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TD升级考验射频测试
2010-03-23 00:00:00 来源:[通信产业报]

  作为一种新的技术标准,TD-SCDMA在技术的成熟性和商用经验方面稍显欠缺,因此大量的测试工作是保证其成功商用的基本前提。R&S是目前少有的能提供完整的TD射频测试方案的厂商。

  TD-SCDMA(以下简称“TD”)的成功发展不仅取决于目前其产业化的转变和大规模的商用,还有一个重要内容是其后续发展问题。TD的演进基于3GPP的演进路线,目前已经开始了HSDPA的研发工作,其测试工作也提上了日程。

  罗德与施瓦茨(R&S)一直关注中国TD的发展,并在业界率先推出了TD测试解决方案,并且全面支持TD-HSDPA测试,也是目前少有的能提供完整的TD射频测试方案的厂商。根据产品从研发到生产的不同过程,可以把测试分为三个部分:a)对模块和器件进行测试评估;b)把模块集成到系统,对整个系统进行验证测试;c)在批量生产时,进行生产测试。不同的阶段,测试方法不尽相同:器件测试主要侧重器件的相关指标;系统测试侧重整机性能;生产测试侧重速度、重复性和稳定性。针对这些不同测试阶段,R&S均提供了相应的测试解决方案。

模块和器件测试

  要保证最终的产品能通过严格的一致性测试,首先需要保证基带和射频的器件电路符合更严格的要求。R&S的矢量信号源SMJ100A和频谱仪FSU(或FSP)可以实现这些测试。以多载波功放及直放站(RRU)测试为例:

  对于TD基站功放以及直放站测试,主要评估的测试项目包括:信道功率;功率对时间关系(PvT)(上升沿和下降沿模板);邻近信道泄漏比(ACLR)(单载波和多载波);多载波功率;频谱杂散模板;频谱发射模板(SEM);误差矢量幅度(EVM)。

  在进行TD功放研发测试时,PvT、多载波ACLR以及各种触发信号的需求对仪器的要求比较高,R&S测试解决方案可以完全满足要求:

  1.在FSU和FSP中可采用两次扫描方式进行PvT的测试,具体是分别通过开关,打开对带内扫描,开关闭合时对带外扫描并通过曲线拟合成实际测试的PvT曲线,该测试方法也被证明能有效地对基站功放进行测试,并且实现了112dB的开关电平测量动态范围,甚至可以测试TD-SCDMA基站在最大30dBm的发射功率下的PvT测试。

  2.TD基站功放要求最高测试六载波ACLR,SMJ100A可产生非常理想的信号,而FSU/P同样提供了足够的测量范围。从而保证了测试到的ACLR不是由于测试仪器造成的。FSU六载波ACLR可达-66db,FSP六载波ACLR可达-61db。

  3.由于TD的时分特性,在测试当中需要多个触发信号,提供给分析仪器以及被测功放,SMU具备灵活且方便的触发信号设置,可以产生各种触发信号。

  4.作为一种调制指标的测试,误差矢量幅度EVM对于直放站和功放测试很重要,因为EVM能直接体现放大器的非线性引起的信号失真和畸变。FSU/P内置的TD选件不但能测试TD信号的功率和频谱,还可以直接测试其EVM,大大方便了功放和直放站测试。

  5.TD-HSDPA中引入了16QAM高阶调制方式,对于功放和直放站的线性度提出了更高的要求。除了需要测试EVM等调制指标以外,符号的星座图也是一个很必要的测试方法。

系统验证测试

  3GPP25.142(基站)和34.122(终端)的射频一致性测试规范定义了发射机、接收机的特性和系统性能的测试要求。其中TD-SCDMALCR的基站/终端则是根据该规范的1.28McpsTDD的要求进行测试。上述规范是研发和一致性测试中采用的准则。在该阶段,对被测设备的测试往往非常严格,以排除各种潜在的缺陷。研发测试对仪器的功能、动态范围、精度等要求极高。

  R&S提供了SMU200A+FSQ+SMA+NRP的研发测试解决方案。SMU200A可以内置两路独立的信号源,其中一路用于产生有用信号,另外一路则可以产生规范定义的各种干扰信号(连续波或者调制信号干扰),从而实现两台信号源的功能。而且SMU200A可以产生规范要求的衰落模拟和AWGN,这样,一台SMU200A就能满足规范对信号源的要求。FSQ的频谱仪模式具备同类产品中最佳的动态范围,这在进行规范要求的杂散测试和ACLR测试是非常重要的。而FSQ的矢量信号分析模式则可以对信号进行IQ域的分析,便于在研发阶段定位和分析故障。SMA是一台高性能的模拟信号源,用于接收交调特性测试。功率计NRP主要用于精准功率测试。

  对于TD-HSDPA,由于在物理层引入了一些新技术,从而测试仪表也要具有一些新的功能:

  1)在HSDPA中引入了下行共享信道HS-PDSCH,可以支持16QAM的调制,还引入了共享控制信道HS-SCCH。因此在信道模拟时需要增加相应的一些信道。这些在SMU200A中已经实现。

  2)在HSDPA的接收机测试中,增加了526Kbps和730Kbps的下行参考测量信道。SMU200A提供了具有信道编码功能的这两个信道的模拟,可以进行HSDPA的接收机测试。

  3)在TD-HSDPA的信号分析中,按照一致性测试的要求,发射机的测试项目和以前没有太大的变化。只是需要在增加了新的物理共享信道的情况下,对于发射功率,频谱带宽,频谱杂散模板等进行重新测试;对于调制质量指标EVM和PCDE的测试,需要在新的调制方式16QAM下重新测试。R&S的频谱分析仪FSU以及K76,K77选件完全可以满足测试需求。

  R&S的方案是业界所能提供的最紧凑、最强劲的研发测试解决方案,并且具有以下几个特点:

  *全内置的实时测试环境,无需外接PC及附件,测试过程简捷方便。

  *优越的性能指标及强大的测量功能,帮助用户进行TD基站的设计、开发和调试。

  *遵循规范的一键式操作与灵活的用户自定义设置相结合。

  *强大的内置信道衰落模拟功能。

生产测试

  R&S公司的TD生产方案,是综合考虑了测试项目、测试速度、可靠性、数据一致性和成本节约的解决方案,适合基站,移动台以及包括直放站在内的一系列网络设备在内的测试需求。帮助客户迅速地建立满足要求的生产线。

  以TD终端生产测试为例,终端的测试通常会分为校准和最终测试两个步骤:前者对终端的接收和发射机进行射频调整;后者在整机装配完成后,测试整机的性能指标是否达到规定的要求。对于终端的射频校准和最终测试,R&S公司的推荐方案是FSP+SMJ00A——一套高速且经济的测试解决方案。

  在进行终端校准测试时,SMJ配合K50选件,可以产生不同电平和频率的标准信号,用于终端的接收机进行线性校准。SMJ具有很快的频率稳定时间和很大的幅度范围,可以快速建立全频段和全电平范围的信号,利于提高校准的准确性和速度。频谱仪FSP配合K77选件,测试速度很快,当手机的发射功率降到-50dBm时,由于采用信道滤波器和时域平均功率方法,FSP仍然可以进行快速、精确的测试。

  在进行终端的最终测试时,SMJ配合TD实时信道编码选件K51,可以产生具有完整信道信息和控制信息的下行信号,从而让终端同步并解调下行信号,进行BER和BLER等接收机灵敏度指标测试。同时,FSP可以测试终端的发射指标,如功率、误差矢量幅度(EVM)、频率误差以及频谱特性等。

  对于基站和终端的TD-HSDPA的接收机测试,需要SMJ的K51选件,该选件支持最新的TD-HSDPA信号的模拟,可以产生具有新的物理共享信道和新的调制方式的TD-HSDPA信号,而且可以产生具有信道编码功能的TD-HSDPA参考测量信道,从而可以进行TD-HSDPA的接收机测试。对于TD-HSDPA的发射机测试,FSP以及K76和K77选件分别可以对基站和终端进行发射机的测试。

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