WCDMA射频测试指导书 (1)

1、wcdma射频测试指导书目 录前 言31 范围42 应用标准及参考资料43 符号和缩略语44 测试条件和设备65 测试内容7前 言 本指南为手机硬件测试系列指南中的wcdma 射频测试部分。因为3g（wcdma）手机硬件的测试在涉及基带相关的测试与2g(gsm)差别不大，所以此文档中主要描述的主要是3g（wcdma）射频相关的测试。 本指南由深圳市朵唯致远科技有限公司硬件测试小组起草制定。手机硬件测试指南 3g射频测试1 范围本规范明确了wcdma手机硬件的项目、测试方法和测试设备。由于手机平台的不同，导致手机功能的多样性，难免保证该测试规范能适合所有的机型，故在实际测试中应根据实际情况予以取

2、舍。本规范适用于深圳市朵唯致远科技有限公司硬件测试人员对3g手机硬件的测试。2 引用标准及参考资料1 3gpp ts 34.121terminal conformance specification; radio transmission and reception (fdd)(release 6) 2 3gpp ts 34.123ue conformance specification, part 1,2,33 3gpp ts 34.124electromagnetic compatibility (emc) requirements for mobile terminals and anc

3、illary equipment3 符号和缩略语berbit error ratio误比特率blerblock error ratio误块率btsbase transmitter station基站dldown link (forward link)下行链路（前向链路）fddfrequency division duplex频分复用ulup link (reverse link)上行链路（反向链路）bchbroadcast channel广播信道ccpchcommon control physical channel公共控制物理信道cctrchcoded composite transport

4、 channel码组合传输信道cpichcommon pilot channel公共导频信道dchdedicated channel专用信道dpcchdedicated physical control channel专用物理控制信道dpchdedicated physical channel专用物理信道dpdchdedicated physical data channel专用物理数据信道dschdownlink shared channel下行共享信道dtxdiscontinuous transmission不连续发射fachforward access channel前向接入信道pchp

5、aging channel寻呼信道p-ccpchprimary common control physical channel主公共控制物理信道pdschphysical downlink shared channel物理下行共享信道pichpage indicator channel寻呼指示信道prachphysical random access channel物理随机接入信道pscprimary synchronisation code主同步码rachrandom access channel随机接入信道s-ccpchsecondary common control physical c

6、hannel从公共控制物理信道schsynchronisation channel同步信道sfspreading factor扩频因子tstdtime switched transmit diversity时间切换发射分集tfcitransport format combination indicator传输格式组合指示tpctransmit power control发射功率控制aclradjacent channel leakage power ratio邻道泄漏功率比berbit error ratio误码率blerblock error ratio误块率dpchdedicated ph

7、ysical channel专用物理信道dpch_ecaverage energy per pn chip for dpch.dpch每个伪随机码的平均能量eirpeffective isotropic radiated power有效全向辐射功率evmerror vector magnitude误差矢量幅度fddfrequency division duplexing频分双工ferframe erasure rate, frame error rate误帧率fuwfrequency of unwanted signal.非有用信号的频率gsmglobal system for mobile

8、communications全球移动通信系统tddtime division duplexing时分双工tfctransport format combination传输格式组合ueuser equipment用户设备wcdmawideband code division multiple access宽带码分多址4 测试条件及设备4.1 环境温度4.1.1 正常温湿条件正温度: 15c60c，相对湿度：20%-75%。4.1.2 极限温湿条件温度：-10c55c，测试箱内相对湿度应予控制，以便不出现过分凝结水。4.2 电源条件测试过程中，被测设备的电源由测试电源代替。测试电源的供电电压为待测

9、设备标称工作电压。4.3 振动要求在振动条件下测试手机，应采用随机振动，其振动频率范围和加速度频谱密度（asd）如下：在频率为1020hz范围内，其振动asd为0.05g/hz。在频率为20150hz范围内，在20hz时asd为0.005g/hz，其它频率为-3db/倍频程。5 测试内容cmu200测试前的设置 1. 按“reset” 键初始化 cmu200。 2. 按“menu select”键，选择“wcdma fdd signaling”。 3. 按“bs signal”软键（屏幕下部），进入“node-b settings”，选择“level reference”，设置成“output

10、 channel power”。 4. 按“connection”软键（屏幕下部），选择“dedicated chann.”软键（屏幕右）， 设置成“rmc”。 5. 打开手机电源，等待手机注册（在cmu上的状态由“signal on”变成“registered”） 6. 按“connect ue”软键（右上），cmu200会呼叫手机，确认手机已经进入连接状态。 5.1.open loop power control in the uplink（上行开环功控）5. 1.1.指标定义上行开环功率控制是ue通过对下行信道信号的测量，估算出信号在传播路径上的功率损失，从而确定上行信道的发射功率。这种

11、功控方式是非常不准确的，因为在fdd模式下，从基站到移动台（前向）的路径损耗与从移动台到基站（反向）的路径损耗是不一样 ，因为前向与反向的衰落分布并不一致。所以开环功控只是在连接建立之初才使用，一般用于功率初始值的设定。5. 1.2.测试目的 验证ue开环功率控制的容限是否超过指标要求。测试ue接收机在接受动态范围内正确测试接受功率的能力。5. 1.3.测试要求 ue开环功率控制的容限不能超过表1中的要求：条件最低容忍度要求正常条件 9db极端条件 12db 表1 开环功率控制容忍度5. 1.4.测试方法1. 关闭手机电源。 2. 按“ue signal”软键（下部），选择“ue power

12、control”进入“open loop”设置如下参数：（以rx upper为例） “primary cpich dl tx power”设成19 dbm；（即为：reported p-cpich-power） “uplink interference”设成 75 dbm； “constant value”设成 10 db； 3. 按“connection”软键（下部），根据表2设置“downlink power”（左边软键），以rx upper为例，设为-25dbm。 4. 按“openloop power”软键（左边），按一次“on/off”键（位于数字键下方）打开openloop pow

13、er测量。 5. 打开手机电源，等待手机注册，读取openloop power测量值。 6. 根据rx middle和rx sensitivity level重复步骤1到5。parameter rx upper dynamic end rx-middle rx-sensitivity level or (note 3) 25,0 dbm / 3,84 mhz65,7 dbm / 3,84 mhz106,7 dbm / 3,84 mhzcpich_rscp (notes 3 and 4) 28,3 dbm69 dbm110 dbmprimary cpich dl tx power +19 dbm

14、+28 dbm+19 dbmsimulated path loss = primary cpich dl tx power cpich_rscp +47,3 db+97 db+129 dbul interference 75 dbm101 dbm110 dbmconstant value 10 db10 db10 dbexpected nominal ue tx power (note 5) -37,7 dbm-14 dbm+9 dbm表2开环功率控制测试参数 图1 cmu200上测试上行开环功控.1. transmit on/off time mask（发射开关时间模板）. 1.1.指标定义

15、发射开关时间模板是指ue发射机从打开到关闭，从关闭到打开的过程中，发射功率电平的变化所对应时间的变化。6. 1.2.测试目的验证ue发射开/关的过程与时间的关系是否符合标准的规定，避免超过指标要求的发射开/关响应误差会增加对其他信道的干扰或本信道上行链路的发射误差。6. 1.3.测试要求发射机功率/时间模板如图3、图4所示，对prach preamble功率应符合图3的规定，dpdch和prach的数据部分和控制部分的发射开/关时间模板应符合图4的规定。 prach的preamble功率提升期间以及最后一个preamble与信息部分（控制部分+数据部分）之间的功率精确度应满足表3的要求； 表3

16、 发射功率步长容忍度 表3prach的preamble功率提升期间以及最后一个preamble与信息部分之间的发射功率误差容限 表4 发射开关时间模板设置参数6. 1.4.测试方法1. 关闭手机电源。 2. 按“ue signal”软键（下部），进入“open loop power control”设置如下参数： “primary cpich dl tx power”设成19 dbm； “uplink interference”设成 98 dbm； “constant value”设成 10 db； 3. 按“connection”软键（下部），根据下表设置“downlink power”（左

17、边软键）， 设为-106.7dbm。 4. 按“connect. control”软键，切换到测量界面，按“menus”软键（右下），选择“power”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“on/off time mask”软键（下部）。 5. 打开手机电源，等待手机注册，读取on/off time mask测量值。 图5 发射开关时间模板7.1. maximum output power （最大输出功率）7. 1.1.指标定义最大输出功率是指功率控制设置为最大值时ue的输出功率，不包括保护时段内一个时隙的平均功率，7. 1.2.测试目的 验证ue的最大输出功率的误差

18、不超过容限值，过大会干扰其他信道或者其他通信系统，过小会缩小小区的覆盖范围。7. 1.3.测试要求 ue的标称最大发射功率取决于ue的功率等级，即时是使用多码传输。其最大发射功率也应满足表5的要求：功率等级最大输出功率容忍度1 +33 dbm +1 / -3db2 +27 dbm +1 / -3db3 +24 dbm +1 / -3db4 +21 dbm +2 / -2db 表5 ue的功率等级我司的内控标准为22.5 1db。7. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“power”软键（下部），然后“application”软键 （右上）

19、，选择“maximum power”软键（下部）。 3. 读取max power测量值（读取rms值）。 图6 最大输出功率8.1. minimum output power（最小输出功率）8. 1.1.指标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，不包括保护时段内一个时隙的平均功率，8. 1.2.测试目的 验证ue的最小输出功率的误差不超过容限值，超过指标要求的最小功率会干扰其他信道或者其他通信系统，降低系统容量。8. 1.3.测试要求 最小输出功率应该低于-50dbm。 8. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“pow

20、er”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“minimum power”软键（下部）。 3. 读取min power测量值（读取rms值）。 图7 最小输出功率9.1. peak code domain error（峰值码域误差）9. 1.1.指标定义峰值码域误差是通过按特定扩频因子将矢量误差功率计算映射到码域。每个码字的误码误差是该码字上的平均映射功率与基准复平面波形平均功率之比，并以db表示。峰值码域误差是所有码字码域误差中的最大值。对于r99和r4版本的ue，测量间隔通常为一个时隙。对于r5版本的ue，测量间隔是一个时隙，当时隙之间的平均功率改变时，测量间隔在每

21、个时隙的两端各减去25us。此要求仅限于多码传输。9. 1.2.测试目的 验证ue的调制精度和限制码道间的串扰能力，超过指标要求的峰值码域误差会增加本信道上行链路的发射误差。9. 1.3.测试要求 扩频因子为4时，在表6的测试条件下峰值码域误差不应超过 -15db.参数级别/状态单位ue输出功率 -20dbm工作条件正常条件功率控制步长1db测量周期aprach3904chipsany dpch12802560b注a：任意25us过度周期。注b：标称功率持续不变的最长周期 表6 误差矢量幅度/峰值码域误差参数设置9. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键

22、（右下），选择“modulation”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“overview wcdma”软键（下部）。 3. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern config”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；然后设置“tpc pattern setup”（下部）为“set 2”。 4. 读取pcde测量值。 5. 按“bs. signal settings”软键（右部），设置“tpc pattern setup”为“set 1”。6. 按“ue signal/ul ta

23、rget power”软键（右部），设置“ul target power”为 -20dbm。 7.重复步骤4。 图8 峰值码域误差10.1. error vector magnitude (evm)（矢量幅度误差）10. 1.1.指标定义误差矢量幅度是指测量波形与理想调制波形之间的矢量差。两个波形都是通过一个匹配的带宽3.84mhz、滚降系数0.22的根升余弦滤波器，然后通过选择频率、绝对相位。绝对幅度和码片定时对波形进行修正，以减小误差矢量。evm的定义为：误差矢量平均功率与参考平均功率之比的平方根，用表示。测量间隔通常为一个时隙。10. 1.2.测试目的 验证ue的调制精度是否符合指标要求

24、，超过指标要求的矢量幅度误差（evm）会增加本信道上行链路的发射误差。10. 1.3.测试要求 对于r5版本的ue，测量间隔通常为一个时隙，但当时隙间的平均功率发生变化时，测量间隔在每个时隙的两端各减去25us。对于表6所规定的参数evm国标不应超过17.5，我司内控标准不应超过9.5。10. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“modulation”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“overview wcdma”软键（下部）。 3. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc p

25、attern config”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；然后设置“tpc pattern setup”（下部）为“set 2”。 4. 读取evm测量值（读取rms值）。 5. 按“bs. signal settings”软键（右部），设置“tpc pattern setup”为“set 1”。 6. 按“ue signal/ul target power”软键（右部），设置“ul target power”为 -18dbm。 7. 重复步骤4。 图9 矢量幅度误差11.1. occupied bandwidth (obw)(占用带宽)11.

26、1.1.指标定义占用带宽是指以载波中心频率为中心，包括发射频谱中全部发射功率的99的带宽。11. 1.2.测试目的 验证ue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其他信道和其他通信系统的干扰。11. 1.3.测试要求 对wcdma占用带宽应小于5mhz。11. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“spectrum”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“aclr fft/obw”软键（下部）。 33. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern confi

27、g”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；设置“tpc pattern setup”为“set 2”。 4. 读取obw测量值。 图10 占用带宽12.1. frequency error（频率误差）12. 1.1.指标定义频率误差是指ue射频发射的已调载波频率与基站射频发射的已调载波频率之间的差值。12. 1.2.测试目的 验证ue的发射机载波调制的精确度。该测试考察ue接受机从接收到的信号中获取正确频率信息的能力，获取的频率信息会被ue发射机使用。12. 1.3.测试要求 ue的调制载频波频率与node b载波频率在一个时隙内的误差应保持在0.1pp

28、m以内。12. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“modulation”软键（下部），然后“applic.1”软键（右上），选择“overview wcdma”软键（下部）。 3. 按“bs. sig.lvl”软键（右部），选择“level”软键，设置“output chn. power”为 -106.7dbm，设置“dpch power”为-10.3db(默认值)。 parameter level / status unit dpch_ec 117 dbm / 3,84 mhz or 106,7 dbm / 3,84 mhz 表7 频

29、率误差设置参数 4. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern config”（下部）， 设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；然后设置“tpc pattern setup”（下部）为“set 2”。 5. 读取carrier frequency error测量值。 图11 频率误差13.1. adjacent channel leakage power ratio (aclr)（邻道泄漏比）13. 1.1.指标定义邻道泄漏比（(aclr）是指该信道的根升余弦滚降滤波器滤波后的平均功率与其落到相邻信道辐射功率的比值。1

30、3. 1.2.测试目的验证ue发射时的aclr值是否超过指标要求。超过指标要求会增加对相邻信道或其他通信系统的干扰。13. 1.4.测试要求 ueue发射时的aclr值应满足表8中的要求power classue channel aclr limit （国标）aclr limit （企标）3 +5 mhz or 5 mhz -33 db -383 +10 mhz or 10 mhz -43 db -484 +5 mhz or 5 mhz -33 db -384 +10 mhz or 10 mhz -43 db -48 表8 邻信道泄露比设置参数13. 1.5.测试方法1. 确认手机已经进入连接

31、状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“spectrum”软键（下部），然后“application”软键 （右上），选择“aclr filter”软键（下部）。 3. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern config”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；设置“tpc pattern setup”为“set 2”。 4. 读取aclr测量值。 图12 邻道泄漏比14.1. spectrum emission mask（频谱辐射模板）14. 1.1.指标定义频谱辐射模板的频率范围为距ue载波中

32、心频率2.5mhz到12.5mhz间的频率段。带外辐射通过与ue载波的rrc滤波后平均功率相比较得到。14. 1.2.测试目的验证ue发射功率在信道带宽以外的辐射是否符合指标要求，超过指标要求的频谱辐射会增加对其他信道或者其他通信系统的干扰。14. 1.3.测试标准 ue的频谱辐射功率应满足下表中的要求，我司在国标的基础上再增加了3dbm。频率偏移f（mhz）a最小要求b测量带宽cband i、ii、iii、v、vi最小要求band ii、v附加要求2.53.5 -35-15*（f-2.5） dbc -15dbm30khzc3.57.5 -35-1*（f-3.6） dbc -13dbm1mhz

33、d7.58.5 -39-10*（f-7.5） dbc -13dbm1mhzd8.512.5mhz -49dbc -13dbm1mhzd注：a. f是载频和测量带宽中心点之差。 b. 最小要求取相对要求和绝对要求中较大值。 c. 第一个和最后一个30khz测量点是f为2.515mhz和3.485的频点。 d. 第一个和最后一个1mhz测量点是f为4mhz和12mhz的频点。 e .通常，测量设备的分辨率带宽应等于测量带宽。然而，为了提高测量精度、灵敏度和有效性，分辨率带宽可以小于测量带宽。若分辨率带宽小于测量带宽，测量结果应在测量带宽上进行积分以得到测量带宽的等效噪声带宽。 表9 频谱辐射设置参

34、数14. 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“spectrum”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“emission mask”软键（下部）。 3. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern config”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；然后设置“tpc pattern setup”（下部）为“set 2”。 4. 读取spectrum emission mask测量值。 图13 频谱辐射模板15.1. ue phase

35、 discontinuity（相位不连续）15. 1.1.指标定义相位不连续是指ue在闭环功率控制下两个相邻时隙的相位变化不能超过一定的限值，而且同时要求频率误差和evm都不能超过一定值。15. 1.2.测试目的验证ue的调制精度是否符合指标要求，超过相位不连续的指标要求会增影响ue的内环功率控制。15. 1.3.测试标准相位不连续要求任何两个相邻时隙的相位变化小于30度，evm误差小于17.5%，频率误差在-190hz190hz之间。 测试项测试要求maxphdisc 30 degreesmaxevm 17.5%maxfreqerr -190hz 190hz 表10 相位不连续设置参数15.

36、 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“modulation”软键（下部），按“applic.1”软键两次（右上）以进入“applic.2”，选择“phdisc”软键（下部）。 3. 按“bs. signal settings”软键（右部），进入“tpc pattern config”（下部），设置“set 2”中的“pattern type”为“all 1”；然后设置“tpc pattern setup”（下部）为“set 2”。 4. 等待手机到达最大发射功率后，设置“tpc pattern setup”为“phd down”。 5.

37、按“activate pattern”软键，读取ue phase discontinuity测量值。 6. 重复步骤5直到手机到达最小功率。 7. 设置“tpc pattern setup”为“test phd up”。 8. 按“activate pattern”软键，读取ue phase discontinuity测量值。 9. 重复步骤5直到手机到达最大功率 图14 相位不连续16.1. inner loop power control in the uplink(ilpc) （上行内环功率控制）16. 1.1.指标定义上行内环功率控制是指ue发射机根据在下行链路接收到的一个或多个功率控

38、制命令(tpc)而对ue发射机输出功率的调整。16. 1.2.测试目的验证ue内环功率控制步长是否符合指标要求，考察ue是否能够正确地获得功率控制命令（tpc）。16. 1.3.测试标准ue应根据tpc命令中的tpc或rp-tpc进行以1db、2db或3db为步长的发射机输出功率调整。 内环功率控制的功率控制步长的范围见表11； 内环功率控制引起的累计的输出功率改变值的范围见表12。 功率控制命令发射机功率控制范围1db步长2db步长3db步长最小值最大值最小值最大值最小值最大值10.5db1.5db 1db 3db 1.5db 4.5db0 -0.5db 0.5db -0.5db 0.5db

39、 -0.5db 0.5db-1 -0.5db -1.5db -1db -3db -1.5db -4.5db表11 发射机功率控制范围功率控制命令组10个相同功率控制命令组的发射机功率控制范围7个相同功率控制命令组的发射机功率控制范围1db步长2db步长3db步长最小值最大值最小值最大值最小值最大值18db12db 16db 24db 16db 26db0 -1db 1db -1db1db -1db 1db-1 -8db -12db -16db -24db -16db -26db0，0，0，0，16db14db0，0，0，0， -1 -6db -14db 表12 发射机累积输出功率改变范围16.

40、 1.4.测试方法1. 确认手机已经进入连接状态。 2. 按“menus”软键（右下），选择“power”软键（下部），然后“application”软键（右上），选择“power/slot table”软键（下部）。 3. 按“ue signal”软键（右部），设置“ul target power”为 -10dbm。 4. 按“bs signal setting”软键（右部），设置“tpc pattern setup”为“test step a”，按“activate pattern”软键。 5. 读取power/slot测量值。（提示：再按一次“p/slot table“，可以在“display mode“菜单（下部）中选择表格或图形显示测试结果） 6. 重复步骤4到6，其中步骤4的“tpc pattern setup”分别改为“test step b/c/d/e/f/g/h”。 图15 上行内环功率控制（stepe） 图16 上行内环功率控制（stepe）17.1. reference sensitivity level（参考灵敏度）17. 1.1.指标定义参考灵敏度是指比特误码率（ber）不超过给定值时，在ue天线端口处测得的最小接收平均功率。17. 1.2.测试目的验证ue在特定条件下接收低功率信号的能力，避免参考灵敏电平过高而减少基站的覆盖距离。1