射频指标及测试方法.ppt

2006-05-26,1,射频指标及测试方法,制作：叶爱德 李军 部门：,2006-05-26,cms bu,2,什么是fta,fta测试全称是全面型号认证（full type approval）。要取得imei号，则必须通过fta认证实验室的认证测试。其测试内容分为软件测试、硬件测试和电磁兼容测试，测试项目共有三百多项 。,2006-05-26,cms bu,3,软件,rr（无线资源管理）测试：初次化规程、寻呼规 程 、 切换规程、呼叫重建。 mm(移动性管理)测试：鉴权、加密、位置更新。 cm（通讯管理）测试：呼叫控制、呼叫业务管 理、短信息。,2006-05-26,cms bu,4,电磁兼容测试 electromagnetic compatibility 电磁兼容 emc = 电磁骚扰 emi + 电磁抗扰ems emi: electromagnetic interference (电磁骚扰) ems: electromagnetic susceptibility (电磁抗扰),2006-05-26,cms bu,5,硬件,接收：参考灵敏度、动态范围、邻道抑制、阻塞响 应、互调抑制、agc(自动增益控制)电平报告。 发射：发射功率与曲线、相位误差、频率误差、调 制频率、开关频率、音频基带。,2006-05-26,cms bu,6,全频及三温三压测试,2006-05-26,cms bu,7,使用频率范围,2006-05-26,cms bu,8,2006-05-26,cms bu,9,功率,ms最大输出功率和最小输出功率控制水准，相应于它的级别，如下表 所示 (注：对于所有功率等级的ms，gsm900最小标准输出功率为 5dbm,dcs1800为0dbm,容许度：一般/2，极限/2.5。),2006-05-26,cms bu,10,2006-05-26,cms bu,11,dcs1800 发射机功率之不同级別,2006-05-26,cms bu,12,注意： 1.于相同频率所測量的兩个相邻的功率控 制位准的发射机输出功率的差异不可小于 0.5db及不可大於3.5db。 2.在正常及极限测试状况的任一组合，及 在每个功率控制位准测量下，其功率/时间 之关系，应如下图限制的范围內。,2006-05-26,cms bu,13,2006-05-26,cms bu,14,(*)gsm 900 话机 -4dbc，功率控制位准为16时 -2dbc，功率控制位准为17时 -1dbc，功率控制位准为18及19时 (*)dcs1800话机 -4dbc，功率控制位准为11时 -2dbc，功率控制位准为12时 -1dbc，功率控制位准为13，14及15时 (*)gsm 900话机 -30dbc或 -17dbm，选其中较大者 (*)dcs1800话机 -30dbc或 -20dbm，选其中较大者,2006-05-26,cms bu,15,最低下限,gsm 900：-59dbc 或54dbm，选其中最高者， 除了时槽超前執行槽，因此許可之位準可至- 59dbc或36dbm，选其中最高者。 dcs 1800：-48dbc或-48dbm，选其中最高者。,2006-05-26,cms bu,16,频谱,2006-05-26,cms bu,17,调变频谱（spectrum due to the modulation）,2006-05-26,cms bu,18,上表中之值依以下原則修正： a)偏移载波600khz以上到6mhz以下范围內之頻率，其测量值最多可允许3個200khz频宽之信号可到-36 dbm，其200khz频宽之中心频率为200khz的整数倍。 b)偏移载波6mhz以上之频率，其量测值最多可允許12個200khz频宽之信号可到-36 dbm，其200khz频宽之中心频率为200khz的整数倍。 c)偏移载波600khz以下，若上表之限制值低于-36dbm时，可以-36dbm取代。此限制值於偏移载波600khz以上至1800khz以下时，gsm900为-51dbm，dcs1800為-56dbm。此限制值于偏移载波1800khz（含）以上时，gsm900为-46dbm，dcs1800为-51dbm。,2006-05-26,cms bu,19,2006-05-26,cms bu,20,2006-05-26,cms bu,21,2006-05-26,cms bu,22,注意： 1. 当gsm 900在指配频道时，话机发射的功率，在935mhz到960mhz的频帶不超过-79dbm，在925mhz到935mhz的频帶不超过-67dbm，除在925mhz到960mhz的频帶中5个测量可达到-36dbm是被允许的。 2. 当dcs 1800在指配频道时，话机发射的功率，在1805mhz到1880mhz的频帶不超过-71dbm，除在1805mhz到1880mhz的频帶中5个测量可达到-36dbm是被允许的。,2006-05-26,cms bu,23,接收灵敏度,接收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入的最小信号电 平。衡量收信机误码性能主要有帧删除率 (fer)、残余误比特率(rber)和误比特率(ber)三 个参数。(ber是收到的错误的比特数与总比特数 之比。rber是当帧被删除时，只测量剩余帧的 ber。fer是在观察的时间段里被删除的帧占总 传送帧数的百分比.),2006-05-26,cms bu,24,对于gsm900mhz频段 接收灵敏度要求：当rf输入电平为一102dbm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rber 2时，若rf输入电平为-l09一l07dbm，则接 收灵敏度为优；若rf输入电平为-l07一l05dbm， 则接收灵敏度为良好；若rf输入电平为-105一 l02dbm，则接收灵敏度为一般；若rf输入电平 -l02dbm，则接收灵敏度为不合格。,2006-05-26,cms bu,25,对于dcsl800mhz频段 接收灵敏度要求：当rf输入电平为-l00dbm， 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rber 2时，若rf输入电平为一l08一 -105dbm，则 接收灵敏度为优；若rf输入电平为一105- - l03dbm，则接收灵敏度为良好；若rf输入电平 为-l03一 -100dbm，则接收灵敏度为一般；若rf 输入电平为-l00 dbm，则接收灵敏度为不合 格。,2006-05-26,cms bu,26,频率误差、相位误差峰值、相位误差有效值,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。,2006-05-26,cms bu,27,发射信号的相位误差定义为：发射机发射信号的 相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相 位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过gmsk 脉冲成形滤波器得到。相位误差是gsm中用来表 示调制精确度的参数之一。相位误差较大通常 表示发射机电路中的i/q基带发生器、滤波器、 调制器或者放大器存在问题。,2006-05-26,cms bu,28,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(arfch) 对应的标称频率之间的差。它通过相应误差做线 性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差 (因为/t)相位误差峰值是离该回归线最远 的值。频率误差表示频率合成器或锁相环的性能 不够好（例如，在两次发射信号之间频率切换时 合成器不能够很快的稳定下来）。在gsm系统 中，糟糕的频率误差可能使目标接收机不能锁定 发射信号，同时发射机也可能给其他用户造成干 扰。,2006-05-26,cms bu,29,相位误差有效值即相位误差均方根值，是 所有点的相位误差和其线性回归之间的差 的均方根值。,2006-05-26,cms bu,30,对于gsm900mhz频段 1.频率误差frequency error 若frequency error40hz，则频率误差为优； 若40hzfrequency error60hz，则频率误差 为良好； 若60hzfrequency error90hz，则频率误差 为一般； 若frequency error90hz，则频率误差为不合 格。,2006-05-26,cms bu,31,2.相位误差峰值peak phase error 若peak phase error7deg，则相位误差峰值为 优； 若7degpeak phase errorl0deg，则相位误 差峰值为良好； 若10degpeak phase error20deg则相位误差 峰值为一般； 若peak phase error20deg，则这项指标为不 合格。,2006-05-26,cms bu,32,3.相位误差有效值 若rms phase error25deg，则相位误差有效 值为优； 若25degrms phase error4deg，则相位误 差有效值为良好； 若4degrms phase error5deg，则相位误差 有效值为一般； 若rms phase error5deg，则这项指标为不合 格。,2006-05-26,cms bu,33,对于dcs1800mhz频段 1.频率误差 若frequency error80hz，则频率误差为优； 若80hzfrequency error100hz，则频率误差 为良好； 若100hzfrequency error171hz，则频率误 差为一般： 若frequency error171h z，则这项指标为不 合格。,2006-05-26,cms bu,34,2.相位误差峰值 同gsm900mhz的指标。 3.相位误差有效值 同gsm900mhz的指标。,2006-05-26,cms bu,35,测试方法,1.全频测试 测试设备：cmu200，屏蔽箱 （可用三角锥代替），测试sim卡，rf 测试线，pc 测试步骤：1.将cmu200与电脑用gpib线连接，把插有测试sim卡的 手机与cmu相连（测试线一端插入手机的testport另一端与cmu的 rf port1或port2相连）。 2.开启dbtest程序，选择file-report setting,设置file name和保存目 录，setupattenuation设置补偿，configuration full scantest specification或full scan setting设置所要测试信道（gsm及dcs所有 信道）及测试标准，最后选择radio typekey in,输入待测机的型 号。 3.将手机放入屏蔽箱开机，按scan开始测试，随后接听来电或拨 112注册上cmu。,2006-05-26,cms bu,36,2.三温三压测试 测试设备：cmu200，屏蔽箱 （可用三角 锥代替），测试sim卡，rf测试线，pc， 高速电源，温度柜 测试步骤：测试过程同全频，但要将手机 分別在三温(-10c ,+55c,25c)，三压 (4.2v,3.8v,3.4v)环境下重复。,2006-05-26,cms bu,37,gprs测试,gprs是通用分组无线业务(generalpacketradioservice)的英文简称，是在现有gsm系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为gsm用户提供分组形式的数据业务。gprs采用与gsm同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的tdma帧结构。这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似，因此现有的基站子系统(bss)从一开始就可提供全面的gprs覆盖。gprs允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。,2006-05-26,cms bu,38,gprs的服务类型 按所提供的服务种类来说，现在有 class a、b、 c三种。 classa可以在上网的同时接听电话，其技术含义 是同时支持包交换（数据）和电路交换（语 音）。 classb可以上网和接电话，但不能同时进行，其 技术含义是虽然也支持包交换和电路交换，但不 可在同一时刻支持包交换和电路交换，状态可以 切换； classc则只能上网，什么时候都不能打电话，其 技术含义是它只支持包交换。,2006-05-26,cms bu,39,gprs的传输类型 gprs是对gsm网络的扩展，它对gsm网络的地面网部分进行了改造，保留了无线部分的大部分设施，并配合软件的升级，使之能够支持数据传输。 gprs网为每个用户分配最多8个时隙（时间片）来传输数据，这8个时隙又分下行和上行，所以它们的组合数就多了。具体的组合情况，现在都用class的传输类型来描述。按照“class类型、下行数，上行数、简称”的顺序，我们有如下几个常用的class类型： class2 2, 1, 2+1 class4 3, 1, 3+1 class8 4, 1, 4+1 class10 4, 2, 4+2,2006-05-26,cms bu,40,gprs无线信道有4种不同的编码方式，分 别是cs1/cs2/cs3/cs4，对应的速率为 9.05/13.4/15.6/21.4k bit/s。,2006-05-26,cms bu,41,测试标准介绍 1.发射 发射功率、频率误差、相位误差、开关和调制频谱的指标必须符合gsm手机射频指标测试规范中之规定。 b) ramp要求按照测试仪器中的default setting。仪器的default setting 一般依照规范要求。,2006-05-26,cms bu,42,2.bler 字块差错率（bler）特性在静态传播条件下按照 下表输入电平进行测试时不得超过10%。,2006-05-26,cms bu,43,测试设备：cmu200（带gprs功能）,测试线，测试sim 卡 测试步骤：1.先按signal off,选network supportgsm+gprs,main servicepacket data，service selectionbler。 2.按下方菜单中的network,coding scheme项选cs1-cs4。 再按network，b52mode选multislot support。 3.按bs signal，选slot config,在弹出选择框中选time slot3或4,选中slot2-slot5, 在slot6后输入20，最后依据 规定输入reference level（cs4:gsm/-98,dcs/-96）。 4.开机连上cmu,进入receiver qualityapplicationbler。 5.测试发射，service selectiontestmode a 6.选择两发三收，测试其双发功率、相位误差、频率误 差、开关和调制频谱、ramp。,2006-05-26,cms bu,44,desense测试 测试设备：cmu200，三角锥，测试sim卡，pc 测试步骤： 1.将待测手机放入三角锥（已与cmu连接）。 2.打开dbtest, 选择file-report setting 设置file name和保存目录，setupattenuation设 置补偿，configurationtestmode选择 radiation，configurationdesensedesense setting中设置所要测试的信道以及cmu发射电 平。 3.开机，按start开始测试。,2006-05-26,cms bu,45,对于desense测试的结果只需要注意tx_rfl以及meas_rx_rflevel，其中tx_rfl指cmu上的发射功率，meas_rx_rflevel是指所测得的手机接收到的功率。tx_rfl可以看出天线的作用，因为每个信道测试的条件是rxlev为4的时候，所以cmu发射电平越小就知道天线做的越好，一般规定gsm的tx_rfl平均值要在-80以下，dcs的平均值在-70以下。meas_rx_rflevel这项指手机本身的接收灵敏度，这项与天线无关，一般规定gsm的meas_rx_rflevel平均值在-105以下，dcs的平均值在-103以下。另外也可以测一下手机的发射，当知道手机在一定功率等级所发射的功率时，可以设置在这个功率等级用cmu测试，所测得cmu上接收到的值与手机发射功率的差值可以与diff_value这项相比较，这样可以看出天线接收和发射的性能差异。,2006-05-26,cms bu,46,震动测试,测试设备：cmu200，测试sim卡，rf测试线，固定架， 震动机 测试步骤： 1. 手机含电池，分别以水平及垂直地固定在测试台上，与cmu连接。 2. 在手机模拟通话状况下测试，使用中间信道及最大功率等级。 3. 开启震动机，采用以下频率/幅度a).频率5hz20hz时，随机震动asd为0.96。b).频率20hz500hz时，随机震动asd为0.96(20hz处)，其他-3db/倍频程。 判定标准：每一个burst有用部分的相位最大峰值误差 （peak phase error）不超过20；每一個burst的rms相位误差(rms phase error)不超过5。,2006-05-26,cms bu,47,杂散谐波测试,当话机已被指配频道时，谐波由天线接头辐射 出。 为验证当话机于指配频道时，所产生谐波分量从 100khz到12.75ghz不包括gsm900之接收频带， 不得超过规范之要求。 注：9到100khz的频带因为测试执行的困难不被 測試。 当话机于指配频道时，所产生谐波分量功率，于 正常电压状况下，不可大于下表之标准。,2006-05-26,cms bu,48,2006-05-26,cms bu,49,此要求及测试适用于所有gsm900及1800有天线接 头之话机。 于100khz至12.75ghz的频率范围中测量。在话机 天线接头测量混附波辐射，当任何不连续的信 号的功率位准高于下表的要求時，减6db，在連 接一個50欧姆的假负载，以吸收发射出之功率负 载。 测量频宽使用一个5极点同步可调滤波器。功率 指示值为量测系统检测出之峰值功率值。 在任何频道的测量都应进行于至少一个tdma讯 框期長，但不包含空间讯框。,2006-05-26,cms bu,50,2006-05-26,cms bu,51,注1：不包括之935mhz 到960mhz及 1805mhz 到1880mhz的频率范围。 注2：滤波器、视讯频宽及频率偏移之测 量，仅对话机在中段arfcn频道发射时为 正确。 注3：由于实际上的应用，视讯频宽限制最 大为3mhz。,2