WCDMA測試基礎(chǔ)培訓(xùn)

YanazhangWCDMA基礎(chǔ)及測試指導(dǎo)ContentWCDMA概述WCDMA測試指標HSDPA/DC-HSDPAWCDMA復(fù)雜測試指標WCDMA通信模式擴頻擴頻通信的基本特征就是擴展頻譜，具體做法是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。

擴頻技術(shù)的精確定義是：通過注入一個更高頻率的信號將基帶信號擴展到一個更寬的頻帶內(nèi)的射頻通信系統(tǒng)，即發(fā)射信號的能量被擴展到一個更寬的頻帶內(nèi)使其看起來如同噪聲一樣。

發(fā)射端，在天線之前某處鏈路注入擴頻碼，這個過程稱為擴頻處理，經(jīng)擴頻處理后原數(shù)據(jù)信息能量被擴散到一個很寬的頻帶內(nèi)。在接收端相應(yīng)鏈路中移去擴頻碼，恢復(fù)數(shù)據(jù)，此過程稱為解擴。顯然，收發(fā)兩端需要預(yù)先知道擴頻碼。

.4擴頻擴頻過程中的頻譜變化.5擴頻香農(nóng)公式C=B

log2(1+S/N)

（bit/s)為了提高信息的傳輸速率C，可以從兩種途徑實現(xiàn)，既加大帶寬W或提高信噪比S/N。換句話說，當(dāng)信號的傳輸速率C一定時，信號帶寬W和信噪比S/N是可以互換的，即增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求，當(dāng)帶寬增加到一定程度，允許信噪比進一步降低，有用信號功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲之下也是可能的。擴頻通信就是用寬帶傳輸技術(shù)來換取信噪比上的好處，這就是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù)。.6擴頻因子擴頻因子：擴頻后chip速率和擴頻前信號速率的比值，直接反映了擴頻增益。所以擴頻因子大的信道對應(yīng)著低的速率，擴頻因子小的碼道對應(yīng)著高的速率。碼片速率=擴頻因子×符號速率。在WCDMA中，擴頻因子(SF),是擴頻碼的序號，表示用多少位碼片（chip）來表示一個信息符號（bit），它的取值可以是2的n次方，如sf=2,4,8...512，常用的擴頻碼有OVSF碼等。對于一種確定的制式，碼片速率是不變的.WCDMA符號速率960kbps，SF=4,碼片速率3.84Mbps舉例：例如有一個1bit需要傳送，假如擴頻因子有8位10101010，這樣乘出來每一位都由一個8位的數(shù)據(jù)來表示，也就是說總的數(shù)據(jù)量增大了8倍。不同的用戶采用相互正交的擴頻因子，得到的數(shù)據(jù)用各自的擴頻因子進行還原來提取自己的數(shù)據(jù)。擴頻因子的大小決定了一個用戶的實際數(shù)據(jù)數(shù)率的大小

.7WCDMA測量.8Maximumoutputpower指標定義：UE最大輸出功率為天線端口的標稱功率測試目的：驗證UE的最大發(fā)射功率誤差不超過容限值，避免UE最大發(fā)射功率過大會干擾其他信道或其他系統(tǒng)，或UE最大發(fā)射功率過小會縮小小區(qū)的覆蓋范圍。寬帶功率測試（Thermalpower）針對大信號功率測試用于最大發(fā)射功率的測試,對于動態(tài)范圍大的測量應(yīng)；使用信道功率測試(Channelpower)Active/Allup/alternateOpenlooppowercontrol(OLPC)測試定義：驗證UE開環(huán)功率控制的容限是否超過指標要求，測試UE接收機在接收動態(tài)范圍內(nèi)正確測試接收功率的能力。通過對下行信道的信號測量，估算出信號在傳播路徑上的功率損失，從而確定上行信道的發(fā)射功率。這種功控方式是不準確的，因為在FDD模式下，從基站到UE的前向路徑損耗與從UE到基站的路徑損耗是不一樣的，因為前向與反向的衰落分布不一致。所以開環(huán)功控只是在建立之初才使用，用于功率初始值的設(shè)定這部分主要以基站發(fā)出大信號、中信號、小信號三種狀況下，來檢測UE是否能正確估算出開環(huán)輸出功率，以及開環(huán)輸出功率范圍。具體計算公式為：PRACHPreambleInitialPower=(P-CPICHDLTXPower)-(CPICH_RSCP)+(ULInterference)+(Constantvalue)。開環(huán)功率控制的目的提供初始發(fā)射功率的粗略估計，它根據(jù)測量結(jié)果對路徑損耗和干擾水平進行估計，從而計算初始發(fā)射功率。.10OLPCPRACHPreambleInitialPower=(P-CPICHDLTXPower)-(CPICH_RSCP)+(ULInterference)+(Constantvalue).11Innerlooppowercontrol指標定義：指UE的發(fā)射機根據(jù)在下行鏈路接收到的一個或多個功率控制命令(TPC_)來調(diào)整其輸出功率的能力。測試目的：驗證UE內(nèi)環(huán)功率控制步長符合指標要求，UE是否能夠正確地從TPC命令中獲得TPC命令。關(guān)于UE在內(nèi)環(huán)功控方面作了較好的功率控制位的形式和算法的規(guī)定，UE在內(nèi)環(huán)功控下，必須能發(fā)出–50dBm到+24dBm范圍內(nèi)的信號，而且還要求UE能夠很好響應(yīng)基站所發(fā)出的功率控制位，當(dāng)基站發(fā)出升（或降）1dB命令時，UE必須升（或降）1dB+/-0.5dB，當(dāng)基站發(fā)出升（或降）10dB命令時，UE必須升（或降）10dB+/-2dB。標準同時還規(guī)定了A,B,C,D,E,F,G,H8段區(qū)域，來測試UE。.12Innerlooppowercontrol.13Innerlooppowercontrol以TestSegment為A為例:發(fā)送30~60個TPC_cmd,每個slot功率維持-10dBm±9dB不變，相鄰時隙功率差符合圖1中TPC_cmd=0，步長=1dB的標準：±0.6dB；每10個連續(xù)時隙的平均功率改變符合圖2中TPC_cmd=0，步長=1dB的標準：±1.1dB以TestSegment為E：發(fā)送150個全0的TPC_cmd，TPC步長為1dB相鄰時隙組功率差符合圖1中TPC_cmd=-1,步長為1dB的標準：-0.4～-1.6dB。每10個連續(xù)時隙的平均功率改變符合圖2中TPC_cmd=-1,步長為1dB的標準：-7.7～-12.3dB備注：此標準適用與初始時隙功率和終止時隙功率在最小功率門限和最大功率門限值見。對于功率步長接近與最小或最大功率門限時，降低的步長要求不適用（不作為10個連續(xù)時隙的部分）.14Minpower.15測試定義：當(dāng)功率控制設(shè)置為最小值時UE的輸出功率。對于內(nèi)環(huán)和開環(huán)功率控制，最小輸出功率是指所需的最小發(fā)射功率。最小發(fā)射功率為一個時隙內(nèi)的平均功率測試目的：驗證無線環(huán)境較好，且UE與基站很近時，UE能把自己的輸出功率降得很低，以確保對其它UE的最小干擾和對電池的最小消耗測試標準：<-50dBm測試注意：UEtargetpower設(shè)置為-55dBm；ULCLPowerCtrlMode設(shè)AlldownbitsOBW測試定義：指以分配的信道頻率為中心，包含發(fā)射頻譜中全部發(fā)射功率的99％的帶寬。占用頻寬＝碼片速率*（1+α），對于WCDMA帶寬＝3.84*（1+0.22）＝4.75M。WCDMA系統(tǒng)中，α=0.22，α為根升余弦濾波器滾降系數(shù)。測試目的：保證占用帶寬符合標準要求，從而避免或降低了對其他信道或通信系統(tǒng)的干擾影響.16PhaseDiscontinuity指標意義：指UE在閉環(huán)功率控制下任何兩個相鄰時隙之間的相位變化，每個時隙的EVM以及頻率誤差。上行內(nèi)環(huán)功控每個時隙出現(xiàn)一次，而功率的變化會導(dǎo)致相鄰時隙的相位存在差異測試要求：1）每一個大于或等于-20dBm的時隙的EVM不應(yīng)超過17.5%2）每個測量時隙的頻率誤差不應(yīng)超過±(0,1ppm+10Hz)3）每兩個相鄰時隙的相位不連續(xù)性應(yīng)小于或等于36度；如果一個相位不連續(xù)性超過36度并且小于或等于66度，那么下面連續(xù)4個測量值應(yīng)小于或等于36度；所有相位不連續(xù)性均應(yīng)不超過66度.17PhaseDiscontinuityPowerControlPattern為5DOWN/4UP；NumberofPatternRepetitions為10讀取每個時隙的EVM，F(xiàn)er和Phd；STARTSINGLE測量直到UE輸出達到最小功率PowerControlPattern改為5UP/4DOWN；STARTSINGLE測量直到UE輸出達到最大功率.18PhaseDiscontinuity.19EVM指標意義：指誤差矢量信號平均功率和參考信號平均功率之間的比值，即誤差矢量信號和參考信號的均方根值之間的比值，并把這種比值以百分比的形式表示。測試目的：驗證UE發(fā)射信號的調(diào)制質(zhì)量。超標會增加本信道上行鏈路的發(fā)射誤差選擇WaveformQuality測量界面.20PeakcodedomainerrorPCDE指標意義：指誤差向量功率等效到特定擴頻因子的碼域所得到的誤差，定義為被測碼道的平均功率與參考波形平均功率之比，用dB表示。峰值碼域誤差定義為最大的碼域誤差。測試目的：驗證UE的調(diào)制精度和限制碼道間的串?dāng)_能力，超標會增加本信道上行鏈路的發(fā)射誤差。作為選擇，調(diào)制質(zhì)量也可以用碼域來表示。全部發(fā)射功率分割為能表現(xiàn)CDMA系統(tǒng)特征的單個的代碼信道。沒有分配的代碼信道不傳送數(shù)據(jù)，只是具有噪聲，可以看作是分配信道之間的串?dāng)_。計算各未分配代碼信道與已分配代碼信道的功率比，得到代碼域誤差測試標準：<-15dB.21PRACHQuality指標意義：PRACH報頭質(zhì)量測試，是衡量UE上行物理隨機接入信道PRACH報頭的調(diào)制質(zhì)量以便基站能夠確解調(diào)這個重要的控制信道信息。PRACH在發(fā)送信息時分兩部分，稱為Preamble報頭部分和Message消息部分，其中Preamble報頭部分是為了完成開環(huán)功控。UE將試探性地以初始功率Po發(fā)送該序列，直至下行鏈路上有應(yīng)答，才停止發(fā)送Preamble，轉(zhuǎn)為發(fā)送消息部分測試目的：驗證UE的第一個PRACH前導(dǎo)脈沖的發(fā)射質(zhì)量符合技術(shù)要求中定義的調(diào)制質(zhì)量、載波頻率、接入時隙和簽名序列的要求，以確保PRACH能夠被正確解調(diào)指標要求：EVM要求小于17.5%；頻率誤差要求小于0.10ppmPRACHPreamble要求在正確的接入時隙被發(fā)送，且簽名序列符合規(guī)定.22PRACHQuality.23Referencesensitivitylevel測試意義：指BER不超過給0.001（0.1%）時，天線端口處測得的接收機最小接收平均功率測試目的：檢驗接收機射頻電路，中頻電路及解調(diào)、解碼電路的性能，避免參考靈敏電平過高從而減少基站的覆蓋距離測試注意：如果ConfidenceTestResult顯示MaxBitsTested，應(yīng)該重新測試一次，還出現(xiàn)MaxBitsTested，應(yīng)該增加NumberofBitstoTest直至不再MaxBitsTested.24Referencesensitivitylevel.25Maxinputlevel指標定義：指在不降低BER性能的情況下，UE天線端口處接收機的最大輸入功率測試目的：過低則會對終端在基站的近距離的通信效果產(chǎn)生不利影響，衡量接收機在大信號電平輸入條件下產(chǎn)生非線性失真對BER的影響測試標準：?or為-25dBm/3.84MHz，發(fā)射功率為20dBm(powerclass3)時，BER<0.1%.26HSDPA.27縮寫名稱功能HS-DSCH下行共享數(shù)據(jù)信道共享信道碼資源HS-SCCH下行共享控制信道承載從MAC-hs到UE的控制信息，包括UE身份標記、H-ARQ相關(guān)參數(shù)以及HS-DSCH使用的傳輸格式HS-DPCCH上行專用物理控制信道承載上行鏈路物理層的反饋信息，ACK/NACK/CQIHSDPA(高速下行分組接入，HighSpeedDownlinkPackagesAccess)技術(shù)是實現(xiàn)提高WCDMA網(wǎng)絡(luò)高速下行數(shù)據(jù)傳輸速率最為重要的技術(shù)。HSDPA引入新技術(shù)1.碼資源共享2.快速調(diào)度，自適應(yīng)編碼，高階調(diào)制

TTI10ms2msAMC:根據(jù)信道狀況(C/I)調(diào)整調(diào)制方式16QAM/QPSK3.混合傳輸ARQ

NACK數(shù)據(jù)重傳給nodeB(wcdma重傳給RNC).重傳方式有兩種軟合并及遞增冗余模式4.新的媒體接入控制(MAC)實體MAC-hs

.285.7AHS-DPCCHpowercontrol指標意義：當(dāng)HS-DPCCH傳輸ACK/NACK以及CQI時可能引起的上行發(fā)射功率的變化。對于不同的承載信息，HS-DPCCH的功率不同。所以除了內(nèi)環(huán)功控，在HS-DPCCH上ACK/NACK或者CQI的發(fā)射，也將影響UE發(fā)射功率測試目的：為了驗證當(dāng)HS-DPCCH傳輸ACK/NACK以及CQI時可能引起的上行發(fā)射功率的變化，以及HS-DPCCH傳輸功率在允許的功率步長容忍度之內(nèi)。.29HSDPApowercontrol.30TPC_cmd=0power=0dbmHSDPApowercontrol.31TPC_cmd=1power=maxHSDPARCDPA指標意義：手機的各碼道電平值與總碼道的電平比值要在一定的誤差內(nèi).32HSDPARCDE指標意義：相對碼域誤差.33DCHSDPADC-HSDPA（Dual-cellHSDPA）是通過更大的頻譜帶寬來提升用戶的吞吐率。允許用戶同時接收來自兩個相鄰頻點異頻同覆蓋小區(qū)發(fā)送的HSDPA數(shù)據(jù)。物理層峰值速率可以達到42M.34DCHSDPASensitivity.35DCHSDPAthroughput.36物理層峰值速率可以達到42M.cell1/cell2碼道電平配置如下：5.11TXSpurious指標定義：雜散輻射指必要帶寬以外頻率的輻射，如諧波分量、寄生分量、互調(diào)產(chǎn)物和頻率變換分量等。但不包括由調(diào)制過程產(chǎn)生的帶外輻射，即不包括偏離載波頻率2.5MHz～12.5MHz范圍內(nèi)的輻射.375.11TXSpurious.385.12TXInterModulation指標定義：指有用信號和通過天線進入發(fā)射機的干擾信號共同存在時，發(fā)射機對由非線性器件產(chǎn)生的互調(diào)信號的抑制能力.395.12TXInterModulation互調(diào)：系統(tǒng)中二個的載頻信號（f1/f2）因為非線性因素,通常會產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物（f1+f2/f1-f2）,以及他們的及其二次諧波（2f1和2f2）也會進一步產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，就是三階互調(diào)（2f1-f2和2f2-f1）。以此類推，

可用nf1+mf2表示互調(diào)信號，即（n+m）階互調(diào)?；フ{(diào)產(chǎn)生的信號對通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收性能都會造成影響。舉例：載波信號f1，CW信號f2=f1+5M,三階互調(diào)信號2f2-f1=f1+10;2f1-f2=f1-5.405.12TXInterModulation.41Note1:8800系統(tǒng)只測試了三階互調(diào)Note2:CW信號為未調(diào)制信號，單一連續(xù)波6.4Adjacentchannelselectivity(ACS)指標定義：是指接收濾波器對載波信道的濾波衰減和對相鄰信道信號的濾波衰減的比例，體現(xiàn)了終端在鄰信道有干擾信號存在時接收有用信號的能力.426.4ACS.436.4AACSR5andlaterreleases.446.5Blockingand6.6response阻塞特性:指其他頻率(除去鄰道頻率和雜散響應(yīng)頻率)存在較強的干擾信號條件下，接收機接收有用信號時，控制性能下降不超過給定惡化限值的能力。帶內(nèi)阻塞指落在UE接收頻段上或接收頻段±15MHz以內(nèi)的頻點處出現(xiàn)的干擾信號；帶外阻塞指落在UE接收頻段±15MHz以外的頻點處出現(xiàn)的干擾信號雜散響應(yīng):指存在由其它頻段的非調(diào)制連續(xù)波干擾信號引起的接收機性能下降