CMU200的使用

CMU200以及频谱分析仪的使用以及频谱分析仪的使用PreparedbyWXM2021/7/11一 CMU200简述:lCMU200是由德国Rohde&Schwartz公司设计的无线终端综合测试仪（UniversalRadioCommunicationTester）。它可以对产品的性能指标（主要是RF指标）进行精确的测试，也可以在测试中模拟基站，通过Um接口，对无线终端产品的性能指标进行测试。除此之外，CMU200还能作为信号源以及频谱分析仪，跟其他仪表配合起来使用。作为一台综合测试仪，它几乎支持所有的协议：MSTestGSM400、900、1800、1900，TDMAIS136，AMPS，CDMAIS95，WCDMA，CDMA2000，EDGE等等。当然不同协议的支持需要我们加载不同版本的软件。CMU200的基本单元中包含了信号源/功率计，示波器和简单的频谱分析仪的功能，CMU200广泛的应用于通信测试领域。2021/7/12二二 CMU200应用及其基本功能应用及其基本功能 lRF开发开发l模块设计模块设计l生产中的模块测试生产中的模块测试l生产中的最终测试生产中的最终测试l功能测试功能测试l特性测试特性测试l高级维修高级维修l质量检验质量检验l测试系统的基本仪表测试系统的基本仪表l基站模拟基站模拟2021/7/13CMU200的主要优点：的主要优点：l支持多标准的测试平台l快测试速度l高测试精度l重量轻（与AGILENT8960对比而言）l功耗小l良好的兼容性2021/7/14CMU200操作界面 按键功能及接口功能介绍按键功能及接口功能介绍如右图所示：CMU200的前面板主要是由VGA显示屏以及VGA两旁的软键以及下面的热键和右面的各类硬键（FUNCTION、SYSTEM、DATA、VARIATION、CONTROL）以及各类接口组成。各菜单按键功能如下各菜单按键功能如下:1.预选择菜单预选择菜单MENUSELECT菜单选择DATA文件管理CTRL保留为以后扩展用2021/7/15DATA按键功能l数据输入：数据输入：l09数字输入（编辑字符串用的字数字输入（编辑字符串用的字母）母）l*.E特殊字符，小数点，十六进制特殊字符，小数点，十六进制“E”l_F特殊字符，负号，十六进制特殊字符，负号，十六进制“F”lG/nmVA109/10-9,单单位位，十十六六进进制制“A”lM/uuVWB106/10-6,单单位位，十十六六进进制制“B”lK/mdBuVC103/10-3,单单位位，十十六六进进制制“C”l*1dBmdBD100,单位，十六进制单位，十六进制“D”lON/OFF编辑或者测试的打开编辑或者测试的打开/关闭关闭lEXP/COMPlENTER确认确认lCONT/HALT进入进入/退出编辑，测试控制退出编辑，测试控制lUNIT保留为以后扩展用保留为以后扩展用2021/7/16SYSTEM,VARIATION,CONTROLSYSTEM,VARIATION,CONTROL按键功能按键功能按键功能按键功能l系统控制（系统控制（CONTROL）：）：HELP保留为以后扩展用保留为以后扩展用lSETUP仪表设置仪表设置lPRINT打印打印l值可变按键和组选择：值可变按键和组选择：转动旋钮在输入域可变值，表中选择转动旋钮在输入域可变值，表中选择参数以及下拉参数以及下拉菜单的选择可用于扩大或压缩表，按下菜单的选择可用于扩大或压缩表，按下表示对所选内容表示对所选内容的确认。的确认。垂直光标键垂直光标键:在下拉菜单中选择中光标垂直移动在下拉菜单中选择中光标垂直移动水平光标键水平光标键:在下拉菜单中选择中光标在下拉菜单中选择中光标水平移动水平移动l控制功能：控制功能：lCLR清除编辑的字符串清除编辑的字符串l从右向左依次清除字符从右向左依次清除字符lINS在编辑框中插入或者重写有关内容在编辑框中插入或者重写有关内容lDEL依光标擦除字符依光标擦除字符lVOL保留为以后扩展用保留为以后扩展用lAUTO保留为以后扩展用保留为以后扩展用lINFO系统信息和硬件诊断系统信息和硬件诊断lRESET恢复出厂设置恢复出厂设置2021/7/17CMU200的接口功能的接口功能lAF ConnectorslAUX1/2辅助音频信号输入输出口，可能在远程控制中使用lAFIN/OUT音频信号的主输入输出端口lRF Connectors lRF1RF2射频信号输入输出口上面的指示灯表示射频信号相对与CMU是输入还是输出lRF3OUT射频信号输出口lRF4IN射频信号输入口lInterfaces lIEEE488GPIB线接口lLPT25pin并口lCOM19pin串口1lCOM29pin串口2lMONITOR外置显示接口lKEYBOARD键盘接口2021/7/18信令模式下移动台测试操作 lCMU的的5钟信令状态钟信令状态lCMU200可以工作在非信令模式和信令模式。在了解如何对移动台进行测试前，我们先了解下CMU200的5钟不同信令状态。在CMU信令模式下的测试，无论通话的建立、释放，以及无线移动网络的控制，信号都可区分为以下5种。lSignalOffCMU不传输信号lSignalOnCMU输出控制信号给移动台以进行同步lSynchronized与移动台取得同步并确认位置更新lAlertingCMU呼叫移动台/震铃lCallEstablished与移动台建立呼叫l根据不同的信令状态，会有5钟不同的Signaling菜单。当一种信令状态的信号到达时，相应的菜单会自动打开。从下面这张图可以清楚的看到5钟信令状态之间的相互转换。2021/7/195钟信令状态之间的相互转换 2021/7/110从下面一组我们可以看到从下面一组我们可以看到CMUCMU各种信令状态之间的相互转化的各种信令状态之间的相互转化的实现实现。首先在首先在Signal OffSignal Off状态下，状态下，CMUCMU跟移动台之间没有通信，跟移动台之间没有通信，在这种状态下，在这种状态下，CMU200CMU200只能通过按只能通过按Signal OnSignal On软键切换到软键切换到Signal OnSignal On状态。状态。2021/7/111CMUCMU在在Signal OnSignal On状态时可以通过状态时可以通过Signal OffSignal Off切切回回Signal OffSignal Off状态，也可以等待同步进入状态，也可以等待同步进入SynchronizedSynchronized状态。状态。2021/7/112当当CMUCMU跟跟MSMS取得同步后，取得同步后，CMUCMU进入进入SynchronizedSynchronized状态，可以通过状态，可以通过Connect MobileConnect Mobile呼叫呼叫MSMS进入进入AlertingAlerting状态。状态。2021/7/113在在SynchronizedSynchronized状态下，状态下，CMUCMU有时会因为有时会因为MSMS的某种原因（譬如的某种原因（譬如MSMS功率降低）转换到功率降低）转换到Signal OnSignal On状态；在状态；在SynchronizedSynchronized状态下，可以通状态下，可以通过过Signal OffSignal Off进入进入Signal OffSignal Off状态；也可以通过状态；也可以通过Connect MobileConnect Mobile进入进入AlertingAlerting状态。状态。2021/7/114在在AlertingAlerting状态下，状态下，CMUCMU可以通过可以通过Signal OffSignal Off进入进入Signal OffSignal Off状态；也状态；也可以通过可以通过Disconnect MobileDisconnect Mobile进入进入SynchronizedSynchronized状态，当然也可能是状态，当然也可能是MSMS无应答的状态，无应答的状态，CMUCMU则则返回返回SynchronizedSynchronized状态，如果状态，如果MSMS作出相作出相应，通话链路建立起来，应，通话链路建立起来，CMUCMU进入进入Call Established Call Established 状态。状态。当通话建当通话建立后，立后，CMUCMU处于处于 CallEstablishedCallEstablished状态，在此状态下，状态，在此状态下，CMUCMU可以返回可以返回到除了到除了AlertingAlerting外的任何状态。当然在外的任何状态。当然在CallEstablishedCallEstablished状态下，状态下，CMUCMU可以通过可以通过SendSMSSendSMS给给MSMS发送短消息。发送短消息。2021/7/115测试实例（以测试实例（以GSM900为例）为例）第一步：选择第一步：选择Menu SelectMenu Select里选择测试对象以及测试模式。里选择测试对象以及测试模式。选取选取GSM900GSM900并选择信令模式（并选择信令模式（signalingsignaling）。）。2021/7/116如前面所述所述，当移动台与如前面所述所述，当移动台与CMU200CMU200同步以后，就可以通过呼叫建同步以后，就可以通过呼叫建立连接。如果无法连接，可能是网络设置问题，可以按立连接。如果无法连接，可能是网络设置问题，可以按Connect Connect ControlControl进入进入GSM900 Connection ControlGSM900 Connection Control界面更改界面更改MS SignalMS Signal、BS BS SignalSignal和和NetworkNetwork的相关属性，当然也有可能是射频耦合方面的原因。的相关属性，当然也有可能是射频耦合方面的原因。一般情况下在如前面所一般情况下在如前面所CMU200CMU200启动的时候选择启动的时候选择DEFAULTDEFAULT设置值的设置值的话，就无需对相关属性进行另设。如需另设，可参考如下幻灯片对话，就无需对相关属性进行另设。如需另设，可参考如下幻灯片对各项属性进行设置。各项属性进行设置。2021/7/117按按BS SignalBS Signal进入下图进入下图 ，我们可以更改测试中基站侧的相我们可以更改测试中基站侧的相关设置。关设置。2021/7/118按按NETWORKNETWORK进入网络属性设置，选择比特流类型，一进入网络属性设置，选择比特流类型，一般选择般选择ECHOECHO。2021/7/119按按RFRF进入补偿设置，进入补偿设置，OutputOutput和和RF InputRF Input向我们只是测试向我们只是测试所使用的输出以及输入射频端口；而所使用的输出以及输入射频端口；而Ext.Att OutputExt.Att Output和和Ext.Att InputExt.Att Input表示输入信道和输出信道的射频补偿。表示输入信道和输出信道的射频补偿。2021/7/120当各相关属性都设置正确以后，在移动台和当各相关属性都设置正确以后，在移动台和CMU200CMU200同步完成同步完成后，建立呼叫连接后就可以看到相应的测试项目（进入哪个测后，建立呼叫连接后就可以看到相应的测试项目（进入哪个测试项由原先设置决定），如果事先无定义，其便会进入试项由原先设置决定），如果事先无定义，其便会进入OVERVIEWOVERVIEW界面。然后便可以根据你的测试需要进行相应的界面。然后便可以根据你的测试需要进行相应的测试。如下幻灯片所示：测试。如下幻灯片所示：2021/7/121GSMGSM测试项目简单介绍测试项目简单介绍1.1.发射载波峰值功率发射载波峰值功率发射载波峰值功率发射载波峰值功率:l发射载波峰值功率发射载波峰值功率:指发射机载波功率在一个突发脉冲的有用信息比特时间上的平均值。即对该载频时隙突发脉冲串的有用信息比特部分(即时隙中段突发的有用信息比特部分，对常规信道为147比特，对允许接入信道（RACH）为87比特)测量的功率的平均值。l测试目的：测试目的：l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不易打出困难，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，一方面可以克服空中损耗，降低对接收机接收灵敏度的要求，但则会造成电池损耗大，待机时间短；另外扩大小区覆盖范围，引入邻道干扰。因此需测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标。l测试原理：测试原理：l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533dBm，即Level 5Level 19共15个级别；DCS频段分为373个信道（512885），功率级别为030dBm，即Level 0Level 15共16个级别；每个信道有16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2 dBm增减。由于手机不断移动，手机和基站之间的距离也跟着不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的,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（flash）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。l2021/7/122测试方法：测试方法：测试方法：测试方法：首先由首先由MSMS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCNARFCN）为为60606565之间之间的的TCHTCH信道上建立一个呼叫，并将该信道上建立一个呼叫，并将该MSMS的功率控制电平设置为其最大功率等级。连接的功率控制电平设置为其最大功率等级。连接完成后，选择完成后，选择PowerPower，激活功率列表。在每个频段上，选择高中低三个信道，从低到高激活功率列表。在每个频段上，选择高中低三个信道，从低到高选择几个功率级别进行功率测试，记录测试数据。选择几个功率级别进行功率测试，记录测试数据。GSMGSM频段选频段选1 1、6262、124 124 三个信道；三个信道；DCSDCS频段选频段选512512、698698、885 885 三个信道。对每个功率级别进行测试。测试结果如下图所三个信道。对每个功率级别进行测试。测试结果如下图所示：示：2021/7/123技术要求：技术要求：技术要求：技术要求：2021/7/124CMU200CMU200CMU200CMU200设置设置设置设置(MS Signal)MS Signal)MS Signal)MS Signal)2021/7/125CMU200CMU200CMU200CMU200设置设置设置设置(MS Signal)MS Signal)MS Signal)MS Signal)2021/7/126CMU200CMU200CMU200CMU200设置设置设置设置(NET WORK)NET WORK)NET WORK)NET WORK)2021/7/127发射载频包络（发射载频包络（Power Vs TimePower Vs Time）l发信载频包络是指发射载频功率相对于时间的关系。（PowerRAMP）由于GSM系统是一个TDMA的系统，八个用户共用一个频道，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。l测试目的：测试目的：l该测试主要是验证发射机发射的载频包络在一个时隙期间是否严格满足GSM规定的TDMA时隙幅度上升沿、下降沿及幅度平坦部分与模块的吻合程度。手机发射突发信号的上升与下降部分应在4dB30dB，模块范围之内，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，将会对使用临近时隙的用户产生干扰。2021/7/128测试原理及方法：测试原理及方法：测试原理及方法：测试原理及方法：l首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为6065之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级，设置该MS的时间提前量时间提前量TA(timingadvance)值为值为0。l在综合测试仪CMU200设置BCCHANDTCH信道，选择并激活RFPOWERRAMP即可测试功率时间特性。对于移动台，有两种基本格式的突变：常常规规突突发发和接接入入突突发发，因而需要分别加以验证两种格式的发射载频包络。将GSM规定的常规突发功率时间模板与该突发的工作包络相比较，看其上升沿、下降沿及幅度平坦度是否在功率时间模板的要求之内。lGSM频段选1、62、124三个频段，功率级别选最大Level5；DCS频段选512、698、885三个频段，功率级别选最大Level0进行测试。突发脉冲的曲线必须在模板的包络范围内。测试结果如下页幻灯片图所示：2021/7/129Power Vs TimePower Vs Time 2021/7/130Power Vs TimePower Vs Time（rising edge&falling edgerising edge&falling edge）2021/7/131技术要求：技术要求：lGSM对常规突发规定的功率时间框罩要求和对接入突发规定的功率时间框罩要求见后页幻灯片所演示，在任何频率上，对正常和极限测试条件的每一种组合及每一种功率控制电平下，对常规突发的抽样测量其功率时间关系（即功率包络）都应在图2所示的阴影限制之内。对接入突发的抽样测量其功率包络应在图3所示的阴影限制之内。特别是对在147比特（对常规突发）和87比特（对接入突发）期间的幅度平坦度要求在1dB以内。对图中所示的28us处其上升沿下降沿功率应不大于-59dBc（若此时59dBc的实际功率值低于36dBm，则该处要求为上升下降沿功率不大于36dBm），在18us处其上升下降沿6dBc2021/7/132GSMGSM对常规突发规定对常规突发规定对常规突发规定对常规突发规定&对接入突发规定的功对接入突发规定的功率率的功率时间框罩要求的功率时间框罩要求的功率时间框罩要求的功率时间框罩要求 2021/7/133调制频谱（调制频谱（Spectrum Due to Spectrum Due to ModulationModulation）l调制频谱指数字比特流信息经GMSK调制后在临近频带上所产生的频谱。由于GSM调制信号的突发特性，因此输出射频频谱应考虑由于调制和射频功率电平切换而引起的对相邻信道的干扰。在时间上，连续调制频谱和功率切换频谱不是同时发生的，因而输出射频频谱可分为连续调制频谱和切换瞬态频谱。连续调制频谱是由GSM调制而产生的在其载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。l测试目的：测试目的：l防止带外频谱辐射，以免引起邻到干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。l测试原理及方法：测试原理及方法：l首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为6065之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级，设置该MS的时间提前量TA(timing advance)值为0。综合测试仪CMU200设置为BCCH AND TCH信道，选择Spectrum 下的Modulation并激活它，即可观测到调制频谱呈山字形的离散线条。用Marker 点选取各频点相对应的电平与标称值相比较即可判断出频谱的好坏。测试时手机分别设置为正常正常和调频调频两种模式。lGSM频段选1、62、124 三个频段，功率级别选最大Level 5,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Level 0。频点选在100KHZ、200KHZ、250KHZ、400KHZ进行测试。测试结果如下幻灯片所演示：2021/7/134调制频谱调制频谱测试结果测试结果2021/7/1353.Modulation GMSK3.Modulation GMSK调制频谱调制频谱2021/7/136技术要求：技术要求：l在衡量开关频谱时，可使用谱线的指标余量指标余量(margin)。指标余量即最接近Time-Plate的一条谱线与Time-Plate之间的距离。指标余量越大，则开关频谱越好，即对邻道的干扰越小。对指标余量可作如下分析：若margin10dBm，则开关频谱为优；若0marginl0dBm，则开关频谱为较好；若margin0或谱线高度超出Time-Plate，则开关频谱指标为不合格。l若测试的开关频谱指标超差，可通过校准使其回到正常值。若校准后仍不能达到规定的指标，则应检查手机的EEPROM数据，边沿控制电路，功放开关电路等。l若不行，可调整PA的VRAMP前的滤波电路，或者减小电量的干扰解决。ETSI标准所的技术要求如下页幻灯片。技术要求如下页幻灯片。2021/7/137技术要求列表：技术要求列表：技术要求列表：技术要求列表：2021/7/138频率误差（频率误差（频率误差（频率误差（Frequency ErrorFrequency Error）lGSM调制方案是高斯最小移频镀控（GMSK），归一化带宽BT0.3。测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号对应的标称频率之间的差。它可通过对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。l测试目的：l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。l测试原理及方法：l在业务信道（TCH）激活FREQUENCEERROR即可观测到频率误差值。综合测试仪是通过测量手机的IQ调制信号，并通过相位误差做线性回归，计算该回归线的斜率得到频率误差的。lCMU捕捉一个发送突发信号，并对该突发的周期作一系列均匀间隔的相位抽样。抽样速率至少为2T，其中T为调制符号周期。对相位轨迹至少作294个抽样。CMU从已已知知比比特特格格式式按按调调制制器器的的定定义义（GMSK调制）来计算理想的相位轨迹。从这两步可以计算出相位轨迹误差，通过该相位轨迹误差又可计算出其线性回归线，则该线性回归线的斜率（即对线性回归线求导数）即为发信机的频率误差。lGSM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。测试结果如下图：2021/7/139测试结果图测试结果图测试结果图测试结果图 2021/7/140技术要求技术要求技术要求技术要求 lGSM手机各信道的载波频率误差极限应小于0.1PPM,在校准调试阶段的目标值应小于0.07PPM,频率误差平均值应小于0.05PPM。lGSM频段的频率误差范围为90HZ90HZ。l若Fe40Hz，则频率误差为优；若40HzFe60Hz，则频率误差为良好；若60HzFe90Hz，则频率误差为一般；若Fe90Hz，则频率误差为不合格。lDCS频段的频率误差范围为180HZ180HZ。l若Fe80Hz，则频率误差为优；若80HzFe100Hz，则频率误差为良好；若100HzFe180Hz，则频率误差为一般；若Fe180Hz，则频率误差为不合格。l若测试的频率误差指标超差，可通过校准使其回到正常值。若校准后仍不能达到规定的指标，则应检查频频率率合合成成器器，AFC控控制制环环路路等是否正常。可通过测量判断l3MHzTCX0是否达到设计要求，若不满足要求则更换或重选配套的生产厂家。AFC控控制制软软件件和和控控制制环环路路滤滤波波电电路路的的设设计计是否存在问题。TCXO的供电回路设计是否有问题。若不行，考虑是否为干扰引起，检查整机屏蔽效果等。2021/7/141相位误差（相位误差（相位误差（相位误差（Phase Phase ErrorError）lGSM调制方案是高斯最小移频键控（GMSK），归一化带宽BT0.3。测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。发射信号的相位误差定义为发发信信机机发发射射信信号号的的相相位位与与理理论论上上最最好好信信号号（即即理理论论上上按按GMSK调调制制出出来来的的信信号号）之之间间的的相相位位之之差差。理论上的相位轨迹可根据一个已已知知的的伪伪随随机机比比特特流流通通过过0.3GMSK脉脉冲冲成成形形滤滤波波器器得得到到。相位轨迹可看作与载波相位相比较的相位变化曲线。连连续续的的1将将引引起起连连续续的的90度度相相位的递增，而连续的位的递增，而连续的0将引起连续的将引起连续的90度相位的递减。度相位的递减。l测试目的：测试目的：l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，功功率率放放大大器器是是否否产产生生失失真真，相相位位误误差差的的大大小小显显示示了了I、Q数数位位类类比比转转换换器器和和高高斯斯滤滤波波器器性性能能的的好好坏坏。发发射射机机的的调调制制信信号号质质量量必必须须保保持持一一定定的的指指标标，才才能能当当存存在在着着各各种种外外界界干干扰扰源源时时保保持持无线链路上的低误码率。无线链路上的低误码率。l测试原理及方法：测试原理及方法：l在业务信道（TCH）激活Phaseerror即可观测到相位误差值。测试时通过综合测试仪CMU200产生比特流进行调制后送给手机，并通过指令控制使手机处于环回模式。2021/7/142然后去捕捉手机发送的一个突发信号，对其进行均匀相位然后去捕捉手机发送的一个突发信号，对其进行均匀相位抽样，抽样周期为调制信号周期的抽样，抽样周期为调制信号周期的1 12 2，最后根据抽样的，最后根据抽样的正常突发中的样点计算出相位轨迹和误差。正常突发中的样点计算出相位轨迹和误差。CMUCMU捕捉一个手机发送的突发信号，并对该突发的周期作捕捉一个手机发送的突发信号，并对该突发的周期作一系列均匀间隔的相位抽样。抽样速率至少为一系列均匀间隔的相位抽样。抽样速率至少为2 2T T，其中其中T T为调制符号周期。对相位轨迹为调制符号周期。对相位轨迹至少作至少作至少作至少作294294个抽样。个抽样。CMUCMU从从已知比特格式按调制器的定义（已知比特格式按调制器的定义（GMSKGMSK调制）来计算理想调制）来计算理想的相位轨迹。从这两步可以计算出相位轨迹误差，通过该的相位轨迹。从这两步可以计算出相位轨迹误差，通过该相位轨迹误差又可计算出其线性回归线，该回归线与每个相位轨迹误差又可计算出其线性回归线，该回归线与每个抽样点的相位轨迹之差即为该点的相位误差。抽样点的相位轨迹之差即为该点的相位误差。所有点的相所有点的相所有点的相所有点的相位误差和其线性回归之间的差的均方根值即为相位误差的位误差和其线性回归之间的差的均方根值即为相位误差的位误差和其线性回归之间的差的均方根值即为相位误差的位误差和其线性回归之间的差的均方根值即为相位误差的均方根值（均方根值（均方根值（均方根值（RMSRMS）。GSMGSM频段选频段选1 1、6262、124 124 三个频段，三个频段，功率级别选最大功率级别选最大Level 5;DCSLevel 5;DCS频段选频段选512512、698698、885 885 三个三个频段，功率级别选最大频段，功率级别选最大Level 0Level 0进行测试。测试结果如下图进行测试。测试结果如下图所示。所示。2021/7/143测试结果图测试结果图测试结果图测试结果图2021/7/144技术要求：技术要求：技术要求：技术要求：l相位误差均方根值（RMS）对每个突发小于5。l每个突发的最大峰值相位误差应不超过20。l相位误差峰值Pepeak：l若Pepeak7deg，则相位误差峰值为优；l若7degPepeakl0deg，则相位误差峰值为良好；l若10degPepeak20deg则相位误差峰值为一般；l若Pepesk20deg，则这项指标为不合格。l相位误差有效值PeRMS：l若PeRMs25deg，则相位误差有效值为优；l若25degPeRMS4deg，则相位误差有效值为良好；l若4degPeRMS5deg，则相位误差有效值为一般；l若PeRMS5deg，则这项指标为不合格。2021/7/145接收灵敏度（接收灵敏度（接收灵敏度（接收灵敏度（Rx Rx SensitivitySensitivity）l收信机灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平入的最小信号电平。接收机在各种不同输入信号环境下的工作性能是由比特误码率来表示的。接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手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，基站接收到解调后与原来的数据信号进行比较，两则之差即为误码，用百分比表示为到解调后与原来的数据信号进行比较，两则之差即为误码，用百分比表示为误码率。误码率。l衡量接收机误码性能主要有帧删除率（帧删除率（FER）、残余比特误码率（残余比特误码率（RBER）和比特误码率（比特误码率（BER）三个参数。当接收机中的误码检测功能指示一个帧中有错误时，该帧就被定义为删除。帧删除率（FER）定义为被删除的帧数占被删除的帧数占接收帧总数之比接收帧总数之比。对全速率话音信道来全速率话音信道来说，这通常是因为3比持的循环冗余校比持的循环冗余校验（验（CRC）检验出错误或其它处理功能引起坏帧指示（检验出错误或其它处理功能引起坏帧指示（BFI）产生的。对信令信道，通常是由于法尔码（法尔码（FIRE）或其它分组码检验出错误产或其它分组码检验出错误产生的。对数数据业务无帧删除率（据业务无帧删除率（FER）定义定义。l残余误比特率（RBER）定义为在那些没有被声明为被删除帧中的误比特率。即在那些检测为那些检测为“好好”的帧中错误比特的数目与的帧中错误比特的数目与“好好”帧中传输的总比帧中传输的总比特数之比。特数之比。l误比特率（BER）定义为接收到的错误比特与所有发送的数据比特之比。l由于信道误码率的随机性，因此对收信机误码率的测量常采用统计测量法。即时每信道采取多次抽样测量，在定的抽样测量数目下，每个测量得到的误码率在一定的测试误码限制范围内，则认为该信道的误码率达到规定的误码率要求。l因此，测量收信机灵敏度可通过在接收机输入灵敏度电平接收机输入灵敏度电平时测量收信机的测量收信机的误码率是否达到规定的要求方法来测试。误码率是否达到规定的要求方法来测试。2021/7/146测试目的：测试目的：测试目的：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。提高接收灵敏度，也就是从本质上提高手机接收信号能力，从而提高手机通话质量，能。提高接收灵敏度，也就是从本质上提高手机接收信号能力，从而提高手机通话质量，所以在各个公司，提高手机接收灵敏度都是重要任务之一。所以在各个公司，提高手机接收灵敏度都是重要任务之一。测试原理：测试原理：测试原理：测试原理：在在GSMGSM系统中，话音是通系统中，话音是通过数字编码和纠错处理的，因此很难通过测量解调以后的话过数字编码和纠错处理的，因此很难通过测量解调以后的话过数字编码和纠错处理的，因此很难通过测量解调以后的话过数字编码和纠错处理的，因此很难通过测量解调以后的话音信号来准确的评价接收机的性能音信号来准确的评价接收机的性能音信号来准确的评价接收机的性能音信号来准确的评价接收机的性能，一般而言解调以后的数据是无法从手机外部进行测，一般而言解调以后的数据是无法从手机外部进行测试的，因为它在芯片的内部，无法去检测，为使解调以后的比特可以被测试，试的，因为它在芯片的内部，无法去检测，为使解调以后的比特可以被测试，GSMGSM规规范要求所有的范要求所有的手机都工作在回环模式中手机都工作在回环模式中手机都工作在回环模式中手机都工作在回环模式中，GSMGSM综合测试仪会在其下行的综合测试仪会在其下行的SACCHSACCH信道中信道中信道中信道中发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式发出相应的控制命令来指定手机进入回环模式。一旦解调的数据被回环，综合测试仪便。一旦解调的数据被回环，综合测试仪便可计算出比特误码率。即综合测试仪生成一组数据传送给手机，手机重新将这组数据返可计算出比特误码率。即综合测试仪生成一组数据传送给手机，手机重新将这组数据返回给综合测试仪。综合测试仪对收发的数据进行比较后得出的结果即为误码率。回给综合测试仪。综合测试仪对收发的数据进行比较后得出的结果即为误码率。测试方法：测试方法：测试方法：测试方法：首先由首先由MSMS按照一般的呼叫建立过程在一个按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号绝对射频频道号绝对射频频道号绝对射频频道号（ARFCNARFCN）为为60606565之间之间的的TCHTCH信道上建立一个呼叫，并将该信道上建立一个呼叫，并将该MSMS的功率控制电平设置为其最大功率等级。的功率控制电平设置为其最大功率等级。在综合测试仪在综合测试仪CMU200CMU200屏幕设置屏幕设置BCCH AND TCH BCCH AND TCH 信道，选择信道，选择RECEIVER QUALITY RECEIVER QUALITY 菜菜单并激活它，即可观测到误码率。测试时选择高、中、低三个频点，只对单并激活它，即可观测到误码率。测试时选择高、中、低三个频点，只对II II类比特进行类比特进行测试。且只在全速率话音信道（测试。且只在全速率话音信道（TCHTCHFSFS）进行。进行。GSMGSM频段选频段选1 1、6262、124124三个频段，三个频段，功率级别选最大功率级别选最大Level5Level5，RXAmplitudeRXAmplitude设置为设置为102102dBmdBm；将将RFRF输入电平从输入电平从102102dBmdBm调调调调节到节到节到节到ll0dBmll0dBm（GSM900MHzGSM900MHz），），观察残余误比特率（观察残余误比特率（RBERRBER），），当当RBER2%RBER2%时，时，RFRF输入电平的最小值，确定实际接收灵敏度性能；输入电平的最小值，确定实际接收灵敏度性能；DCSDCS频段选频段选512512、698698、885885三个频道，三个频道，功率级别选最大功率级别选最大Level0Level0，RXAmplitudeRXAmplitude设置为设置为100100dBmdBm进行测试；进行测试；II II类残余比特误码类残余比特误码率指标为率指标为2%2%。测试结果如下图所示：。测试结果如下图所示：2021/7/147测试结果图测试结果图测试结果图测试结果图2021/7/148技术要求：技术要求：技术要求：技术要求：l根据传播条件的不同，对收信机灵敏度规定了两种条件下的参考灵敏度电平要求：静静态态参参考考灵灵敏敏度度电平和多多径径参参考考灵灵敏敏度度电电平平。我们一般测试静态参考灵敏度电平。l静态参考灵敏度电平：接收机的静态参考灵敏度电平是一个标准的测试信号加在接收机输入端的信号电平，此时在接收机解调和信道解码后产生的数据，其帧删除率（FER）、残余误比特率（RBER）或误比特率（BER）优于或等于某一特定类型信道在静态传播条件而规定的那个值。如上表。l技术要求：l对于GSM900MHz频段：l接收灵敏度要求：当RF输入电平为102dBm时，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER2%时，若lRF输入电平为l09l07dBm，则接收灵敏度为优；lRF输入电平为l07105dBm，则接收灵敏度为良好；lRF输入电平为105l02dBm，则接收灵敏度为一般；2021/7/149lRF输入电平l02dBm，则接收灵敏度为不合格。l对于DCS1800MHz频段：l接收灵敏度要求：当RF输入电平为100dBm时，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER2%时，若lRF输入电平为l08l05dBm，则接收灵敏度为优；lRF输入电平为l05103dBm，则接收灵敏度为良好；RF输入电平为103l00dBm，则接收灵敏度为一般；lRF输入电平l00dBm，则接收灵敏度为不合格。l测试的误码率指标超差，可通过校准接收增益使其回到正常值。若校准后仍不能达到规定的指标，则应检查手机低低噪噪声声放放大大器器的的增增益益和和噪噪声声系系数数、中中频频AGC放放大大器增益器增益，混频器与滤波器插入损耗等混频器与滤波器插入损耗等。l接收灵敏度如果点测超标，则问题主主要要出出现现在在接接收收机机的的高高频频或或中中频频部部分分，其其次次是是模模拟拟IQ解解调调部部分分。一般情况首先检查RF部分PCBLayout是否符合有效隔离噪声要求。灵敏度指标主要与接收机的中频放大器特别是RF前前端端的的LNA和和第第一一混混频频器器有有关关。在许多情况下，影响和制约灵敏度的因素不在于增益而在于噪声系数。检查SAWFilter的匹配电路及SAW本身的性能。检查发射机部分和接收机部分的屏蔽效果，是否隔离良好；检查发射机供电部分和接收供电部分是否有大电容滤波，稳定电压等；lEMC是影响接收灵敏度提高的重要因素之一。需要在工艺上设计上进行良好的射频屏蔽和滤波，需要在某些数据线部分进行增加EMIFilter进行GSM杂波的滤除。2021/7/150接收信号指示电平接收信号指示电平 （RX Level RSSIRX Level RSSI）l接收报告电平指手手机机在在业业务务信信道道（TCH）上上不不同同功功率率级级别别时时接接收收信信号号的的强强度度。其数值只表示某功率等级时接收信号强度值，可以比较和基站发出信号强度的区别。l测试目的：测试目的：l检验手机的接收性能。当手机在小区移动时，由于传播路径衰耗的影响，手机接收下行链路的信号电平也将发生变化，基站将利用手机的RXLev报告了解手机接收信号的强度。如果报告显示TCH信道的RXLev（接收信号功率）偏低，基基站站就就会会在在相相应应时时隙隙中中加加大大功功率率进进行行补补偿偿。如果临近小区的RXLev比当前的RXLev高，则预示着手机将越区切换到另一个信号较强的相邻小区，以便得到更好的通信质量。如果RXQUAL很低，但RXLev却不低的话，则预示着可能存在着一个外外来来的的干扰信号影响正常通信，此时基站需要给手机分配一个新的频点或启用调频模式干扰信号影响正常通信，此时基站需要给手机分配一个新的频点或启用调频模式。l如果手机汇报的RXLEV和RXQUAL不准确，则网络有可能会对手机发出一些错误的指令。过过低低的的RXLEV值值将将产产生生不不必必要要的的越越区区切切换换，而而过过高高的的RXLEV值值则则会会推推迟越区切换的时间，造成通话中断。迟越区切换的时间，造成通话中断。l测试方法和测量原理：测试方法和测量原理：l与接收误码率测试相同。首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为6065之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级。2021/7/151l在综合测试仪CMU200屏幕设置BCCHANDTCH信道，选择RECEIVERQUALITY菜单并激活它，即可观测到误码率。测试时选择高、中、低三个频点上，只对II类比特进行测试。且只在全速率话音信道（TCHFS）进行。GSM频段选1、62、124三个频段，功率级别选最大Level5，RXAmplitude设置为102dBm、80dBm、60dBm；DCS频段选512、698、885三个频道，功率级别选最大LEVEL0，RXAmplitude设置为100dBm、80dBm、60dBm进行测试。测试结果如下图所示：2021/7/1522021/7/153l技术要求：技术要求：l对于GSM900：l输入BSTCH信号强度102dBm,手机接收信号指示电平应为82；l输入BSTCH信号强度85dBm,手机接收信号指示电平应为252；l输入BSTCH信号强度60dBm,手机接收信号指示电平应为502；l对于DCS1800：l输入BSTCH信号强度100dBm,手机接收信号指示电平应为102；l输入BSTCH信号强度80dBm,手机接收信号指示电平应为302；l输入BSTCH信号强度60dBm,手机接收信号指示电平应为502；l如果RXLevel超标，没有达到标准，说明手机接收到的信号强度不够，可能为天线性能不良，或接收链路的匹配问题等，还需要考虑重新校准后测试，另外如果外界干扰太大，也可能造成RXLevel太低！l2021/7/154 THE END THANKSTHANKS2021/7/155 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！