GHz）0=n 0.944。指标：波形质量因数，应大于0.944（非正交引起的信/噪比恶化小于0.25dB）。3.2.2频率误差（frequency error）定义：频率准确度是移动台发射机在指配载频上的发射能力。测试目的：验证手机的频率合成器在指配的信道上产生的频率是否准确。通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小，则表示频率合成器能很快地切换频率，并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定，手机才能与基站保持同步。指标：频率准确度应为+300Hz 。3.2.3时间误差（Time Error）定义：移动台时间基准取自最早到来的被用于解调的多径成分。当接收前向业务信道时，应使用移动台时基作为反向业务信道的发送时间。测试目的：检验手机与基站建立连接的时间是否在规定的误差范围之内。误差不应超过1s。指标：在稳态条件下，移动台时间基准应在移动台天线连接器处测量；在被用于解调的最早到达多径成分出现时间的1ms范围内。3.2.4误差矢量幅度（EVM）定义：矢量误差幅度（EVM）用来衡量手机调制信号的矢量误差特性，确定调制的精确度。EVM（Error Vector Magnitude）是指测量波形与理想调制波形之间的矢量差。指标：0%-10%3.2.5幅度误差（Magnitude Error）定义:指发射调制信号的幅度与理论上最好信号之间的幅度之差。指标：0%-10%3.2.6相位误差（Phase Error）定义：发射信号的相位误差定义为发射信号的相位与理论上最好信号之间的相位之差。测试目的:通过测试相位误差了解手机发射通路的信号调制准确度及其噪声特性。可以看出调制器是否正常工作，功率放大器是否产生失真，相位误差的大小显示了I、Q调制器性能的好坏。发射机的调制信号质量必须保持一定的指标，才能当存在着各种外界干扰源时保持无线链路上的低误帧率。指标：020deg3.2.7载波馈通（Carrier Feedthrough）定义：载波馈通也称载波穿透，是指调制解调器解调的I、Q信号的射频幅度测量值相对于理想幅度值的比值。该检验调制解调线性的好坏。测试目的：载波馈通参数是I/Q调制器DC偏置的一种测量，它可以导致波形品质因数性能的恶化，如果载波馈通高于-25dBc,可能导致较大的rho 值恶化。指标： 900 KHz时，抗干扰性应1.98 KHz时，抗干扰性应 -54dBc/30KHz。3.3接收（receiver）指标3.3.1接收灵敏度定义：移动台接收机的射频灵敏度是指帧差错率（FER）不超过规定值时 , 在移动台天线连接器接头处测量的最小接收功率。测试目的：灵敏度的测量是检查手机在小信号（-105dBm/1.23MHz）条件下的解调能力，确保手机接收机在弱信号时有足够的接受能力。指标：每一测试的帧差错率应不超过0.005，具有95%的可信度。灵敏度和动态范围测试仅在全速率业务信道进行。4 TD-SCDMA部分4.1常用频段介绍频段信道上/下行频率MHzBAND34（2G）10054=n=10121F = 0.2*n 2010MHz-2025MHzBAND39（1.9G）9404=n=9596F = 0.2*n 1880MHz-1920MHz4.2发射（transmitter）指标4.2.1最大发射功率（Max Output Power）定义：功率控制设置为最大是UE的输出功率。测试目的：限制干扰 检验发射机是否可以实现发射最大功率。测试指标：3GPP协议规定在终端单码道情况下不同功率等级定义的最大标称输出功率。Power ClassNominal maximum output powerTolerance1+30 dBm+1dB/-3dB2+24 dBm+1dB/-3dB3+21 dBm+2dB/-2dB4+10 dBm+4dB/-4dB4.2.2频率稳定度（Frequency stability）定义：UE已调载波的频率和基站要求其发射的频率之差。测试目的：终端发射机的频率稳定度限定于确定的公差限度之内是连通的前提，这项测试是在极端情况下测试终端接收机从接收到的基站信号获得正确的频率信息。测试指标：3GPP协议对TD-SCDMA终端的FST指标要求：频率稳定度的范围在+-0.1PPM以内，测试时小区功率配置为-108dbm。4.2.3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）而调整UE发射机输出功率的能力。测试目的：检验终端闭环功率控制的能力，在终端接收到功率控制命令（TPC_cmd）后的下一个时隙内，发射机要具有根据功率控制步长改变其输出功率1、2或3dB的能力。测试指标：4.2.4最小发射功率定义：功率控制设置为最小是UE的输出功率。测试目的：检验终端将功率降到最小值的能力，避免因最小输出功率超标而干扰其他信道和减小系统容量。测试指标：终端最小输出功率应小于-49dBm。4.2.5发射时间开关模板（PVT）定义：为UE 发射机从打开到关闭，以及从关闭到打开的过程中，发射功率电平变化所对应的时间的变化。测试目的：检验终端发射开/关过程与时间的关系符合标准规定，避免指标超差增加对其它时隙的干扰，进而影响其它用户和系统容量。测试指标：4.2.6占用带宽（OBW）定义：信道带宽是以制定信道的中心频率为中心，包含总发射功率的99%能量时所对应的频带宽度。测试目的：检验终端发射占用带宽，占用带宽是指在所分配的信道频率为中心的发射频谱内，99%的积分功率所对应的的频带带宽。测试指标: UE用带宽小于1.6MHZ。4.2.7频谱辐射模板（SEM）定义：终端发射机在频谱上载频以外0.8MHz到4MHz范围内的频率。测试目的：检验终端发射机在频谱上载频以外0.8MHz到4MHz范围内的频率模板,防止终端发射机频谱辐射模板超标对其它信道或通信系统的干扰。测试指标：终端发射机在频谱上载频以外0.8MHz到4MHz范围内的频率符合频率模板。4.2.8相邻信道泄露比（ACLR）定义：指定信道的根升余弦滚降滤波器滤波后的平均功率与相邻信道的根升余弦滚降滤波器滤波后的平均功率的比值。测试目的：验证UE 限制由其发射机产生的对其它接收机在相邻的第一，第二射频信道的干扰能力。测试指标：功率等级邻信道ACLR限值2, 3当前信道 1.6 MHz33 dB 2, 3当前信道 3.2 MHz43 dB 4.2.9误差矢量幅度（EVM）定义：误差矢量幅度（ 又称调制精度）是理想调制波形与实际测得的调制波形之间的偏差。测试目的：检验终端EVM是否超标测试指标：3GPP 协议对TD-SCDMA 终端EVM 的指标要求是EVM 不超过17.5。4.2.10峰值码域误差（PCDE）定义：码域误差是按特定扩频因子将矢量误差功率计算到码域。每个码道的码域误差是该码字矢量误差的平均功率与基准波形平均功率之比，以dB 表示。测试目的：峰值码域误差是所有码域误差中的最大值。测试指标：峰值码域误差不应超过-21dB。4.3接收指标（Receiver）4.3.1接收灵敏度定义：在误码率规定的范围内，UE所能达到的最小接收功率。测试目的：检验终端接收机在其动态范围下限时接收到规定测试信号的能力，保证基站的覆盖范围。测试指标：测量出来的接收灵敏度在误码率小于0.1%的情况下满足灵敏度小于-108dBm。4.3.2最大输入电平定义：UE处于最大输入电平时，误码率符合标准。测试目的：BER不超过限定值时，检验终端接收机在其动态范围上限时接收到规定测试信号的能力，保证终端在基站近距离范围内的通信效果。测试指标：测量出来的终端BER小于0.1%。32