（电磁场与微波技术专业论文）wcdma终端设备自动测试系统设计与实现.pdf

l 一 ，- t - 一p 一 舢帅l l i i i l i l l l l l l | 1 l i i i 川i l l l ， 17 5 7 3 4 0 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知， 除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证二持而使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：至丑 日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守 此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位 论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 至丑 日期： 导师签名：日期：塑! ! ：! ：! ! 卜0 w c d m a 终端设备自动测试系统的设计与实现 摘要 测试技术是研究实现信息采集、转化、处理的一门基础技术，获取 信息是测试的基本任务。由此可见，测试技术是信息科学的源头以及重 要的组成部分。目前，通信领域正在从2 g 技术向3 g 技术过渡。中国是 世界上通信产业发展势头最强劲的国家，中国政府和产业界对3 g 的标准 化工作给予了高度的重视。我国的3 g 牌照已经发放，会有越来越多的 w c d m a 移动终端投入使用。随着w c d m a 技术的进一步商用，为了 保证其所使用的设备能够有效地使用国家规定的频率，不影响干扰其它 频段移动终端的正常工作，以及各种新技术新业务的不断发展，对 w c d m a 终端设备进行一致性认证测试显得格外重要。 鉴于测试需要耗费巨大的人力以及时间资源，设计一套自动测试系 统来缓解工程操作人员的操作压力势在必行。本文基于虚拟仪器技术， 设计一套能够进行自动控制测试设备运行的w c d m a 终端射频一致性自 动测试系统。w c d m a 终端自动测试系统完全按照3 g p p 3 4 1 2 1 标准中对 手机射频发射机性能的要求进行测试。可以实现一次连接后，由测试软 件自动控制仪表，测试、采集、显示和处理数据，保存必要的测试结果 图片，并根据被测设备的具体类型生成相应的标准格式的测试报告，极 大地提高了测试的效率以及减少了测试中的人为误差。 论文从基本理论入手，首先阐述自动测试系统发展及其体系结构， 接着介绍了自动测试平台设计所依据的w c d m a 测试标准及要完成的测 试项目，并给出测试项目的定义、测试原理以及手动测试方案。本文的 实践部分主要是以系统软件的开发设计为主，分析了软件的项目需求， 针对w c d m a 终端射频测试的特点以及用户的具体需求提出了总体框架 和设计方案，并根据此方案完成主要模块的设计以及软件实现方法。各 模块功能明确，便于系统的升级与维护。 关键词：w c d m a 射频自动测试不确定度 t h ed e s i g na n di l e m e n t a t i o no fw c d m a e q u i p m e n t r fa u t ot e s t i n gs y s t e m a bs t r a c t t e s tt e c h n o l o g yi sab a s i ct e c h n o l o g yt h a ti n t e g r a t e st h ei m p l e m e n to f i n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n t r a n s f o r m a t i o na n dp r o c e s s i n g t h eb a s i ct a s ko ft e s t i st oo b t a i ni n f o r m a t i o n a sar e s u l t t e s tt e c h n o l o g yi so n eo ft h es o u r c e sa n d a ni m p o r t a n tc o m p o n e n to ft h ei n f o h i i a t i o ns c i e n c e a tp r e s e n t ，t h e2 gt o3 g t r a n s i t i o n s p r e a d sa l l o v e rt h ec o m m u n i c a t i o nf i e l d a n dw c d m ai s r e c o g n i z e da st h em o s tw i d e l yu s e d ，m a t u r e sw i r e l e s sa c c e s st e c h n o l o g y , a n d t h ei n d u s t r yc h a i no fw h i c hi sm o s tc o n s u m m a t e c h i n ai so n eo ft h em o s t p o t e n t i a lc o u n t r i e si nt h ew o r l di nt h ef i e l do fc o m m u n i c a t i o n c h i n e s e g o v e m m e n ta n di n d u s t r yg r o u pr e g a r dt h es t a n d a r d i z a t i o no f3 gt e c h n o l o g y h i g h l y t h el i c e n s ep l a t eo f3 gc o m m u n i c a t i o ni sg r a n t e d ，a n dm o r ea n d m o r ew c d m at e r m i n a l sw o u l db ei nu s e w i t ht h ef u r t h e rc o m m e r c i a lu s e o fw c d m at e c h n o l o g y , i no r d e rt og u a r a n t e et h ef r e q u e n c ye f j f i c i e n c ya n d v a l i d i t yo fa l lt h ee q u i p m e n t s a n dt ok e e pt h ei n d e p e n d e n tn o r m a l l yw o r k i n g o fe a c he q u i p m e n ta n dt h ed e v e l o p m e n to fv a i l o u sn e wt e c h n o l o g ya n d s e r v i c e s t h ec o n s i s t e n c yt e s to fw c d m at e r m i n a l si si m p o r t a n t i ti sb e c o m i n gc r u c i a l l yi m p o r t a n tt od e s i g nas e to fa u t o t e s t i n gs y s t e m t oa l l e v i a t et h ep r e s s u r eo nt h es h o u l d e r so ft h ep r o je c to p e r a t o r sd u et ot h e c o n s u m i n gp r o p e r t yo ft e s t i n g b a s e do nv i r t u a li n s t r u m e n tt e c h n o l o g y , t h i s p a p e rp r o p o s e da na u t o m a t i cw c d m a t e r m i n a lr a d i oc o n s i s t e n c yt e s t i n g s y s t e mc a p a b l eo fi n s t r u m e n to p e r a t i o nc o n t r o l l i n g w h e r e3 g p p 3 4 121 p r o t o c o l so np e r f o r m a n c e so fr a d i ot r a n s m i t t e r si nm o b i l ep h o n e sa r ea p p l i e d a n ds a t i s f i e d a f t e ro n es i n g l es u c c e s s f u lc o n n e c t i o n ，t h ei n s t r u m e n tt e s t i n g ， d a t ac o l l e c t i o n ，d i s p l a ya n dp r o c e s s i n g ，a sw e l la sn e c e s s a r yr e s u l ts a v i n g ， c a nb ec o n d u c t e da u t o m a t i c a l l yb yt h es o f t w a r e b e s i d e s ，s t a n d a r dr e p o r ta n d t e s t i n gr e s u l t sc a nb ec o m p l e t e da n df i n i s h e da c c o r d i n gt ot h ei n s t r u m e n t s t a t e s ot h a tt h ee 所c i e n c yc a nb ei m p r o v e da n dh u m a ne r r o rr e d u c e d i nt h i sp a p e r b a s i ct h e o r yi si n t r o d u c e d f i r s t l y , t h ed e v e l o p m e n ta n d s t r u c t u r eo ft h ea u t o m a t i ct e s ts y s t e mi si n t r o d u c e d t h e nt h es t a n d a r d sa n d t e s ti t e r n so ft h ea u t o m a t i ct e s tp l a t f o r md e s i g n ，t h ed e f i n i t i o no ft e s ti t e m s ， a n dt h em a n u a lt e s ts c h e m ea r ei n t r o d u c e d i nt h ef u l f i l l m e n tp a r to ft h i s p a p e r t h ed e v e l o p m e n ta n dd e s i g no ft h es y s t e m s o f t w a r el sm a i n l y i n t r o d u c e d b ya n a l y z i n go ft h ep r o je c tr e q u i r e m e n t ，t h ew h o l ef r a m ea n d s c h e m ei sp r o v i d e d ，a i m i n ga tt h ec o m p l i a n c eo ft h ef e a t u r eo ft e s ta n d r e q u i r e m e n to ft h ec u s t o m s t h ed e s i g no ft h em a i nm o d u l e sa n dt h e i m p l e m e n to ft h es o f t w a r ea r ea l s oi n t r o d u c e d t h ef u n c t i o n so f e a c hm o d u l e a r es p e c i f i c ，a sar e s u l t ，t h eu p g r a d ea n dm a i n t e n a n c eo ft h es y s t e mi se a s y k e yw o r d s ：w c d m a r fa u t ot e s t i n g u n c e r t a i n t y 3 1 2 系统设计要求1 7 3 2 系统软件设计和模块划分1 8 3 2 。1 自动检测平台设计模型1 8 3 2 2 开发工具的选择1 9 3 2 3 数据库设计2 0 3 3 应用软件设计一2 4 3 3 1 软件设计流程图2 4 3 3 2 重要的全局变量和常量定义2 5 3 3 3 数据库访问模块设计2 7 3 3 4 设备检测界面2 8 3 3 5 底层驱动模块3 0 3 3 6 报告生成模块3l 3 3 7 系统校准模块3 4 3 4 测试环境一3 5 3 5 测试系统运行3 5 3 6 小结3 7 第四章数据分析3 8 4 1 测试结果对比3 8 4 2w c d m a 检测系统不确定度计算3 9 4 2 1 数学模型3 9 i i , l ii ii i ii i i i l l l l m l l l i i i il l 1 l 1 l l n l l l u lv i iii i i i i i h i 4 2 2 不确定度分量4 0 4 2 3 相关性4 2 4 2 4 不确定度概算4 2 4 2 5 扩展不确定度4 3 4 2 6 不确定度报告4 3 第五章总结与展望4 4 参考文献一4 5 致谢4 7 攻读学位期间发表的学术论文一4 8 第帝绪论 第一章绪论 1 1 自动测试系统介绍 自动测试系统足计算机技术、自动控制技术、数字信号处理技术同测量技术 相结合的产物，它的产生，极大地提高了测试效率、准确性和客观性，目前被广 泛应用于通信、航天等众多领域。测试技术发展到今天已经完全突破了原有的意 义，综合了测量、控制、仿真、信号处理、网络、人工智能、神经网络等技术， 成为一门独立发展的学科i l 】。 一般意义上说，自动测试系统足对那些能自动完成激励、测量、数据处理并 显示或输出测试结果的一类系统的统称。通常这类系统是在标准的测控系统总线 或仪器总线( g p i b 、v x i 、p x i 等) 的基础上组建而成的，并且具有高速度、高 精度、宽测量范围、多功能、多参数等特点。工程上所说自动测试系统( a u t o m a t i c t e s ts y s t e m ，缩写为a t s ) 往往针对一定的应用领域和被测对象，并且常以应用 对象命名【2 1 。这是现代仪器技术和现代计算机技术相结合的产物。 目前，自动测试系统已被广泛应用予对大批量生产并且测试项目繁多且复杂 的电子产品( 如大规模集成电路，大批量生产的印制电路板或电路组件等) 执行 快速、高效率的性能以及功能测试，综合检测、诊断维护以及过程监视，非常 规环境下设备性能检测和监视等【3 】。 自动测试系统的发展经历了从专用型向通用型发展的过程。在早期，仅仪侧 重于自动测试设备本体的研制，后来，渐渐蓿眼于建立整个自动测试系统体系结 构，虚拟仪器应用，同时向分布式的集成测试系统方向发展。 1 2 自动测试系统组成 通常把在使用尽可能少的工程人员的情况下，利用计算机执行测试程序，控 制测试过程并进行数据处理并能以适当方式给出测试结果( 界面显示或打印输出 等) 的测试系统称为自动测试系统。典型自动测试系统一般包含以下四部分：可 程控测试仪器、测试控制机、互连标准数字接e 1 和软件系统【4 】，如图1 - 1 所示。 第一章绪论 可程控测 试仪器1 可程控测 试仪器2 可弦挖测 试仪器n 接r 】功能 测试鹿j f l 软件 涮试编稚语占 计筇机本体 操作系统 测试控制机 测试软件系统 图卜1 自动测试系统结构模型 1 可程控测试仪器 这部分是为了完成特定的测试任务而选择的测试仪器的抽象概括。可以是独 立的单机仪器，例如示波器、信号源、网络分析仪等等，也可以是插入机箱中的 测试功能模块，例如数据采集模块，频率计算模块等等。但能连入自动测试系统 的仪器必须要具备以下两个特征：可程控操作以及具有接口功能区。仪器的可程 控操作性保证仪器能够接受本地控制或者远程控制：有接口功能区则可以保证仪 器之间能够在机械、功能、电气上相容互连p j 。 2 测试控制机 测试控制机是自动测试系统的控制核心，目前多由特定的电子计算机来承担 1 6 】。能够作为测试控制机的仪器，在功能上应具有以下两种能力：一是设备间相 互连接的标准接口具有总线资源管理能力，二是对测试系统具有测试设备操作控 制能力。在测试控制机的结构上的硬件方面，必须配有标准的数字接口，方便同 其它测试设备相容互连；另外，软件系统中应含有测试应用软件开发环境。 3 标准数字接口总线 标准数字接口总线相当于互连的设备之间用于信息交换的界面，其目的在于 提供一种便捷有效的通信联络方式，以便在一群相互连接的设备间进行数字式信 息的传送。g p i b 通用接口总线、r s 2 3 2 串行通信接口总线、v x i 模块式仪器系 统总线等都是目前比较普及的标准数字接口总线。 4 预i 试应用软件及其开发环境 测试应用软件一般由自动测试系统用户依据特定测试任务要求，基于特定的 测试仪器，依托软件开发手段，自行设计开发1 7 j 。 2 第一奄绪论 3 通用测试技术基础的关键技术 1 3 t 总线接口技术 总线技术是所有测试系统的基础和关键技术，是测试系统标准化、模块化、 组合化的根本条件，国内外都是跟抛总线系统类型来组建各类型的测试系统，使 硬件、软件、系统间能够更好地兼容、互换以及重构。因此，设计、研制开放式 体系结构的核心任务为研究和开发总线系统，同时也成为测试系统技术研究的关 键技术。采用总线结构设计的系统，具有大量的优点，如简化系统设计、可靠性 高、维护性好、产品更易于升级换代，降低组织生产工艺的成本，使串行生产真 正能变为并行生产等f 8 】。 鉴于自动测试系统本身是一个开放式体系结构，其核心技术采用了总线系统 结构，因此，总线系统的研究成为测试系统技术研究的关键，在某种程度上总线 系统结构的技术水平决定了测试系统的水平。可以看出，总线技术研究直是系 统研究领域的核心技术。基于上述讨论，我们除了要认真研制v x i 、p x i 、c o m p a c t p c i 之外，同时必须认真追踪国外接口技术的发展趋势，现拟开展p c ie x p r e s s ， i n f i n i b a n d 等技术研究，为建立未来新型的开放式的测试系统平台打下基础。 1 3 2 软件平台技术 软件是组建系统核心技术之一，对于测试软件来说，可兼容、可移植和可重 用一直都是测试系统的关键技术。建立测试软件通用平台，需要重点研究 c o r b a 、d c o m 、c o m 等中间件语言。 这些软件充分体现了当今软件技术研究发展的最新技术成果，在基于网络的 分布式应用环境下实现应用软件的集成，使得面向对象的软件在分布、异构环境 中能够实现可重用、可移植和互操作。其主要原理是引入中间件( m i d d l ew a r e ) 作为事务代理，完成客户机( c l i e n t ) 向服务对象( s e r v e r ) 提出的业务请求，实 现客户与服务对象的完全分开，对于客户来说，服务对象的实现过程以及具体位 置是被屏蔽的。同时提供软总线机制，使得在任何环境下，不管采用任何语言开 发的软件，只要其符合接口规范的定义，均能被集成到分布式系统中。同时对现 有的i v i 、v p p 、s q l 、o d b c 、v r m l 语言等进行应用研究。 1 3 3 虚拟测试技术 使用虚拟技术进行测试，既可以降低实际测试操作的费用，又能减少在危险 环境中实际操作的危险性，虚拟测试所具有的拟实性、灵活性和低成本，使之成 3 第一章绪论 为虚拟现实技术的一个主要应用领域【9 1 。这在虚拟制造中具有十分重要的作用， 虚拟测试系统的应用越来越广泛，产品可以历经虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配、 产品性能虚拟测试和虚拟使用等全过程。虚拟测试得出的结果信息可被用于对虚 拟制造技术中的设计和过程参数进行优化、改进。由于虚拟测试在虚拟制造技术 中的普遍应用，促进了整个虚拟制造技术体系和工程的发展，使其更加完备和实 用化。因此，对虚拟测试技术及其应用进行研究具有重要而深远的社会意义以及 巨大的经济效益。与此同时，计算机技术、虚拟技术以及测试技术的不断进步发 展，以及大量的工程实用数据的积累，也为建立虚拟测试系统提供了现实的可能 性。 目前基于虚拟仪器技术的虚拟测试和基于虚拟现实技术的虚拟测试日趋走 向集成和融合。 1 4 本论文研究的主要内容及所做工作 论文论述的w c d m a 终端自动测试系统完全按照3 g p p 3 4 1 2 1 标准中对手机 射频发射机性能的要求进行测试。可以实现一次连接后，由软件完成自动控制仪 表测试、采集、显示和处理数据，保存必要的测试结果图片，根据被测设备的类 型生成相应的标准格式报告和保存测试结果，系统自身还具有一定程度的故障查 询分析和处理功能。 作者在研究生阶段一直从事移动终端射频测试相关技术的研究，而实验室更 是在移动终端射频测试以及自动测试系统开发领域有很多的积累。本次课题的选 择紧紧抓住专业方向，并结合实际应用，以基于v i s a 构架的技术为理论基础， 结合实验室以往开发的自动测试系统的特点，充分吸收困内外文献中所介绍的自 动测试系统设计经验，并严格按照国家行业标准以及3 g p p 中对射频发射机标准 的要求，开发出一套类型覆盖全、测试迅速便捷，并具有良好可移植性的自动测 试平台。目前系统投入使用并通过多次测试试验验证，运转良好，经检测比较， 测试结果准确。本文就是作者所做工作的总结。 全文共分五章： 第一章：绪论，介绍自动测试系统以及虚拟仪器的发展概论。 第二章：详细描述了w c d m a 技术及其测试方面的发展，阐述了w c d m a 技 术在3 g 通信发展中的领先地位和技术优势，同时介绍了w c d m a 设备射频测试 的测试项的内容。 第三章：分析了软件的项目需求，给出了总体框架和设计方案，并根据此方 案给出主要模块设计和软件实现方法。 第四章：对自动测试系统的测试结果进行分析并分析系统的不确定度。 4 5 第_ 二章、c d m a 终端射频致性测试膳础 第二章w c d m a 终端射频一致性测试基础 2 1w c d m a 技术及测试发展 随若社会的不断发展进步，人们对通信业务种类及容量的需求剧增，使得 现有的第二代移动通信系统已不能满足使用需要。予足，一种能够提供更优质服 务，支持多媒体业务且有足够容量的第三代移动通信系统应运而生。在3 g 技术 标准中，欧洲主导的w c d m a 技术、美国主导c d m a 2 0 0 0 技术以及中国自主研 发的t d s c d m a 技术是目前得到认可的三大主流技术，其中以w c d m a 技术 更为完善和成熟，在世界上已成功运行的商用网络中，w c d m a 技术占有较高 的市场份额l l 们。 w c d m a 标准足由第三代合作伙伴计划组织制订，现在已有r 9 9 、r 4 、r 5 、 r 6 、r 7 等五个版本。目前在全球已经安装和运行的网络基本上是基于r 9 9 版本 的，r 9 9 版本的最大的特点是在网络结构上继承了原有的g s m g p r s 核心网络 结构，不同的足在无线接入网部分引入了全新的无线接口w c d m a ，并采 用了分组化传输，更加有利于实现高速移动数据业务的传输。w c d m a r 9 9 实现 了广域3 8 4 k b s 、小范围慢速移动为2 m b s 的高速传输速率。它支持自适应多速 率话音编码技术，提高了话音质量和扩大了系统容量，采用单载波直扩技术，使 用上行b p s k 、下行q p s k 调制方式。可变的扩频因子和多码融检测实现了高 速率业务，盲检测实现了低速率业务。同时在物理层引入r a k e 接收机、多用 户检测、智能天线、内环功率控制技术等多种技术f l 。 鉴于第三代移动通信系统的迅猛发展，为了保证第三代移动通信系统安全正 常运行以及维护广大移动通信用户的切身利益，欧洲、北美和日本都对w c d m a 终端设备实行了强制性的管制和全面型号认证制度，由第三方测试机构按照各国 的法令法规以及网络运营商的认可认证标准对各制造厂商生产的w c d m a 移动 终端进行安全性测试和一致性认证【1 2 1 。随着w c d m a 技术的进一步商用，以及各 种新技术和新业务的不断发展，政府、行业主管部门和网络运营商对终端设备的 监管和一致性认证测试提出了越来越高的要求。通信设备作为通信网络的重要组 成设施，涉及到电信网络的安全和通信的畅通，直接关系到国家和最终用户的切 身利益。世界各国都对通信设备进行了严格管制，尤其是对有限的无线电频潜资 源，各个国家和地区更是将其作为一种关系国计民生的自然资源加以维护和管 制。 一致性测试能够检测出终端的性能和使用是否符合3 g p p 所定义的核心标准 和测试标准，以保证各个终端的相互兼容和一致性。在g c f 和p t c r b 对 6 第：章w c d m a 终端射频致性测试膳础 w c d m a 终端的认证测试过程中，一致性测试项目的开发有着一套完整并_ 且很 严格的程序。并且从第三代移动通信开始，为了避免测试仪表领域被个别测试设 备厂商所垄断，3 g p p 、g c f 和p t c r b 采用了相对公平公开的方式来开发一致 性协议测试项目，所有测试项目都是基于同一个平台川c n ，所有测试项目 的源代码都是致的、公开的，这是和g s m g p r s 测试技术所不同的地方。 2 2w c d m a 主要技术参数描述 本文的测试项目是基于3 g p p 3 4 1 2 1 以及工信部发布的( 2 g h zw c d m a 数 字蜂窝移动通信网终端设备检测方法( 第一阶段) 第部分：肇本功能、业务和 性能测试中关于发射机的测试要求制定的。 频率范围： 发射频率：1 9 4 0 m i - i z - 1 9 5 5m h z ( 国标) 1 9 2 0 m h z 1 9 8 0m h z ( 3 g p p ) 接收频率：2 1 3 0 m h z - 2 1 4 5m h z ( 国标) 2 1 1 0 m h z 2 1 7 0 m i - i z ( 3 g p p ) 调制方式：b p s k： 占用带宽：5 m h z 频率容限：士o 1 p p m 最大发射功率：2 4 d b m + i a 3 d b ( 3 级) 2 1 d b m + l 3 d b ( 4 级) 杂散发射：9 k h z f 8 7 0 m h z ：3 6 d b m 8 7 0m h z f 8 8 0m h z ：7 9 d b m 8 8 0 m h z f 9 3 0 m h z ：一3 6 d b m 9 3 0 m h z f 9 3 5 m h z ：6 7 d b m 9 3 5 z f 9 6 0 m h z ：7 9 d b m 9 6 0 m h z f 1 0 0 0 m h z ：3 6 d b m 1 g h z f 1 8 0 5 m h z ：3 0 d b m 1 8 0 5 m h z f 1 8 8 0 m h z - 7 1 d b m 1 8 8 0 m h z f 1 2 7 5 g h z ：3 0 d b m 2 3 手动测试方法及检测项目简介 2 3 1 手动测试 手动测试方案按如下步骤进行 1 仪表参数设置 7 第二章w c d m a 终端射频。致惟测试琏础 在基站关闭发射的条件下设置仪表的初始状态，例如上行链路的参数， 仪表权限等。 2 将手机连到仪表板r fi n o u t 接口并开机。 3 基站发射信号 4 等待数秒直到手机注册完毕，仪表显示手机信息。 5 开始测试 首先根据不同的测试项进行设备连接。分别按照图2 - 1 、图2 2 连接设 备，搭建测试环境。测试中主要使用到的仪表如表2 一l 所示： 表2 - 1 测试使用仪表 仪表型号生产厂商主要性能描述 蜂窝电话、陆地移动无线电 综合测试仪e 5 5 1 5 c a g i l e n t 和通信系统的测试 频谱分析仪 e 4 4 4 0 a a g i l e n t 3 h z 至2 6 5 g h z 频率范围为1 0 0 k h z 至 1 0 4 0 m h z ，电平精度士0 5 d ， 信号源 e 8 2 5 7 d a g i l e n t 调幅、调频和可选j = l j 的脉冲 调制 控制测试仪表进入w c d m a 测试界面，选择对应测试选项，控制测试 开始测试并记录测试结果。 6 纪录测试结果，重复执行步骤5 和6 。 7 生成测试报告。 2 3 2 测试项简介 w c d m a 终端射频测试以国家行业标准为基础，以3 g p p 标准为参考，选取 最大功率、上行开环功率控制、上行内环功率控制、占用带宽、频谱发射模板、 最小功率、邻道功率泄露比、杂散辐射、互调发射等作为测试项目【1 3 】。下面对 个测试项进行介绍： 1 m a x i m u mo u t p u tp o w e r 最大功率 定义：最大功率是测量被测设备在一定带宽内的所能发射的最大功率的平均 值，即最少在无线接入模式码片速率带宽的( 1 + q ) 倍频带内的功率。测试时设备 连接图如图2 - 1 所示。 指标：最大功率的值及其限值足依据其功率等级和使用频段决定的。如表 8 第二章w c d m a 终端射频致性测试篪础 2 - 2 所示。 s s u eu n d e rt e s t t x r x 争 r x 厂t ) ( 图2 - 1 设备连接图1 表2 - 2 最大发射功率限值 功率等级最大发射功率容限值( d b ) 第1 级功率( d b m ) + 3 3d b m+ l 3d b 第2 级功率( d b m ) + 2 7 d b m+ 1 3d b 第3 级功率( d b m ) + 2 4 d b m+ 1 3d b 第4 级功率( d b m ) + 2 l ( i b m 士2d b 测试原理：( 1 ) 设置并持续给u e 发送上升功率控制命令； ( 2 ) 通过测试仪测试u e 的输出功率，输出功率在一个传输时隙 上被平均； 2 f r e q u e n c ye r r o r 频率误差 定义：频率误差是指被测设备发射的射频调制载波频率与指定的载波频率之 间的差值，测试时设备连接图如图2 一l 所示。 指标：频率容限在士( o 1 1 0 - 。) 测试原理：( 1 ) 设置并持续给u e 发送上升功率控制命令，直到u e 的输出 功率达到最大值； ( 2 ) 在u e 的天线连接处用测试仪测试频率误差 3 o p e nl o o pp o w e rc o n t r o li nt h eu p l i n k 上行开环功率控制 定义：上行歼环功率控制是u e 发射机设置其输出功率为一个指定值的能力。 u e 开环功率定义为在一个时隙或者开环功率期间内的r r c 滤波平均功率。测试 时设备连接图如图2 - 1 所示。 指标：如表2 - 3 所示： 9 第一二章w c d m a 终端射频致性测试膳础 表2 - 3 上行开环功率控制限值 2 5 d b m 3 8 4 m h z3 7 7 d b m 3 8 4 m h z - - t - g d b 6 5 7 d b m 3 8 4 m h z1 4 d b m 3 8 4 m h z a = 9 d b 1 0 6 7 d b m 3 8 4 m h z+ 9 d b m 3 8 4 m h z = e 9 d b 测试原理：( 1 ) 设置系统模拟器的发射输出电平，使得在u e 的天线连接处 得到的值为i o r ( 2 ) 测试u e 的第一个r a c h 引导部分的输出功率； ( 3 ) 按照表2 - 4 重复调：符系统模拟器的电平进行测试。 表2 - 4 上行开环功率控制参数 参数r x 动态上边界r x 一中问段r x 灵敏度 i o r - 2 5d b m | 3 ，8 4- 6 5 7 ( 1 b m 3 8 4 - 1 0 6 7d b m 3 ，8 4 m h zm h zm h z c p i c hr s c p- 2 8 3d b m- 6 9d b m- 11 0d b m 主c p i c h 下行发射 + 1 9 d b m+ 2 8d b m+ 1 9d b m 功率 模拟路径损耗= 主 c p i c h 下行发射功+ 4 7 3d b+ 9 7d b+ 1 2 9d b 率一c p i c hr s c p 上行干扰 - 7 5d b m- 1 0 ld b m1 1 0d b m 常数 一1 0d b1 0 d b1 0 d b 期望u e 发射功率 - 3 7 7d b m一1 4d b m + 9d b m 4 i n n e rl o o pp o w e rc o n t r o li nt h eu p l i n k 上行内环功率控制 定义：在上行链路进行的内环功率控制足测试发射机通过在下行链路接收到 的一个或一组t c p 命令来调整发射功率的能力。各测试模式发射的t c p 命令如 下( d 模式作为e 模式的一部分测试，故不用单独测试) ：测试时设备连接图如 图2 - 1 所示。 a ：t p c 命令为一系列命令( 3 0 - 6 0 个) ；功控算法为算法2 ；t p c 步长为l d b b ：t p c 命令为5 0 个1 ；功控算法为算法2 ；t p c 步长为l d b c ：t p c 命令为5 0 个o ；功控算法为算法2 ；t p c 步长为l d b e ：t p c 命令为1 5 0 个o ；功控算法为算法l ：t p c 步长为l d b f ；t p c 命令为1 5 0 个l ；功控算法为算法l ；t p c 步长为l d b g ：t p c 命令为7 5 个o ；功控算法为算法l ；t p c 步长为2 d b 指标：如表2 - 5 和表2 6 所示： l o 第二帝w c d m a 终端射频4 致性测试幕础 表2 - 5 发射机功率控制限值 t p c 命令 发射功率控制范围( d a ) l d b 步长2 d b 步长 3 d b 步长 降低升高降低升高降低升高 + l+ o 5+ 1 5+ l+ 3+ 1 5+ 4 5 00 5+ o 50 5+ o 50 5 + 0 5 一l一0 5- 1 5- 1- 3- 1 54 5 表2 - 6 发射机累积功率控制限值 t p c 命令l o 个t p c 命令组之后发射功率 7 个t p c 命令组之后发射功 率 组 控制范围( d b ) 控制范围( d b ) l d b 步长2 d b 步长3 d b 步长 降低升高降低升高 降低升高 + l+ 8+ 1 2+ 1 6+ 2 4+ 1 6+ 2 6 o- 1+ l- 1+ l- 1+ 1 - 1- 8- 1 2- 1 6- 2 4- 1 6- 2 6 0 ，0 ，0 ，0 ， + 6+ 1 4 n an an a n a + 1 0 ，0 ，0 ，0 ， - 6- 1 4n f kk fkn fkn a - 1 测试原理：( 1 ) 在进行测试前线设置u e 的输出功率，存天线的连接器处测 得在( - 1 0 士9 ) d b m 范围内。 ( 2 ) 发送一系列t c p 命令( 3 0 - 6 0 个) ，覆盖第一到最后一帧； ( 3 ) 发送5 0 个全1 的t c p 命令； ( 4 ) 发送5 0 个全0 的t c p 命令； ( 5 ) 重配置上行链路的功控算法为算法l ，t c p 步长为l d b ，结 束后，发送一系列全1 的t c p 命令，直至u e 的功率大于最 大功率门限值； ( 6 ) 发送系列1 5 0 个全0 的t c p 命令； 第二章w c d m a 终端射频一致性测试魑础 ( 7 ) 发送一系列1 5 0 个全l 的t c p 命令； ( 8 ) 重配置，将t c p 步长设为2 d b ，结束后，发送一系列全l 的 t c p 命令，直至u e 的功率大于最大功率门限值，连续发送7 5 个全0 的t c p 命令； ( 9 ) 连续发送7 5 个全1 的t c p 命令； ( 1 0 ) 测试步骤2 9 每时隙的平均输出功率。 5 o c c u p i e db a n d w i d t h ( o b g o 占用带宽 定义：占用带宽足指集中了发射频谱总能量9 9 的带宽。验证u e 的占用带 宽足否符合招标要求，避免超过指标要求的占用。测试时设备连接图如图2 - 1 所示。 指标：占用带宽应小于5 m h z 。 测试原理：( 1 ) 设置连续的上升t c p 命令使得l i e 的输出功率达到最大； ( 2 ) 以工作载频为中心频率，在大于或等于两倍o b w 的带宽上 测试功率谱分布，采用的r b w 为小于或等于3 0 k h z ： ( 3 ) 在频谱分布中计算总功率； ( 4 ) 从最低边界开始计算功率和，当功率和为总功率的0 5 9 6 时 的频率值记为最低频率； ( 5 ) 从最高边界开始计算功率和，当功率和为总功率的0 5 时 的频率值记为最高频率： ( 6 ) 计算o b w = 最高频率一最低频率。 6 s p e c t r u me m i s s i o nm a s k 频谱发射模板 定义：频谱发射模板是指在距载频2 5 m h z 至1 2 5 m h z 的功率要在一定范 围之内。测试时设备连接图如图2 - 1 所示。 指标：如表2 - 7 所示： 表2 - 7 频谱发射模板 载波频率偏移f 最低要求测量带宽r b w 2 5 3 5m h z 一3 5 1 5 幸( a f - 2 5 ) d b c 3 0 l m z 3 5 7 5m h z 3 5 - l 宰( a f - 3 5 1d b c lm h z 7 5 8 5m h z 3 9 1 0 毒( a f - 7 5 ) d b c lm h z 8 5 1 2 5m h z 4 9d b c lm h z 测试原理：( 1 ) 设置连续的上升t p c 命令使得u e 的输出功率达到最大； ( 2 ) 按照表2 - 7 的频率范围使用滤波器测试u e 发射信号的功率， 偏离载频2 5 1 5 - 3 4 8 5 m h z 之间的信号用3 0 k h z 的滤波器测 试，偏离载频4 - 1 2 m h z 之问的信号用i m h z 的测试滤波器测 1 2 第二章w c d m a 终端身| 频。致性测试耀础 试，滤波器的特征近似于高斯滤波器。滤波器的中心频率依 次符合表2 - 7 的频率段，功率每频率段记录一次； ( 3 ) 测试有用信号输出功率； ( 4 ) 计算表中各个频率偏雹处的测量值与有用信号输