TD-SCDMA終端測試的創(chuàng)新及應(yīng)用

譚云

1引言

TD-SCDMA是我國通信史上第一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的3G國際標(biāo)準(zhǔn)，截至2010年底，TD—SCDMA用戶已經(jīng)超過兩千萬。用戶的迅速發(fā)展和壯大，對終端的功能和性能也提出更高的需求。終端在研發(fā)中的驗證和生產(chǎn)中的測試是每一個終端制造商必經(jīng)的環(huán)節(jié)，而更高效、更準(zhǔn)確地解決這個問題，是終端制造商從容應(yīng)對市場競爭和挑戰(zhàn)的有力武器。

羅德與施瓦茨公司的寬帶無線綜合測試儀CMW500自面世以來在業(yè)界廣受好評，其具有雙通道、全標(biāo)準(zhǔn)、多功能的特點，在單臺儀器內(nèi)集成了雙路高精度的射頻信號源和分析儀，頻率可達6GHz，擁有40MHz的分析儀帶寬和70MHz的信號源帶寬，并同時支持2G／3G、WiMAX、LTE等移動通信標(biāo)準(zhǔn)。本文將具體介紹其在TD-SCDMA終端測試中的創(chuàng)新及應(yīng)用。

2TD-SCDMA測試的需求

TD-SCDMA技術(shù)綜合了TDD和CDMA的特點，對終端測試也有其特定的需求。首先，是對發(fā)射功率及其相關(guān)測試的需求。要求發(fā)射功率既滿足通話質(zhì)量，又盡可能少地泄露到鄰近信道或鄰近時隙，具體包括了發(fā)射功率、鄰近信道泄漏比等測試項。其次，TDD系統(tǒng)對時間的敏感性要求定時相關(guān)的測試。要求發(fā)送時間準(zhǔn)確，才能與系統(tǒng)同步，保證正常通信，同時不會對其他用戶造成較大干擾，具體包括了功率對時間關(guān)系、發(fā)射定時誤差等測試項。最后，還要求對因調(diào)制器產(chǎn)生的調(diào)制誤差及受射頻器件質(zhì)量影響的頻譜性能進行測試，這是終端能正常使用和通信的必要條件，包括誤差矢量幅度、峰值碼域誤差和發(fā)射頻譜等測試項。這些測試項在3GPPTS34.122規(guī)范中有具體的定義和要求。

復(fù)雜的測試需求對儀表的功能和性能帶來許多獨有的挑戰(zhàn)。對此，CMW500創(chuàng)新地引入了多時隙測量和完備測量功能，可以更快速、更全面地對終端進行射頻測試，同時滿足研發(fā)測試和生產(chǎn)測試的需要，并得到了用戶的好評。

3TD-SCDMA終端測試的創(chuàng)新

3.1多時隙(Multi Slot)測量

在通常情況下，測試儀表對終端信號進行單幀、單時隙的測量和統(tǒng)計，再將其上報或顯示給用戶。這導(dǎo)致某些測試結(jié)果不能得到很直觀和完整的顯示，尤其是在研發(fā)測試中，或者是在進行功率控制調(diào)整等特殊場景下，這個不足就凸現(xiàn)出來。多時隙測量(Multi Slot)充分考慮了這種需求，這是一種矩陣式的測量方式(如圖1)，可以同時對連續(xù)多個子幀、多個時隙進行測量和統(tǒng)計，包括發(fā)射功率、誤差矢量幅度、相位誤差、幅度誤差、碼域誤差等，并完整上報和顯示測試結(jié)果。

TD-SCDMA系統(tǒng)使用了動態(tài)功率控制以保證每條鏈路維持在最低發(fā)射功率，既需要保證鏈路的誤碼性能，又能達到最大的系統(tǒng)容量。此時，用戶便可利用多時隙測量對功率控制過程中的各個射頻指標(biāo)進行觀測。應(yīng)用CMW500同時對16個子幀連續(xù)信號進行多時隙調(diào)制質(zhì)量測試，每個子幀內(nèi)包括最大6個上行時隙，所有112個時隙(包括96個上行時隙)的測量結(jié)果以曲線和表格的方式顯示(如圖2)，十分直觀而全面。

3.2完備(Multi-evaluation)測量

TD—scDMA終端測試主要分為調(diào)制質(zhì)量測試、頻譜測試、功率對時間測試三大類。其中，調(diào)制質(zhì)量測試主要衡量由調(diào)制器產(chǎn)生的調(diào)制誤差以及射頻器件質(zhì)量對調(diào)制信號的影響。在TD—SCDMA中，這個性能主要用誤差矢量幅度(Error Vector Magnitude)和峰值碼域誤差(Peak Code Domain Error)來衡量。頻譜測試主要是考察發(fā)射機中的器件或者電路模塊非線性對發(fā)射頻譜產(chǎn)生的影響及頻譜再生，其具體性能用發(fā)射頻譜模板(Spectrum Emission Mask)和鄰近信道泄漏比(Adjacent Channel Leakage Power Ratio)來衡量。功率對時間測試(Power vs Time)主要是考察TD-SCDMA突發(fā)信號功率的時序關(guān)系，保證其落在時間上模板內(nèi)，避免對鄰近時隙的干擾。

傳統(tǒng)方法測試這三大類指標(biāo)時，通常采用如下串行流程：采集數(shù)據(jù)一>存儲一>調(diào)制質(zhì)量評估分析一>采集數(shù)據(jù)一>存儲一>頻譜測試一>采集數(shù)據(jù)一>存儲一>功率對時間測試。眾所周知，測試中因為需要收集足夠多的樣本，采集一次數(shù)據(jù)往往需要占用較多的時間。而傳統(tǒng)方法做一次完整的測試需要多次采集數(shù)據(jù)，更是大大增加了測試的時間成本。為改進這一狀況，引入了完備測量(Multi-Evaluation)這一創(chuàng)新方法，如圖3所示。對測試時隙進行一次數(shù)據(jù)采集，就可以測試所有的發(fā)射指標(biāo)，從而節(jié)省了多次捕獲數(shù)據(jù)、進行幀同步的時間，相對傳統(tǒng)的測試方法成倍地提高了測試速度，大大提高了終端生產(chǎn)線上的測試效率。

完備測量的另一個優(yōu)點是：由于所有測量都是對同一次采集的數(shù)據(jù)進行，這使得多個測量的結(jié)果具有一致性和可比對性。例如，在調(diào)制質(zhì)量測試結(jié)果異常時，可以根據(jù)當(dāng)時的頻譜測試和時間對功率測試的結(jié)果來分析和定位原因。圖4所示為CMW500實際測試結(jié)果。

4結(jié)論

新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和市場競爭的日益加劇，對測試提出了更高的要求。引入更新的測試?yán)砟詈透咝У臏y試方法，已成為測試儀表的發(fā)展趨勢。目前，CMW500的TD—SCDMA選件已經(jīng)投入市場，其獨有的多時隙測量和完備測量方式為終端提供了準(zhǔn)確、高效的測試，獲得了用戶的廣泛關(guān)注和好評。