射频测试和测量_for 3G

1、 RF TEST SOLUTIONS至：中国电信北京研究院3G蜂窝基站中的射频测试和测量上海创电子设备有限公司二四年十一月二十三日适用于适用于 3G 移动基站移动基站 RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：2前言 本文内容及创远公司简介测试项目介绍 WCDMA 基站的天馈系统测量WCDMA 基站的射频功率和匹配测量WCDMA 基站模拟发射系统WCDMA 负载模拟器WCDMA 基站的频谱和杂散测量WCDMA 基站衰落模拟系统WCDMA 衰落模拟系统（点对点）射频测试和测量附件一、概述在本文中，概括的讨论

2、了适用于 WCDMA 蜂窝基站的射频测试和测量问题，目的是为用户在选型时提供参考依据。在推荐的测试方案中，是基于移动通信运营商和 ETSI TS 25.141 3GPP 测试标准的角度进行考虑的。涉及的射频测试项目包括：基站的天馈系统测量发射系统射频输出功率和匹配的在线测量基站模拟发射系统WCDMA 网络的小区呼吸效应模拟装置实验室应用的基站衰落模拟系统基站的频谱和杂散测量其它的射频测试和测量附件二、上海创远电子设备有限公司简介创远公司（）是一家具备二次开发能力的，提供射频测试和测量解决方案和设备的集成商。在和 3G 有关的射频测试项目中，我们已经完成的方案和产品有：为东方通信和华为提供的具有

3、 10MHz 视频带宽的通过式功率计Bird 5012为各运营商和制造商提供的移动基站天线和电缆分析仪SA为 Alcatel，UT，Siemens 等提供的 WCDMA 模拟发射系统为 Alcatel 和 Motorola 提供的 WCDMA 负载模拟器，以满足信产部的测试要求为 Alcatel 提供实验室应用的衰落模拟系统为超过半数的省级无线电监测站提供射频测试产品的集成为泰尔实验室提供部分射频测试附件 RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：4三、测试项目介绍在以下的章节中，对 WCDMA 涉及的射

4、频测试方法进行了简要描述。如需要更为详细的介绍，也可以提供相应的产品和应用说明。WCDMA 基站的天馈系统测量采用 BIRD SA 系列（如 SA4000）天线和电缆分析仪，可以解决从发射机的射频输出口到天线的以下指标测量：从发射机输出向天线方向的 WCDMA 全频段（1920-2170MHz）VSWR；从发射机输出端到天线任意物理位置的 VSWR 值，这项测试的意义在于准确定位馈线的故障点。图一、采用 SA4000 进行 WCDMA 基站的天馈系统测量可能的可能的故障点故障点可能的可能的故障点故障点可能的可能的故障点故障点可能的可能的故障点故障点RF Test Solutions for W

5、CDMATranscom International Ltd5图二、由 SA4000 观测到的扫频 VSWR 值11.001.011.021.031.041.051.061.071.081.091.100102030405060708090100Site-213, Gamma, Rx-130-Jul-1998 09:27a (238 points)M1:(100.30,1.06)VSWRDistance (feet)图三、由 SA4000 观测到的故障点定位图参考文件：创远公司：无线系统性能优化的关键天馈线的现场测试BIRD 公司：SA Datasheet创远公司：SA Presentatio

6、n Training RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：6WCDMA 基站的射频功率和匹配测量和 GSM 不同，WCDMA 的调制带宽达到了 5MHz，而其信号包络的峰均功率比达到 10-12dB。从这些新的特点我们可以得出结论，除了要准确测量发射机在工作状态下和天馈系统的匹配以外，还要对射频功率本身进行分析：如图四所示，通过式功率计可以串入在发射系统中真实反映发射机的输出及其和天馈系统的匹配情况，这是终端式功率计所无法实现的。 被测发射机 通过式 功率计 负载或 天线 短的插入电长度对传播特性的

7、影响极小 图四、通过式功率计适合现场应用新型的通过式功率计可以测量射频信号的平均功率、峰值功率、突发功率、峰值因子（峰均功率比）和 CCDF 值。对于运营商来说，除了平均功率和峰值功率以外，峰值因子的测量尤为重要，其意义在于可以观测 WCDMA 信号经过发射机中的放大器以后，是否会对 WCDMA 信号产生钳位，从而产生数据信号的误码。参考文件：创远公司：BIRD 5012 射频通过式功率计的应用BIRD 公司：5012 Datasheet英文版创远公司：5012 Datasheet中文版创远公司：5012 Presentation Training创远公司：用 5012 测量 WCDMA 功率

8、放大器RF Test Solutions for WCDMATranscom International Ltd7WCDMA 基站模拟发射系统在 WCDMA 基站的建设中，在采用规划软件进行系统设计后，往往还需要一个模拟的发射系统来进行传播模型的校正。和 GSM 系统不同的是，WCDMA 的 5MHz 调制带宽的信号在经过多径传播后会产生时延扩展效应，从而导致系统误码率的增加。所以我们建议采用宽带的发射机来进行模拟。一种做法就是采用一个标准的矢量信号信号发生器（如 Agilent 的ESG 系列） ，这种信号源完全可以满足 ETSI TS 25.141 3GPP 标准，在后级再加上一个射频功率

9、放大器就可以模拟一个 WCDMA 的基站了。而接收机则可以采用 Agilent 的 E6474A。采用创远的另外一个产品“WCDMA 负载模拟器”配合 E6474A，则可以模拟 WCDMA 的小区呼吸效应，见下节。参考文件：创远公司：用于 WCDMA 传播模型校正的模拟发射机创远公司：射频功率放大器 DatasheetWCDMA 负载模拟器在 WCDMA 系统中，由于“呼吸效应”的存在，随着移动台数量的变化，其下行的覆盖半径也会随之变化。配合 Agilent 的 E6474A，创远公司提供的 LS 系列负载模拟器为模拟这种变化提供了一种手段。LS 系列负载模拟器可以在上行方向提供 3dB 的衰

10、减来模拟用户增加 50%时的下行变化，同时也提供了0-10dB 的衰减范围来模拟更多的变化。参考文件：创远公司：Datasheet_WCDMA Load Simulator创远公司和 Alcatel 公司：WCDMA 负载模拟器测试报告 RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：8WCDMA 衰落模拟系统WCDMA 衰落模拟系统又称为“Radio Rack”或者“Communication Fading Simulator” ，是一种客户化的射频测量系统。用于在实验室模拟无线电信号的衰落情况，见图五： 2

11、 Way 2 Way 2 Way 2 Way 4 Way 2 Way 2 Way 2 Way 2 Way 4 Way 2 Way 8 Way From / To BTS To / From Mibile 图五、WCDMA 衰落模拟系统WCDMA 衰落模拟系统（点对点）采用图六的测量系统可以模拟点对点收发系统的衰落。RF Test Solutions for WCDMATranscom International Ltd9 Transmitter Receiver Attenuator Attenuator 图六、点对点衰落模拟系统WCDMA 基站的频谱和杂散测量在无线电监测条例和 ETSI T

12、S 25.141 3GPP 测试标准中，都规定了需要在 9kHz12.72GHz 的范围内测量基站产生的杂散。在这项测试中，有二个需要注意的问题：射频取样点的选择为了测到真实的杂散，频谱测量的取样点应该在主馈线上；这需要采用宽带的衰减器和宽带的定向耦合器来实现；为了完成-98dBm 杂散值的测量，需要用到带阻滤波器和低噪声放大器配合 Agilent 的 PSA 频谱分析仪（如 E4440A）来完成测量。 RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：10图七、WCDMA 基站的杂散测量用于 WCDMA 基站的

13、射频测量附件序号序号数量数量型号型号描述描述单价单价金额金额一、测试电缆部分1.012RTK161-03-03-1000微波稳相测试电缆,DC-18GHz,Nm-Nm,1米1.021RTK161-01-03-1000微波稳相测试电缆,DC-18GHz,SMAm-Nm,1米1.031RTK161-01-01-1000微波稳相测试电缆,DC-18GHz,SMAm-SMAm,1米1.042RG214-03-03-1000低损耗测试电缆,DC-3GHz,Nm-Nm,1米1.051RG223-03-03-1000通用测试电缆,DC-3GHz,Nm-Nm,1米1.061RG223-01-03-1000通用

14、测试电缆,DC-3GHz,SMAm-Nm,1米1.071RG223-01-01-1000通用测试电缆,DC-3GHz,SMAm-SMAm,1米载频：载频：+23dBm杂散：杂散：-118dBm载频：载频：-22dBm杂散：杂散：-119dBm载频：载频：-2dBm杂散：杂散：-99dBm载频：载频：+43dBm杂散：杂散：-98dBm Coupler(-20dB) Notch Filter(-45dB) Agilent E4440A (-105dBm100kHz) BTS 3dB Atten. LNA(+23dB) 载频：载频：-25dBm杂散：杂散：-122dBmRF Test Soluti

15、ons for WCDMATranscom International Ltd11备注:1.RTK161是为了测量12.75GHz的杂散而配置，其外径为5.33mm，损耗约1.3dB/m18GHz；2.RG214是低损耗电缆，用于功率和天馈系统测量；3.RG223则是通用的测试电缆。二、射频转接器部分2.11RFA-2008S精密射频转接器套件,N-SMA,N-N,SMA-SMA,共八件, 18GHz,不锈钢2.21RFA-6006精密射频转接器套件,N-3.5mm, 3.5mm-3.5mm,共六件, 18GHz,不锈钢2.31RFA-4004蜂窝基站应用的射频转接器套件,N-DIN7/16,

16、共四件, 7.5GHz备注:1.DIN7/16，N和SMA是蜂窝系统中常用到射频接口；2.3.5mm则是配合Agilent的PSA频谱分析仪等而配置。三、固定衰减器部分3.11AF-06-18-5-N固定衰减器套件,18GHz,5W,1,3,6,10,20,30dB,共六件,N(m-f)3.21AF-06-18-2-A固定衰减器套件,18GHz,2W,1,3,6,10,20,30dB,共六件,SMA(m-f)3.3130A-5018-34固定衰减器, 18N50W-30,18GHz,50W,30dB,N(m-f)四、可调衰减器部分4.11AC-18-2-99-A手动步进衰减器, DC-18GH

17、z, 2W, 0-99dB, 1dB/10dB步进4.21AC-03-1-80-N手动步进衰减器, DC-3GHz, 1W, 0-80dB, 1dB/10dB步进五、隔离器和环流器5.1CI-21002170-100-N环流器,2100-2170MHz,100W,N5.2CI-19202170-100-N环流器,1920-2170MHz,100W,N5.3IS-21002170-100-N隔离器,2100-2170MHz,100W,N54IS-1922170-100-N隔离器,1920-2170MHz,100W,N RF Test Solutions for WCDMA电话 传真：021- 64326777；技术支持：12备注：1.隔离器在测量中往往用来提高信号源的输出纯度；2.环流器可以搭建成一个双工回路用于收发信机的衰落模拟实验。六、定向耦合器6.11DCM-0825-20-N定向耦合器器, 824-2500MHz, 50W, 20dB, N6.211850定向耦合器器, 0.5-18Hz, 50W, 20dB, N备注：用于信号取样。七、功率分配器部分7.11PD-0825-N二路功率分配/合成器器, 0.8-2.5GHz, 30W, N7.21PS2-20-450