射頻測試和測量_for 3G

1、 RF TEST SOLUTIONS至：中國電信北京研究院3G蜂窩基站中的射頻測試和測量上海創(chuàng)電子設(shè)備有限公司二四年十一月二十三日適用于適用于 3G 移動基站移動基站 RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：2前言 本文內(nèi)容及創(chuàng)遠公司簡介測試項目介紹 WCDMA 基站的天饋系統(tǒng)測量WCDMA 基站的射頻功率和匹配測量WCDMA 基站模擬發(fā)射系統(tǒng)WCDMA 負載模擬器WCDMA 基站的頻譜和雜散測量WCDMA 基站衰落模擬系統(tǒng)WCDMA 衰落模擬系統(tǒng)（點對點）射頻測試和測量附件一、概述在本文中，概括的討論

2、了適用于 WCDMA 蜂窩基站的射頻測試和測量問題，目的是為用戶在選型時提供參考依據(jù)。在推薦的測試方案中，是基于移動通信運營商和 ETSI TS 25.141 3GPP 測試標準的角度進行考慮的。涉及的射頻測試項目包括：基站的天饋系統(tǒng)測量發(fā)射系統(tǒng)射頻輸出功率和匹配的在線測量基站模擬發(fā)射系統(tǒng)WCDMA 網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)呼吸效應模擬裝置實驗室應用的基站衰落模擬系統(tǒng)基站的頻譜和雜散測量其它的射頻測試和測量附件二、上海創(chuàng)遠電子設(shè)備有限公司簡介創(chuàng)遠公司（）是一家具備二次開發(fā)能力的，提供射頻測試和測量解決方案和設(shè)備的集成商。在和 3G 有關(guān)的射頻測試項目中，我們已經(jīng)完成的方案和產(chǎn)品有：為東方通信和華為提供的具有

3、 10MHz 視頻帶寬的通過式功率計Bird 5012為各運營商和制造商提供的移動基站天線和電纜分析儀SA為 Alcatel，UT，Siemens 等提供的 WCDMA 模擬發(fā)射系統(tǒng)為 Alcatel 和 Motorola 提供的 WCDMA 負載模擬器，以滿足信產(chǎn)部的測試要求為 Alcatel 提供實驗室應用的衰落模擬系統(tǒng)為超過半數(shù)的省級無線電監(jiān)測站提供射頻測試產(chǎn)品的集成為泰爾實驗室提供部分射頻測試附件 RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：4三、測試項目介紹在以下的章節(jié)中，對 WCDMA 涉及的射

4、頻測試方法進行了簡要描述。如需要更為詳細的介紹，也可以提供相應的產(chǎn)品和應用說明。WCDMA 基站的天饋系統(tǒng)測量采用 BIRD SA 系列（如 SA4000）天線和電纜分析儀，可以解決從發(fā)射機的射頻輸出口到天線的以下指標測量：從發(fā)射機輸出向天線方向的 WCDMA 全頻段（1920-2170MHz）VSWR；從發(fā)射機輸出端到天線任意物理位置的 VSWR 值，這項測試的意義在于準確定位饋線的故障點。圖一、采用 SA4000 進行 WCDMA 基站的天饋系統(tǒng)測量可能的可能的故障點故障點可能的可能的故障點故障點可能的可能的故障點故障點可能的可能的故障點故障點RF Test Solutions for W

5、CDMATranscom International Ltd5圖二、由 SA4000 觀測到的掃頻 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)圖三、由 SA4000 觀測到的故障點定位圖參考文件：創(chuàng)遠公司：無線系統(tǒng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵天饋線的現(xiàn)場測試BIRD 公司：SA Datasheet創(chuàng)遠公司：SA Presentatio

6、n Training RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：6WCDMA 基站的射頻功率和匹配測量和 GSM 不同，WCDMA 的調(diào)制帶寬達到了 5MHz，而其信號包絡(luò)的峰均功率比達到 10-12dB。從這些新的特點我們可以得出結(jié)論，除了要準確測量發(fā)射機在工作狀態(tài)下和天饋系統(tǒng)的匹配以外，還要對射頻功率本身進行分析：如圖四所示，通過式功率計可以串入在發(fā)射系統(tǒng)中真實反映發(fā)射機的輸出及其和天饋系統(tǒng)的匹配情況，這是終端式功率計所無法實現(xiàn)的。 被測發(fā)射機 通過式 功率計 負載或 天線 短的插入電長度對傳播特性的

7、影響極小 圖四、通過式功率計適合現(xiàn)場應用新型的通過式功率計可以測量射頻信號的平均功率、峰值功率、突發(fā)功率、峰值因子（峰均功率比）和 CCDF 值。對于運營商來說，除了平均功率和峰值功率以外，峰值因子的測量尤為重要，其意義在于可以觀測 WCDMA 信號經(jīng)過發(fā)射機中的放大器以后，是否會對 WCDMA 信號產(chǎn)生鉗位，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號的誤碼。參考文件：創(chuàng)遠公司：BIRD 5012 射頻通過式功率計的應用BIRD 公司：5012 Datasheet英文版創(chuàng)遠公司：5012 Datasheet中文版創(chuàng)遠公司：5012 Presentation Training創(chuàng)遠公司：用 5012 測量 WCDMA 功率

8、放大器RF Test Solutions for WCDMATranscom International Ltd7WCDMA 基站模擬發(fā)射系統(tǒng)在 WCDMA 基站的建設(shè)中，在采用規(guī)劃軟件進行系統(tǒng)設(shè)計后，往往還需要一個模擬的發(fā)射系統(tǒng)來進行傳播模型的校正。和 GSM 系統(tǒng)不同的是，WCDMA 的 5MHz 調(diào)制帶寬的信號在經(jīng)過多徑傳播后會產(chǎn)生時延擴展效應，從而導致系統(tǒng)誤碼率的增加。所以我們建議采用寬帶的發(fā)射機來進行模擬。一種做法就是采用一個標準的矢量信號信號發(fā)生器（如 Agilent 的ESG 系列） ，這種信號源完全可以滿足 ETSI TS 25.141 3GPP 標準，在后級再加上一個射頻功率

9、放大器就可以模擬一個 WCDMA 的基站了。而接收機則可以采用 Agilent 的 E6474A。采用創(chuàng)遠的另外一個產(chǎn)品“WCDMA 負載模擬器”配合 E6474A，則可以模擬 WCDMA 的小區(qū)呼吸效應，見下節(jié)。參考文件：創(chuàng)遠公司：用于 WCDMA 傳播模型校正的模擬發(fā)射機創(chuàng)遠公司：射頻功率放大器 DatasheetWCDMA 負載模擬器在 WCDMA 系統(tǒng)中，由于“呼吸效應”的存在，隨著移動臺數(shù)量的變化，其下行的覆蓋半徑也會隨之變化。配合 Agilent 的 E6474A，創(chuàng)遠公司提供的 LS 系列負載模擬器為模擬這種變化提供了一種手段。LS 系列負載模擬器可以在上行方向提供 3dB 的衰

10、減來模擬用戶增加 50%時的下行變化，同時也提供了0-10dB 的衰減范圍來模擬更多的變化。參考文件：創(chuàng)遠公司：Datasheet_WCDMA Load Simulator創(chuàng)遠公司和 Alcatel 公司：WCDMA 負載模擬器測試報告 RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：8WCDMA 衰落模擬系統(tǒng)WCDMA 衰落模擬系統(tǒng)又稱為“Radio Rack”或者“Communication Fading Simulator” ，是一種客戶化的射頻測量系統(tǒng)。用于在實驗室模擬無線電信號的衰落情況，見圖五： 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 圖五、WCDMA 衰落模擬系統(tǒng)WCDMA 衰落模擬系統(tǒng)（點對點）采用圖六的測量系統(tǒng)可以模擬點對點收發(fā)系統(tǒng)的衰落。RF Test Solutions for WCDMATranscom International Ltd9 Transmitter Receiver Attenuator Attenuator 圖六、點對點衰落模擬系統(tǒng)WCDMA 基站的頻譜和雜散測量在無線電監(jiān)測條例和 ETSI T

12、S 25.141 3GPP 測試標準中，都規(guī)定了需要在 9kHz12.72GHz 的范圍內(nèi)測量基站產(chǎn)生的雜散。在這項測試中，有二個需要注意的問題：射頻取樣點的選擇為了測到真實的雜散，頻譜測量的取樣點應該在主饋線上；這需要采用寬帶的衰減器和寬帶的定向耦合器來實現(xiàn)；為了完成-98dBm 雜散值的測量，需要用到帶阻濾波器和低噪聲放大器配合 Agilent 的 PSA 頻譜分析儀（如 E4440A）來完成測量。 RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：10圖七、WCDMA 基站的雜散測量用于 WCDMA 基站的

13、射頻測量附件序號序號數(shù)量數(shù)量型號型號描述描述單價單價金額金額一、測試電纜部分1.012RTK161-03-03-1000微波穩(wěn)相測試電纜,DC-18GHz,Nm-Nm,1米1.021RTK161-01-03-1000微波穩(wěn)相測試電纜,DC-18GHz,SMAm-Nm,1米1.031RTK161-01-01-1000微波穩(wěn)相測試電纜,DC-18GHz,SMAm-SMAm,1米1.042RG214-03-03-1000低損耗測試電纜,DC-3GHz,Nm-Nm,1米1.051RG223-03-03-1000通用測試電纜,DC-3GHz,Nm-Nm,1米1.061RG223-01-03-1000通用

14、測試電纜,DC-3GHz,SMAm-Nm,1米1.071RG223-01-01-1000通用測試電纜,DC-3GHz,SMAm-SMAm,1米載頻：載頻：+23dBm雜散：雜散：-118dBm載頻：載頻：-22dBm雜散：雜散：-119dBm載頻：載頻：-2dBm雜散：雜散：-99dBm載頻：載頻：+43dBm雜散：雜散：-98dBm Coupler(-20dB) Notch Filter(-45dB) Agilent E4440A (-105dBm100kHz) BTS 3dB Atten. LNA(+23dB) 載頻：載頻：-25dBm雜散：雜散：-122dBmRF Test Soluti

15、ons for WCDMATranscom International Ltd11備注:1.RTK161是為了測量12.75GHz的雜散而配置，其外徑為5.33mm，損耗約1.3dB/m18GHz；2.RG214是低損耗電纜，用于功率和天饋系統(tǒng)測量；3.RG223則是通用的測試電纜。二、射頻轉(zhuǎn)接器部分2.11RFA-2008S精密射頻轉(zhuǎn)接器套件,N-SMA,N-N,SMA-SMA,共八件, 18GHz,不銹鋼2.21RFA-6006精密射頻轉(zhuǎn)接器套件,N-3.5mm, 3.5mm-3.5mm,共六件, 18GHz,不銹鋼2.31RFA-4004蜂窩基站應用的射頻轉(zhuǎn)接器套件,N-DIN7/16,

16、共四件, 7.5GHz備注:1.DIN7/16，N和SMA是蜂窩系統(tǒng)中常用到射頻接口；2.3.5mm則是配合Agilent的PSA頻譜分析儀等而配置。三、固定衰減器部分3.11AF-06-18-5-N固定衰減器套件,18GHz,5W,1,3,6,10,20,30dB,共六件,N(m-f)3.21AF-06-18-2-A固定衰減器套件,18GHz,2W,1,3,6,10,20,30dB,共六件,SMA(m-f)3.3130A-5018-34固定衰減器, 18N50W-30,18GHz,50W,30dB,N(m-f)四、可調(diào)衰減器部分4.11AC-18-2-99-A手動步進衰減器, DC-18GH

17、z, 2W, 0-99dB, 1dB/10dB步進4.21AC-03-1-80-N手動步進衰減器, DC-3GHz, 1W, 0-80dB, 1dB/10dB步進五、隔離器和環(huán)流器5.1CI-21002170-100-N環(huán)流器,2100-2170MHz,100W,N5.2CI-19202170-100-N環(huán)流器,1920-2170MHz,100W,N5.3IS-21002170-100-N隔離器,2100-2170MHz,100W,N54IS-1922170-100-N隔離器,1920-2170MHz,100W,N RF Test Solutions for WCDMA電話 傳真：021- 64326777；技術(shù)支持：12備注：1.隔離器在測量中往往用來提高信號源的輸出純度；2.環(huán)流器可以搭建成一個雙工回路用于收發(fā)信機的衰落模擬實驗。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備注：用于信號取樣。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