TDSCDMA论文毕业设计(DOC毕业设计论文).doc

【精品论文】TDSCDMA目 录1、TD-SCDMA中的信道估计实现及其性能分析22、TD-SCDMA系统覆盖能力分析93、TD-SCDMA终端测试综述134、TD-SCDMA系统测试情况分析175、TD-SCDMA三载频典型调测方法216、TD-SCDMA特性与专项测试情况分析247、TD-SCDMA系统中BRU需求量的容量估算方法278、TD-SCDMA系统中一种快速的下行波束形成技术339、从TD-SCDMA系统链路预算分析覆盖能力391、 TD-SCDMA中的信道估计实现及其性能分析摘要：TD-SCDMA系统上行链路数据在基站通过天线接收后，接下来要进行信道估计和联合检测。 如何高效得到准确的每个用户的信道冲激响应是后续基带算法实现的关键，如果信道估计算法太复杂和不够准确都将对后面的算法实现产生不利的影响，本文研究了低代价的Steiner估计器，他是一种简单且高效的信道估计算法，通过利用特定方法构造的用户midamble码，Steiner估计器能同时估计出同一时隙内所有用户的信道冲激响应，本文对其在TD-SCDMA系统中的应用进行了算法仿真和性能分析。关键词：TD-SCDMA；信道估计；FFT；仿真1引言TD-SCDMA系统是TDMA，FDMA和CDMA多种传输模式的灵活结合，是由中国无线通信标准化组织（CWTS）提出并得到ITU通过的3G无线通信标准1。TD-SCDMA系统的技术优势主要体现在多种新技术如智能天线、软件无线电、联合检测的应用上2。TD-SCDMA系统上行链路数据在基站通过天线接收后，进行信道估计和联合检测。信号经无线信道传输后会发生信号幅度衰落和相位畸变。通过联合检测准确分离出不同用户数据的前提是必须实现对信道上述变化的准确估计。然而，信道估计实现过程中要面临高代价的矩阵乘法操作，这会带来计算复杂性的提高和时延增加，所以有必要研究低代价的信道估计方法来降低计算复杂性和减少时延，从而提高系统整体性能。Steiner估计器就是一种低代价的信道估计方法，他通过一个基本midamble码按一定规律构造出每个用户的midamb le码，从而使得在接收端的midambl码信道矩阵具有循环相关性，从而得到信道估计的快速算法3。本文研究了这种估计方法，并分析了在TD-SCDMA不同情况下的应用性能。2系统模型本文考虑TD-SCDMA系统上行链路，每个用户经不同的无线信道到达基站接收端，数据以突发形式传送。TD-SCDMA系统的帧结构如图1所示，其中B，Tfr,Nfr,Tbu,K分别表示一个频率时隙带、一个TD-SCDMA帧的持续时间、在一帧内所 含的突发数、一个突发的持续时间，在同一频率和时隙内的扩频码数（用户数）。可以看出，一个突发内包含2个数据段，一个midamble码和一个保护间隔，而midamble码的作用就是做信道估计。本文中，符号( )*表示复数共轭，( )T表示转置，复数符号用下划线表示。所有计算是在等效低通情况下完成的，第k个用户的信道响应由下面的离散时间 脉冲冲击响应表征：并在一个突发内假定他是时不变的，W是用户信道响应窗长。第k个用户的midam ble码由式(2)表示,其中L是用来做信道估计的惟一由midamble码确定的接收矢量长度：在TD-SCDMA中，midamble码不经扩频，而是直接插入数据块中间经脉冲成形后由RF发送至 接收端，所以第k个用户的midamble码通过信道后的接收矢量方程式（等效低通）如下：当给定信道响应长度W后，因为midamble码在两个数据段中间，这会导致接收端的midam ble码的前W-1位符号受到数据符号的干扰，后W-1位符号影响第二个接收数据段，所以惟一由midamble码决定的是WW+L-1位，与此对应的接收矢量e(k)满足：3Steiner估计器与式(4)相比，此时信道估计的计算复杂性明显降低，这对于采用智能天线和联合检测新技 术的TD-SCDMA系统而言有非常重要的意义，只有快速而准确的信道估计才能使得其他高复杂性的技术得以应用。但是矩阵求逆复杂性仍然太高，构造具有特定结构的G矩阵使得求解变得更加简便是Steiner估计器的一大特色，他通过一个基本mida mble码循环移位产生同一时隙内所有用户的midamble码，从而得到循环矩阵。这样，利用循环矩阵的性质，可以通过FFT来简化计算。TD-SCDMA中midamble码的构造方法参见文献2，其中p取128。按上述方法得到所有用 户的midamble码后，若所有用户信道响应窗长之和等于p，则可以得到矩阵，他的元素满足：按上述方法构造的矩阵具有循环性，且是可逆的，利用循环矩阵的特性可解得： 冲激响应即可。另外，通过式（5）可以发现，Steiner 估计器会扩大噪声功率。当基本midamble码归一化后，文献3给出了此时的信噪比衰减因子：4在TD-SCDMA中的应用TD-SCDMA中一个突发由两个长度分别为352 chip的数据块，一个长度为144 chip的m idamble码和一个长为16 chip的保护间隔构成（1 chip=781 ns）。当信道冲激响应的窗长为16时，接收midamble码的第17144位共128 b惟一由midamble码确定，他们不受数据块的影响。可采用以下2种方法实现TD-SCDMA系统的快速信道估计。第一种为实际信道估计。此时输入的是经过实际无线信道的midamble接收数据，输出没做任何处理，计算式如式（6）。第二种方法是实际后处理信道估计，他首先按方法一算出实际信道估计值，然后根据测量的干扰功率，对信道估计结果设置一定的门限，只保留高于门限的估计结果，其他taps置零，具体处理方法如下4：其中：=r2，r表示信噪比门限，2表示信道中的噪声功率。通常r由试验确定，而2由实际信道估计值计算得到，求噪声功率又分为满窗噪声功率计算和非满窗噪声功率计算，具体噪声功率计算方法如下：有空闲窗时（用户信道冲激响应窗长之和不足p）：为信噪比衰减因子。为防止用户信道冲激响应全为零，在按上述方法得到处理的信道估计后，要分别对每个用户的信道冲激响应进行搜索，若全为零，则保留该用户实际信道估计响应中的最大值。为便于性能比较，在仿真中常在理想情况下计算出信道估计，再与实际信道估计比较。理想情况下的信道估计实现方法一是理想信道估计，就是直接对没加噪声的由所有用户的mida mble码叠加得到的接收midamble码矢量进行信道估计，由于他利用的是不受干扰影响的mida mble码接收数据，他对信道有最准确的估计。方法二是理想时延降噪信道估计，此时输入是实际的midamble接收数据，然后根据采用的信道模型的时延分布，只保留输出中对应时延的信号。上述2种方法是不可能在实际情况下实现的，但对于算法性能分析有较大价值。TD-SCDMA中信道估计实现框图如图2所示。5仿真结果及结论本文研究了TD-SCDMA系统中的信道估计实现方法，由理论分析可知，Steiner估计器能快速准确地实现同一时隙内所有用户的信道冲激响应估计，为后续的联合检测等基带算法的实现打下了良好的基础。在仿真时给定的仿真条件如下：（1）TD-SCDMA上行链路，单天线；（2）标量信道，Suzuki模型；（3）移动台速度120 km/h，每用户多径数为4，延迟分别为：0 chip，1 chip，2 chips，4 chips,衰减依次为0 dB，-1.5 dB,-3 dB,-4.5 dB；（4）扩频因子16，信道响应窗长16；（5）发送滤波器和接收滤波器采用升余弦数字滤波器，滚降系数为0.22。图36给出某 一个突发内利用Steiner估计器估计得到的8用户信道估计值，此时的信噪比为10 dB，可以看出Steiner估计器能较好的估计出用户的信道冲激响应，但是估计精度会受到加性噪声的影响，在采用门限后处理技术后，信道估计值能达到比较理想的效果。图7给出了实际信道估计、实际后处理信道估计与理想信道估计的归一化均方误差的比较，每个信噪比对应值由1 000次仿真统计平均得到，计算式如下：其中，表示实际或实际后处理信道冲激响应。可以看出，采用后处理技术后，在低信噪比下能获得与理想值更接近的信道估计，但是当RSN为610 dB时，实际信道估计结果要略好于实际后处理信道估计，这是由于选取的r值偏大，在高信噪比时把应该保留的实际信道估计值置零所造成的，所以要合理选取r值，通过大量实验验证，在本文所述仿真环境下得出r取0.25 0.35为宜（仿真中对多用户数据进行了归一化处理），同时也可以采用r值随初测信噪比的不同做相应变化的改进方案。如图8所示联合检测采用基于FFT的迫零-块线性均衡（ZF-BL E）算法5下不同信道估计对系统误码率的影响结果，仿真每个点使用1 000个突发，每10个突发改变一次多普勒相移，处于激活态的用户数为7。可以看出，结合信道估计后处理技术的联合检测算法在误比特率为10-2时比使用实际信道估计时的联合检测算法有2 dB的性能改善。 2、 TD-SCDMA系统覆盖能力分析与其他两个标准相比，TD-SCDMA在世界上还没有商用网经验可供借鉴。不过理论和实测表明，TD-SCDMA具备独立组网的技术条件。 近一段时间以来，TD-SCDMA商用化产品开发的突破性进展不断见诸报端，系统设备已具备商用化能力，终端及芯片在产品稳定性、功耗、待机时间以及对多媒体业务的支撑能力等各个方面也有了质的发展。随着TD-SCDMA产业链各环节的完善和TD-SCDMA产业化专项测试的完成，TD-SCDMA商用化进程大大加快， TD-SCDMA系统的网络和业务应用也正成为各方关注的焦点。 TD-SCDMA是由CATT于1998年代表中国向ITU提交的3G无线传输方案；2000年5月，TD-SCDMA被ITU接纳为3G主流标准之一；2001年3月16日，3GPP将TD-SCDMA列为3G标准之一。不过，一些业内外人士对其独立组网条件特别是无线网覆盖能力不甚了解，有的没有与其他标准进行深入比较，就怀疑TD-SCDMA的覆盖能力差，并由此又认为TD-SCDMA不适合单独组网。 事实怎么样呢？ 网络覆盖能力是TDSCDMA商用的基础 TD-SCDMA是一个全新的移动通信系统，它采用TDD模式，并同时采用了同步CDMA、智能天线、软件无线电、接力切换和动态信道分配等一系列高新技术。相对于WCDMA和CDMA2000，TD-SCDMA具有不需要成对频带、频谱利用率高、灵活性强、非常适合于非对称数据业务、系统设备成本低等明显优点。 对移动运营商来说，系统所能提供的服务质量是其最关心的问题之一，其中覆盖范围是体现服务质量的重要方面。网络覆盖作为衡量网络质量的重要指标，也成为TDSCDMA能否商用化的焦点之一。根据以往移动运营商建网的经验，在移动网络建网的不同阶段，对无线接入网的覆盖范围、容量等指标有不同的要求。 通常在建网初期，为了实现快速部署网络，扩大覆盖范围，需要提供广覆盖移动网络解决方案。随着移动通信的发展、用户的不断增加，为了提高系统容量，通过增加频点来满足不同时期和不同情况下的容量和业务需求，通过“异频加站”的方式来优化覆盖盲点。 另外，中国地域广阔，地形复杂，覆盖需求也千差万别，TD-SCDMA要能够商用并能单独组网，除考虑市区以外，也要考虑对郊区和农村地区等边际覆盖。尤其在建网初期，运营商通常会要求建设一张具有广覆盖、低话务和收益投资比高的“薄网”，这就要求在建设边际网时，要用尽可能少的载频覆盖尽可能大的区域，优先满足覆盖需求，提高移动网络的收益投资比。 按照3G标准来看，TD-SCDMA独立组网的关键是该技术的移动性和移动性之下的数据业务速率，系统能否独立组网，首先要验证其是否达到网络的容量要求，是否实现了对语音业务和数据业务的容量要求，是否比2G网络运营更有效、更经济；其次，在移动状态下，网络的切换干扰覆盖能否达到3G移动网络的要求。 TD-SCDMA系统的覆盖半径主要取决于两方面的因素：一是与TD-SCDMATDD方式有关的上下行切换保护时隙的长度，二是系统的发射电平及接收灵敏度。 从帧结构看TD-SCDMA的覆盖能力 蜂窝无线网的覆盖能力的大小是通过系统链路预算得出的，它需要链路仿真和系统仿真互相初步确认，再通过实际建站和电测最终确认。即一般在网络规划中，首先确定覆盖、容量、质量三大目标，包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型和业务量、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率等等。初始布局阶段，根据具体要求和覆盖区内的无线传播环境，进行各有关链路预算，以估计基站间距离，可以从覆盖受限方面估计基站站点的大致数目。 TD-SCDMA系统独特的帧结构，采用智能天线和联合检测、接力切换等新技术，相比WCDMA系统的链路预算有较大区别，从这些关键点进行链路预算分析，才能把握TD-SCDMA的覆盖能力。 从技术角度讲，TD-SCDMA标准充分考虑了独立组网的广域覆盖问题，从它的帧结构可以看到，LCR的子帧由7个业务时隙和3个特殊时隙组成，这3个特殊时隙是TDD HCR所不具备的，它们决定了HCR只能做小范围热点覆盖，而TD-SCDMA(LCR)却能做到十几公里，甚至几十公里的覆盖。 如图1所示，3个特殊时隙分别是96个码片的下行导频时隙DwPTS，96个码片长的主保护间隔GP，及160个码片长的上行导频时隙UpPTS。其中，主保护间隔就形成了固定的下/上行切换点，由于它的存在，可以避免用户间由于上行同步要求的提前发送可能导致的干扰。由于终端下行接收有延时，不会对上行信号产生干扰，所以TD-SCDMA技术可以用做大范围覆盖；下行导频时隙是用于下行同步和初始小区搜索；上行导频时隙的作用主要是随机接入过程中终端与基站的初始同步。 图 1 TD-SCDMA (LCR)帧结构由于TD-SCDMA技术对上行同步的要求，基站侧信号的接收与发射必须同步，因此，终端的发射必须提前实施。如果终端接收到的下行信号有C的延迟，那么它发射的上行信号就要提前C，终端的接收与发射就有2C的延迟。当2C小于等于GP（75ms）时，DwPTS与UpPTS之间不会产生干扰，因此小区无干扰的覆盖半径可达11.25km。 如果小区覆盖半径继续扩大，UpPTS会对DwPTS产生干扰，但不会对TS0产生干扰，此时，在此区域内的发起随机接入申请的用户会对它附近做初始小区搜索的用户产生干扰 ，但由于这种事件概率很小，且初始小区搜索每5ms即可重试，因此只是略微增大了UE初始小区的搜索时间, 对系统质量影响不大，这样，能够接受的2C达到了(96+96)chips, 小区覆盖半径可以从11.25km扩展到22.5km的距离。 进一步地，如果用户需要，TD-SCDMA基站理论上的覆盖距离仍可进一步扩大，通过DCA来锁住第一个上行时隙，能够接受的2C达到了(96+864)chips, 这种情况下最大支持的小区半径达到了112.5km。 综上所述，从帧结构上分析，TD-SCDMA的理论覆盖能力完全满足3G移动通信网络的部署要求。 从链路预算看TD-SCDMA的覆盖能力 采用TD-SCDMA系统独立组网实际能够达到的覆盖范围，和其他的3G系统一样，取决于链路预算。而链路预算的结果取决于信号的发射功率、接收机灵敏度、干扰及噪声强度、天线增益、处理增益等因素。以下分别给出了TD-SCDMA系统独立组网下AMR语音业务和广播的链路预算结果。通常，基站的覆盖范围主要由上下行链路的最大允许损耗和无线传播环境决定。在工程上一般通过上下行链路预算，来估算基站的覆盖范围，步骤如下： 计算出某种业务在一定的假设条件下的最大允许路径损耗（即链路预算）。 根据最大允许路径损耗计算出业务的小区覆盖面积。 TD-SCDMA网络能同时满足对通信质量和业务量具有不同要求的各种业务，包括简单的话音业务和传输率达2Mbps的分组数据业务。TD-SCDMA的覆盖取决于负荷、干扰、QoS等，而这些因素又与应用有关。本文以最为常用也最为典型的12.2k AMR语音业务来分析TD-SCMDA的网络覆盖能力。 经计算一般环境下AMR 12.2k语音的覆盖距离如表所示。 实际测试结果 TDSCDMA在外场测试中共配置4个基站，地点是在北京海淀北三环附近，在此环境下，智能天线赋形功能打开，同频相邻小区模拟加载50%，AMR 12.2kbps语音业务覆盖半径约为2.3km;而在智能天线赋形功能打开异频相邻小区模拟加载50%，AMR 12.2kbps语音业务覆盖半径约为2.5km。 9月14日，第三代移动通信技术试验办公室正式公布“TD-SCDMA研究开发和产业化项目”技术实验结果：TD-SCDMA已具备独立组网能力。 为了推动中国自主知识产权3G标准TD-SCDMA的技术成熟和产业发展，信息产业部牵头组织了“TD-SCDMA研究开发和产业化项目”，并于2004年年底开始实施的“TD-SCDMA研究开发和产业化项目”技术试验，以完善和发展TD-SCDMA标准、验证TD-SCDMA研发和产业化中的关键技术问题，推动TD-SCDMA技术和产品成熟为目的，力求充分验证TD-SCDMA系统和终端设备的功能、性能、互操作、业务应用以及TD-SCDMA无线网络性能和组网能力。希望通过试验，带动国内、吸引国外设备制造商研发生产TD-SCDMA系统和终端，促进TD-SCDMA完备的产业链；形成多厂家供货的环境，实现TD-SCDMA产业的整体突破。 经过半年多的试验，项目专家组得出以下测试结论：TD-SCDMA终端实现了大部分3G功能和业务；TD-SCDMA终端与系统之间实现了基本电信业务的互操作性以及不同品牌终端间的互通；在外场实际无线环境下，测试了语音和各种数据业务的容量和覆盖等网络性能，各种已测业务的单小区TD-SCDMA容量测试结果达到理论值；在外场实际无线环境下，还验证了智能天线、接力切换、硬切换、非对称隙等TD-SCDMA关键无线技术对网络性能的作用，可以支持各种移动环境的应用，初步验证了TD-SCDMA技术可以同频组网。 综上所述，从以上理论分析结果和现场实测结果可以看到，采用TD-SCDMA系统组网，从覆盖能力上看，完全可以满足密集城区、城区、郊区和农村等各种地理场景下的覆盖要求，因此从覆盖的角度证明了TD-SCDMA独立组网的可行性。 观点 TD-SCDMA应实现产业化 TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000共同构成3G三大国际标准，无论是混合组网还是单独组网，在技术上都具有可行性。拥有自主知识产权的TD-SCDMA能否在3G标准中占一席之地，能否和其他标准实现混合组网，主要还是取决于TD-SCDMA自身的产业化进程。 TD-SCDMA标准要想发扬光大，首先要在我国落地生根，实现产业化发展。 TD-SCDMA之类的TDD技术本身具有广阔的上升空间，在TD-SCDMA的芯片方面，需要进一步加强研发专用芯片的力度，实现高技术含量与低成本；在终端方面，目前TD-SCDMA已经初步开发出商用终端，但是还需要不断推陈出新；在系统方面，TD-SCDMA在大规模组网方面需要就单独组网与混合组网进一步进行试验。 目前，不论在系统还是终端方面，TD-SCDMA的产品成熟度都落后于WCDMA和cdma2000。专门为TD-SCDMA准备的主要专项测试于今年6底结束，这是TD-SCDMA标准逼近商用的最后一道技术关卡，参加测试的9家系统厂商中，其中5家已经完成了产品开发，分别是大唐、中兴、普天、鼎桥以及上海贝尔阿尔卡特，这5家厂商的系统设备基本已经可以进行规模实验；而芯片中，最重要的是基带芯片，目前参与测试的5家芯片厂商中，已经有4家基本完成产品开发，分别是T3G、展讯、凯明和美国模拟器件公司（ADI）。14家参与测试的终端厂商中，其中技术水平相对靠前的有大唐、三星、海信、波导等。令人欣喜的是，大唐移动等多家厂商最近表示整个TD-SCDMA系统已经具备商用条件：基站现在已经达到商用，芯片预计今年3季度可以提供商用，终端预计年底提供商用，而明年初基本可以批量下线。 3、 TD-SCDMA终端测试综述2004年11月，信息产业部组织国内六大电信运营商、设备（系统、终端、芯片）制造商以及科研院所进行以推进TD-SCDMA研发和产业化项目实施为目标的技术试验。 试验分为实验室环境和外场环境测试，面向系统设备和终端设备展开测试验证。目前，已经有15个厂家的近20款终端参加研发和产业化项目技术试验测试，从试验过程和进展情况可以看出TD-SCDMA终端已形成多厂商的供货环境，在终端/核心芯片方面取得了重大进展，通过技术试验切实起到了推动TD-SCDMA商用终端产业化进程的效果和作用。一、产业化技术试验的终端测试产业化技术试验依据专家组制定的全面而完善的测试规范，按计划分阶段开展测试验证工作。结合TD-SCDMA较WCDMA、cdma2000起步较晚，终端设备正处于研发攻坚阶段、终端测试仪表相对比较匮乏的实际情况，本次技术试验涉及终端的测试按照先期进行室内测试，后续进行外场验证的安排，分别针对终端功能、射频指标、室内环境Uu接口互操作（IOT）、耗电性能以及室外环境Uu接口IOT测试进行测试验证。1终端功能测试利用电信研究院通信标准研究所MTNet构建的TD-SCDMA实验室和测试环境，在单系统下进行终端设备的功能测试。内容主要包括：终端人机界面控制功能；支持3G网络业务的基本功能，如Idle模式基本操作、系统信息接收、RRC层功能测试；电路域基本过程，如电路域移动性管理、呼叫控制；分组域基本过程，如分组域移动性管理、会话管理；还有基本电信业务、承载业务、补充业务等。2终端射频指标测试对于TD-SCDMA终端的射频指标测试需要建立终端和网络的通信链路，以进行发射机测试、接收机测试、复杂传播环境下性能指标要求三个部分的测试内容。对于TD-SCDMA终端的射频指标测试需要由系统模拟器来模拟系统以建立终端和系统间的通信链路，然后才可进行测试，由于目前还没有专用的系统模拟器，故试验中采用实际的TD-SCDMANodeB（基站）来代替系统模拟器来建立呼叫，以矢量信号源、微波信号源、矢量信号分析仪等仪器进行测量，具体测试项目包括如下。发射机部分：包括UE最大输出功率、频率误差、上行开环功率控制、上行闭环功率控制、最小输出功率、发射关功率、发射开/关时间模板、占用带宽、频谱发射模板等；接收机部分：包括参考灵敏度电平、最大输入电平、邻信道选择性、阻塞特性、互调特性等；复杂传播环境下性能指标要求：包括静态传播条件下的DCH解调、多径衰落条件1传播条件下的DCH解调等。另外，发射机测试项目中还包括以下两项指标：连续发射模式下输出功率的失步处理，不连续发射模式下输出功率的失步处理以及复杂传播环境下性能指标下行功率控制。3终端耗电性能测试终端耗电性能测试在MTNet实验室的TD-SCDMA单系统设备环境中进行，主要验证TD-SCDMA终端在待机状态、12.2kAMR语音业务、可视电话业务、各种速率的数据业务以及并发业务状态下的耗电性能。4UuIOT测试室内环境Uu接口IOT测试是根据终端芯片与终端开发的实际进展，验证不同终端与系统之间的互操作能力，促进不同系统和终端空中接口间的互操作能力，协助厂商及时发现研发过程中的问题，从而促进研发进度。验证内容主要包括：空闲模式操作、无线资源控制功能、移动性管理、呼叫控制、PS域移动性管理、会话管理、业务等主要部分。验证过程侧重对信令流程和消息字段的分析，解决不同终端与不同系统之间的互操作问题，为终端的逐步成熟建立相应的测试验证平台。室外Uu接口IOT测试是在室内Uu接口IOT测试的基础上，在外场试验网环境中对终端与系统进行实际无线信号传播条件下终端工作能力的验证，主要对于话音业务、可视电话业务、短消息业务、分组域数据业务和并发业务以及切换等基本功能进行验证测试，同时也验证终端在实际复杂无线环境中的性能。二、加强TD-SCDMA终端测试的考虑TD-SCDMA产业化技术试验的终端测试充分考虑了TD-SCDMA终端设计方案和产品的研发进程及现状，因此这个阶段的测试验证具有较强的针对性和特定性。通常情况下商用移动通信终端产品研发过程次序如图1所示。图1商用移动终端产品研发过程次序图按照上述次序对应终端产品的测试环节大致包括：研发级测试到产品设计方案的全面测试，再到产品质量、可靠性和安全性测试。对于产品研发级测试，一般来讲各终端厂商根据其自身的研发条件和软硬件设计的具体实现存在相对独立的测试手段和测试方法，例如通过对终端射频单板进行测试、物理层白箱测试、软件测试、集成测试、黑箱测试等。对于终端原型机/参考设计开发完成之后的产品设计方案全面测试以及商用终端产品的质量、可靠性和安全性测试，相对来说要求较高，测试条件和测试方法较为复杂。目前，业界公认的对于移动通信终端产品设计方案测试的方法是利用系统模拟器进行终端一致性测试，这部分测试在终端设备的整个研发过程起着至关重要的作用。目前我国对商用终端产品的质量、可靠性测试主要是通过针对终端基本功能、无线射频性能、环境和可靠性、寿命以及终端与实际网络兼容性测试等内容进行检验；对于安全性方面的测试则是通过电磁兼容和比吸收率（SAR）测试予以保证。随着TD-SCDMA终端设计方案和产品的逐步成熟与完善，需要考虑如何对TD-SCDMA终端设备进行全面的测试，解决终端与标准一致性的问题以及与系统设备互通性的问题，从而保证终端的可用性，即确保基本功能完善、性能可靠。终端一致性测试是对终端设计方案的全面验证，是TD-SCDMA终端实现商用前的重要测试步骤，测试内容包括：射频一致性测试（依据3GPPTS34.122）、协议一致性测试（依据3GPPTS34.123-13）以及USIM/ME接口一致性测试(依据3GPPTS31.121和ETSI TS 102 230)。射频指标、终端与系统的信令交互以及USIM/ME接口的信令交互不仅是衡量终端设计方案成熟、完善与否的重要因素，同时也会影响到用户对于网络及终端的客观感受，甚至会对网络运营质量产生影响。通过建立TD-SCDMA终端一致性测试系统，对TD-SCDMA终端进行全面的测试验证，使厂商在测试过程中，不断完善设计方案，有利于加速实现TD-SCDMA终端的商用化，实现其市场价值，并保证商用化之后的终端在各项技术指标上达到相应标准的要求，确保多厂商设备在商用网络中的互联互通，起到进一步推进TD-SCDMA的产业化进程的重要作用。目前支持TD-SCDMA终端测试的仪器仪表开发相对滞后，在全球范围内TD-SCDMA终端一致性测试系统还是一个空白。虽然从长远发展来说需要利用独立的测试系统（系统模拟器硬件设备、基于TTCN开发的测试集以及控制软件）进行一致性测试，但根据国际上GSM和WCDMA终端一致性测试系统开发经验来看所需周期较长，无法满足当前TD-SCDMA终端设备进行全面验证测试的迫切需求。结合TD-SCDMA产业化技术试验的具体实践，我们认为可以利用现有TD-SCDMA基站设备或即将开发完成的TD-SCDMA终端综合测试仪，通过配置通用测试仪表构建射频一致性测试环境。依据协议一致性测试规范对基站编写相应的专用测试程序，以IOT的测试方式进行协议一致性测试验证。需要指出的是，对于IOT方式的协议一致性测试在CDMA领域国际上有成功的实践经验（CDG模式），即美国目前仍在采用的CDMA终端协议测试。TD-SCDMA终端是整个产业链中的关键环节，本文通过对TD-SCDMA产业化技术试验终端测试内容的介绍，结合测试实践以及目前TD-SCDMA终端设计方案和设备研发的整体情况，简要阐述了终端测试的关键内容，给出了相应的测试方式建议，即终端一致性测试是终端产品设计方案成熟与完善的基础和关键因素之一。4、 TD-SCDMA系统测试情况分析近年来TD-SCDMA一直是通信行业关注的一个焦点，回顾TD-SCDMA的研发与产业化进展、技术试验、政府引导等，明显看出国家对TD-SCDMA的关注达到了一个新的高度。 为了进一步支持TD-SCDMA产业化进展，国家发改委、科技部、信息产业部三部委确立了TD-SCDMA研发专项资金支持，并对当前TD-SCDMA产业发展的各个环节给予支持。政策的鼓励必将对TD-SCDMA整个产业的发展起到巨大的推动作用。此次参加TD-SCDMA研发和产业化专项测试的企业有很多是国内知名厂家，其中四家系统设备厂商为大唐、鼎桥、中兴和普天，测试的核心网分别来自华为、中兴和北电。TD-SCDMA研发和产业化专项测试基本上分为两块：一是室内测试，一是室外测试。在测试时间上也分为两段：一是从去年12月到今年3月，还有就是今年3月到6月。室内测试主要侧重在所有系统单个的测试，包括功能、业务性能以及大量互操作测试全部在室内进行；系统外场测试的内容包括网络性能、从覆盖到容量以及从漫游切换到组网等。一、TD-SCDMA系统室内测试TD-SCDMA研发和产业化专项专家组为TD-SCDMA网络技术试验制定了总体方案、无线接入子系统（RAN）设备与测试规范、Iub接口测试规范、网络性能测试等规范性文件。TD-SCDMA系统按照这些规范性文件进行测试。根据测试内容的性质和测试环境不同，在室内对单系统设备进行测试，包括RAN的业务、功能、性能测试，Iub接口测试，OMC-R测试等。1无线接入子系统测试无线接入子系统（RAN）的测试主要包括RNC和NodeB基本功能、基站射频指标测试，电路域与分组域各种基本业务流程测试等内容。配合测试的核心网采用基于R4的核心网络（如图1）或基于R99的核心网络（如图2）。用于接口监视的协议测试仪可以连接在Iub、Iu接口上，监测并分析记录接口数据。可采用Uu接口监测仪表实现对Uu接口协议的监测，也可通过Iub接口监测仪表进行Uu接口协议监测。图中，NodeB或RNC为被测设备，其余设备，包括MGW、MSCServer（移动交换服务器）、MSC/VLR、HLR/AuC、SGSN、GGSN和UE为配套设备。图1UTRAN设备测试组网图（基于R4核心网络）图2UTRAN设备测试组网图（基于R99核心网络）此次测试在基本业务方面，对12.2kbit/s AMR业务，PS域上行64kbit/s下行64kbit/s业务，PS域上行64kbit/s下行384kbit/s业务，AMR与PS的并发业务等进行了测试。在RNC、NodeB的基本功能方面，对基本移动性管理、硬切换、功率控制，Node B逻辑操作等内容进行了测试，试验测试TD-SCDMA系统的工作机制和效果。2Iub、Iu接口和IuIOT测试试验对RNC与Node B间接口，即Iub接口进行了测试，并对TD-SCDMA RAN接入3GPP R4核心网的Iu接口和接入R99核心网的Iu接口分别进行了测试。通过测试，验证TD-SCDMA RAN接入R99或R4核心网络的可行性，并初步验证了不同设备厂家开发的RNC与Node B互操作的可行性。试验还对无线网络子系统（RNS）与核心网（CN）电路域间接口（Iu-CS接口）、RNS与CN分组域间接口（Iu-PS接口）的IOT进行了测试，并且将Iu接口协议栈中RANAP、IuUP、GTP-U和无线接口层3的核心网协议等一起测试。测试不同厂家的无线网络控制器（RNC）和核心网节点间的互操作。3系统间漫游和切换测试此项测试试验了TD-SCDMA与GSM/GPRS系统之间、TD-SCDMA与WCDMA系统之间、不同TD-SCDMA系统之间的切换和漫游。TD-SCDMA与GSM系统间切换漫游是针对TD-SCDMA/GSM双模终端进行的，TD-SCDMA与WCDMA系统间切换漫游则针对TD-SCDMA/WCDMA双模终端。语音通话时系统间的双向切换、分组数据FTP下载业务系统间小区重选/小区更改到GPRS间的双向切换、电路域系统间的漫游、分组域系统间的漫游等项目试验系统间的硬切换成功，在此期间通话正常，音质较好，质量稳定，FTP数据传输不断开，漫游完成后能够完成相关的电路域和分组域的业务。4OMC-R测试此次对TD-SCDMA无线网管OMC-R系统的功能进行了测试。测试内容包括OMC-R系统的系统管理、数据库管理、配置管理、告警管理、性能管理、软件管理、日志管理、安全管理、拓扑图管理、测试管理等功能。二、TD-SCDMA系统外场测试TD-SCDMA外场试验按照专家组审查通过的试验总体方案进行试验网建设与测试。外场测试在北京、上海两个城市同时展开。在北京建设一套大唐和普天联合提供的TD-SCDMA系统，该系统的试验环境由中国网通和中国铁通共同提供。在上海建设两套中兴TD-SCDMA系统，试验环境分别由中国电信和中国卫通提供。TD-SCDMA外场测试的系统结构示意图3所示。 图3TD-SCDMA外场测试系统结构图 在TD-SCDMA试验网的无线网络组织上，每个试验城市的TD-SCDMA形成连续覆盖。应尽可能覆盖到密集城区、市区和郊区等多种典型环境。测试时要确定被测量小区的覆盖范围，通过测试可以比较各种不同的业务，确定其网络覆盖范围是受限于上行还是下行；通过试验，获得TD-SCDMA系统在使用智能天线条件下，在不同的传播环境条件及同频、异频组网条件下，其网络覆盖性能相关的实际数据，为TD-SCDMA通信系统的网络建设提供一定的指导作用；同时一套业务应用平台提供WAP、SMS、MMS、LCS、流媒体、Java的业务，为移动业务与应用测试提供环境。随着业界对TD-SCDMA发展路线认识的深入，企业对TD-SCDMA的研发工作重心已经全面转移到基于3G核心网络的低码片速率系统。因此，试验另一方面也对系统的无线性能、验证组网、参数调整以及优化无线资源管理算法等进行测试。在外场环境，TD-SCDMA系统独立组网，还可根据条件进行跨厂家间系统的测试。三、试验对TD-SCDMA产业化的推动TD-SCDMA研究开发和产业化专项试验，对TD-SCDMA的试验涉及到单系统设备、终端以及网络等多层面全方位的测试，这种系统化的试验测试，为TD-SCDMA设备的开发提供了一个接受检验和展示的平台，试验测试与研发在一种良性互动中加快了TD-SCDMA设备的开发进度。此次试验制定了TD-SCDMA全套技术规范，并经过试验测试的使用而得到检验，试验测试也是一个对技术规范不断完善的过程。试验制定的TD-SCDMA技术规范为制定我国的全套TD-SCDMA通信行业标准奠定了基础。在此次试验中，TD-SCDMA设备厂家、运营企业、研究单位等密切合作，在网络建设、网络规划和优化等方面进行了有益探索，积累了一定经验，为TD-SCDMA的发展培养了人才，储备了技术力量。5、 TD-SCDMA三载频典型调测方法摘 要：本文介绍了TD-SCDMA中三载波的调测方法。在三载频的调测方法中介绍三载频信号源的制作与三载频的信号分析方法，特别是利用实时信号分析的功能来观测TD-SCDMA三载波信号，完成三载频的TD-SCDMA系统测试。关键词：TD-SCDMA 三载波 信号分析 星座图 EVM ACLR 信道功率 占用带宽随着第三代移动通信的发展，TD-SCDMA因其独特的优势，被国际电信联盟接纳为第三代移动通信标准之一，并相继有众多厂商参与TD-SCDMA的研究开发。TD-SCDMA的专用测试设备也逐渐成熟起来。在TD-SCDMA系统的发射机调测中需要用到三载波的信号源，使用ADS与ESG系列信号源、RS的SMU200与WinIQSim软件组合可以产生系统调试所需要的三载波信号源。对于测试来讲，TD-SCDMA的测试方法现在较为成熟，能进行TD-SCDMA测试的工具也较多，目前较为成熟的仪表有Agilent的E4440+VSA89600，RS公司的FS系列+FS-K76，TEK公司的WCA230A和WCA280A。三载频信号源的产生方法使用Agilent公司的ADS与ESG可以组合产生TD-SCDMA信号源。ADS可以按照3GPP的协议要求产生TD-SCDMA的基带信号源，并且可以通过GPIB或网线下载到ESG；ESG是信号发生器，型号有E4432B和E4438C等，ESG可以将基带信号上变频调制到射频信号输出，产生TD-SCDMA射频子系统调测所需的信号。使用RS公司的WinIQSim软件与SMU200组合也可以产生TD-SCDMA信号源。WinIQSim软件按照3GPP的协议要求产生TD-SCDMA的基带三载频信号源，并且可以通过GPIB下载到SMU200；SMU200是矢量信号发生器，可以将基带信号上变频调制到射频信号输出，SMU200内部有AWGN与多径衰落模块，可以根据测试需要添加高斯白噪声与多径衰落等功能。三载波实时信号的分析与调试泰克公司的WCA280A无线通信测试仪为一款结合频谱分析功能、调制域分析、时域分析及码域分析功能的多功能无线通信测试仪表，它的实时功能弥补了传统扫频式频谱仪实时性差的缺点，加强了对突发信号的研究。WCA280A具有实时频谱分析的功能，此功能相当于具有几百个分辨带宽滤波器同时工作，被测带宽内几百个滤波器同时进行滤波的结果使得显示出来的信号是实时的，用户可以设定一个时间窗，在此时间窗内的所有信号将会被无缝地显示出来。此功能在TD-SCDMA系统三载波的调测中具有非常重要的作用。从频谱图中可以看出连续三载频的频谱，在TD-SCDMA系统中，连续三载频的带宽小于5MHz，单载频的带宽小于1.6MHz，相邻载频间有很小的频率保护带，这些在频谱图中都很清楚。瀑布图是实时信号的三维图谱，水平方向为频率，垂直方向为时间轴，而信号的颜色则代表功率。从图中可以看出各个载波的功率随时间的变化过程，在瀑布图中颜色浅的线条表示功率较低，颜色深的线条表示功率较高，从颜色的深浅变化可以看出此三载频的功率是逐渐增大的，当增大到最大值后，功率又逐渐减小，这符合TDD收发时分的特点；在瀑布图中也可以看出在两个相邻的载频间有一小段颜色较浅的线条，这表示两载频间的频率保护带。在三载波调试过程中，如果关闭某个载频，通过瀑布图可以清楚的看到此过程，如图4所示，中间载频的信号被关闭了。同样，相应的改变各载波的输出功率，从瀑布图上也可以清楚的看出其变化过程，第一载频的功率较强，它的颜色较深，中间载频的功率较低，它的颜色较浅。使用WCA280A的实时频谱功能，可以直观的观测三载频的工作过程，这在NodeB的三载频联调中是非常有用的工具。TD-SCDMA三载波信道功率与占用带宽的测试使用泰克公司的WCA280A与RS的FSP系列频谱仪可以方便的进行连续三载波的信道功率和占用带宽的测试。在进行测试时，将频率设置为三载频的中心频点，测试带宽与参考电平合理设置，设置好收发切换点、下行导频码、扰码等，合适的设置好信号触发源（一般采用功率触发，若测试精度需求较高可以采用外触发），可以进行三载波测试。使用各仪表的TD-SCDMA测试模板，就可以进行TD-SCDMA信号的连续三载波信道功率和占用带宽的测试。TD-SCDMA 三载波信号的ACLR测试FSP与WCA280A可以完成ACLR的测试。FSP的TD-SCDMA测试模板可以完成单载波的测试，在连续三载波情况下可以测试第一邻道的ACLR。WCA280A的TD-SCDMA测试模板在系统默认的配置下，可以进行单载频的ACLR测试。由于WCA280A为用户提供了测试参数配置模板，所以在进行三载频的ACLR测试中，用户可以根据需要适当的修改模板，以满足测试需要。TD-SCDMA的连续三载波信号的ACLR定义为有用信号对邻道信号的比值，第一邻道为边缘载频的中心频率往阻带的方向频偏1.6MHz，第二邻道为边缘载频的中心频率往阻带的方向频偏3.2MHz，因此在进行三载频测试时，将测试参数模板进行相应修改。具体的测试过程： TD-SCDMA 三载波信号的调制域测试FSP与WCA280A可以进行TD-SCDMA连续三载频的调制域分析，可以测试EVM与星座图。进行调制域测试时，可以先在三载波的频谱图中读出每个载频的中心频率，然后在进行调制域测试时，将测试的中心频率设置为各载频的中心频点分别进行测试。TD-SCDMA 三载波信号的码域分析FSP与WCA280A可以进行TD-SCDMA连续三载频的码域分析，可以测试各码道的码道功率和峰值码域误差。进行联调时，可以直观的观测各载波的码道配置情况，这对基带与射频的联调是非常重要的工具。进行码域测试时，可以先在三载波的频谱图中读出每个载频的中心频率，然后在进行码域测试时，将测试的中心频率设置为各载频的中心频点分别进行测试。结 束 语ADS与ESG、WinIQSim与SMU200可以产生三载频的TD-SCDMA信号源，我们在三载频的RF子系统调试中可以方便的进行频率、码域、调制域的调试。WCA280A无线通信测试仪的实时信号分析功能给三载波信号的调试带来方便，可以方便地观测三载波信号的过程，为集成调试提供了重要的手段。FSP与WCA280A可以测试三载波的信道功率、占用带宽、ACLR、PCDE、EVM，方便