CDMA 1X基站射頻性能測試

CDMAIX基站射頻性能測試一、引言伴隨著國內運營商的重組，CDMAIX技術重新受到國內業(yè)界的關注，本文主要介紹了CDMAIX基站射頻性能對CDMAIX網(wǎng)絡質量的影響以及CDMAIX基站射頻測試中的關鍵問題，為CDMAIX基站的研發(fā)和測試提供一些指導。對于CDMAIX網(wǎng)絡，導致掉話、通信語音質量差、無法接通、盲區(qū)等主要有以下幾個原因：1、導頻污染2、基站可能的射頻偏差3、干擾這些問題除了與網(wǎng)絡規(guī)劃和系統(tǒng)參數(shù)設置有關外，很大程度上還取決于CDMAIX基站射頻性能的好壞。本文將對影響CDMAIX網(wǎng)絡質量的CDMAIX基站的主要射頻指標及其測試中的關鍵問題進行介紹。二、各射頻指標對CDMAIX網(wǎng)絡質量的影響及其測試的關鍵問題1、導頻時間容限CDMAIX網(wǎng)絡是一個前向同步的網(wǎng)絡，其導頻信道在CDMAIX前向信道中不停地發(fā)射，用于使所有基站覆蓋區(qū)中處于工作中的移動臺進行同步和切換?；纠貌煌瑢ьl序列的時間偏差來標識不同小區(qū)。若基站的導頻信道時間容限發(fā)生較大的偏差，就會與另一基站的延遲信號相混淆，產(chǎn)生所謂〃導頻污染〃，從而產(chǎn)生干擾而導致掉話、無法接通率、話音質量差等問題。所有CDMAIX基站都有GPS接收機,GPS接收機鎖定衛(wèi)星輸出的參考時鐘,使得所有CDMAIX基站都彼此同步。測試導頻時間容限的兩個關鍵點是PN偏置值和偶秒。在導頻時間容限測試中有三個測試指標：1、導頻時間校準誤差的低要求小于10uso2、基站同時支持多個CDMAIX頻道時，該基站發(fā)射的所有CDMAIX頻道彼此間必須在±lus時間內。3、基站在外部系統(tǒng)時鐘中斷后應在至少8小時內能夠保持與系統(tǒng)時鐘的偏差小于±10uso首先必須正確理解3個指標的含義，指標1是指發(fā)射的導頻信道與基站偶秒之間的時間偏差，指標2是指各CDMAIX頻道的導頻信道之間的時間偏差，指標3是指基站偶秒與衛(wèi)星輸出的參考時鐘之間的時間偏差。指標1測試：按照圖1連接被測基站和CDMAIX發(fā)射機測試儀，確?；緝H發(fā)射導頻信號，將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機測試儀的偶秒輸入口，CDMAIX發(fā)射機測試儀設為外部觸發(fā)，在CDMAIX發(fā)射機測試儀中輸入PN偏置值，這時即可測得導頻時間校準誤差。圖1發(fā)射機性能測試連接框圖指標2測試：按照指標1的測試方法分別測出各CDMAIX頻道（不同的扇區(qū)或者頻率）的導頻時間校準誤差，各CDMAIX頻道的導頻時間校準誤差之間的偏差即為各CDMAIX頻道的導頻信道之間的時間偏差。指標3測試：斷開被測基站的GPS接收機，8小時后，將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機測試儀的偶秒輸入口，測出導頻時間校準誤差，然后再用另一個接有GPS接收機的基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機測試儀的偶秒輸入M,再次測出被測基站的導頻時間校準誤差，兩次測得的結果之間的偏差即為基站偶秒與衛(wèi)星輸出的參考時鐘之間的時間偏差。2、頻率容限、導頻信道對碼分信道時間容限、導頻信道至碼分信道相位容限、波形質量、總功率、導頻功率、碼域功率基站的這些指標的射頻偏差都會導致掉話、通信語音質量低、無法接通等問題。發(fā)射功率和碼域功率還會影響網(wǎng)絡覆蓋，產(chǎn)生盲區(qū)。使用發(fā)射機測試儀可對這些指標進行測試，但需注意在測試導頻信道對碼分信道時間容限、導頻信道至碼分信道相位容限、導頻功率、碼域功率等指標時需將被測基站的偶秒輸出信號接至CDMAIX發(fā)射機測試儀的偶秒輸入口，CDMAIX發(fā)射機測試儀設為外部觸發(fā)，且在CDMAIX發(fā)射機測試儀中輸入PN偏置值。在測試碼域功率時要注意RC1為Wn64信道，RC3為Wnl28信道，它們之間有3dB之差。3、發(fā)射機傳導性雜散發(fā)射發(fā)射機傳導性雜散發(fā)射除了會產(chǎn)生對其它系統(tǒng)的干擾，還會產(chǎn)生對本系統(tǒng)內其它基站的干擾，導致掉話、通信語音質量低、無法接通等問題，并且會降低系統(tǒng)容量。使用頻譜分析儀對發(fā)射機傳導性雜散發(fā)射進行測試，此項測試對于頻譜分析儀的靈敏度和動態(tài)范圍要求很高，一般頻譜儀都很難滿足要求，這就需要借助衰減器、濾波器、低噪放等輔助設備進行測試。在測試有用信號邊緣的大信號時，要使用衰減器提高頻譜儀的動態(tài)范圍；由于加衰減器會降低頻譜儀靈敏度，因此在測試離有用信號較遠的小雜散信號時，一方面要對有用信號進行衰減，以避免損壞頻譜儀和產(chǎn)生頻譜儀內部失真，一方面又不能衰減被測的小雜散信號，甚至需要放大被測小信號，以提高頻譜儀靈敏度，可用濾波器慮掉有用信號，這樣既衰減了有用信號，又保證被測小信號未被衰減，在濾波器之后還可加低噪放來進一步放大被測小雜散信號。測試結果要計入衰減器、濾波器和放大器的補償值（包括衰減值、放大倍數(shù)和噪聲系數(shù)）。4、前向功率控制子信道反向功率控制在CDMAIX系統(tǒng)中非常重要，因為反向是依靠準正交碼區(qū)分的，用戶之間存在相互干擾，只有保證到達基站的各用戶間的功率一致，才能保證用戶容量和質量。反向功控包括開環(huán)功控和閉環(huán)功控，開環(huán)功控目的是防止遠近效應，閉環(huán)功控目的是防止快衰落。前向功率控制子信道測試是測試基站在閉環(huán)功率控制時在前向功率控制子信道上發(fā)送的功率控制比特的靈敏性、位置、延遲和振幅的正確性。它對于時間的要求非常嚴格，需要觸發(fā)信號，用一邏輯信號發(fā)生器按照要求同時控制衰減器和功率控制比特的統(tǒng)計或觸發(fā)示波器。也可用頻譜儀零掃頻代替示波器，這時頻譜儀的RBW要至少設置為2MHz。無論是示波器還是頻譜儀，掃描時間和幅度顯示標尺設置要適宜，掃描時間應設置為1.25毫秒/Div（每屏10個Div）,幅度顯示標尺設置為功率控制步長/Div（每屏10個Div）,一般為ldB/Div。5、接入信道接入試探捕獲此項指標直接影響CDMAIX網(wǎng)絡的接通率。接入試探捕獲測試的關鍵在于接入信道Eb/N0設置和接入試探成功率的統(tǒng)計。接入試探是以脈沖序列發(fā)送的，要測試脈沖功率，而非平均功率，因此不能用功率計或頻譜儀信道功率方式測試接入信道功率，可用頻譜儀零掃頻方式測試,RBW大于2MHz。通過公式Eb/N0=C-N-101g（4800）+101g（1228800）計算Eb/NO,其中C為測得的接入試探脈沖功率，N為噪聲功率，4800為接入信道數(shù)據(jù)速率。調整衰減器使得基站天線連接口的Eb/NO滿足要求。必須注意接入試探成功率不等于呼叫成功率，一次成功呼叫可能含1?多次接入試探，但僅有一次接入試探成功?？梢杂妙l譜儀零掃頻方式，發(fā)起呼叫與單次掃描相配合統(tǒng)計接入試探總數(shù)和成功次數(shù)，但這樣測試效率很低。也可用高通公司CAIT軟件統(tǒng)計接入試探總數(shù)和成功次數(shù)，測試和統(tǒng)計基本自動進行，僅需啊后做一次計算即可。目前也有用儀表代替手機發(fā)送接入試探信號，在基站側通過解調接入試探統(tǒng)計接入試探成功率。6、接收機靈敏度、接收機動態(tài)范圍、單頻抗擾、互調雜散響應衰減、鄰道選擇性、加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務信道的解調性能、多徑衰落條件下反向業(yè)務信道的解調性能這些指標是指基站在不同條件下（包括無干擾信號條件下和有干擾信號（CW信號、CDMAIX信號或AWGN信號）條件下）反向業(yè)務信道解調性能，反應的是基站的靈敏度、動態(tài)范圍和抗干擾性能，這些指標的好壞同樣直接影響CDMAIX網(wǎng)絡的話音質量和掉話率等。加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務信道的解調性能和多徑衰落條件下反向業(yè)務信道的解調性能測試（見圖2）關鍵在于Eb/NO設置。在加性高斯白噪聲條件下反向業(yè)務信道的解調性能和多徑衰落條件下無閉環(huán)功率控制反向業(yè)務信道的解調性能測試中，Eb/NO設置與接入信道Eb/NO設置類似，通過調整C（有用信號功率）和N（噪聲功率）達到所要求的Eb/NO,需要特別指出無線配置1和無線配置2的1/2速率、1/4速率和1/8速率的占空比不是100%,分別為50%、25%和12.5%,它們的有用信號功率C不能用功率計或頻譜儀信道功率方式測量，可用頻譜儀零掃頻方式測試，RBW大于2MHz,而其它速率均可用功率計或頻譜儀信道功率方式測量，另外要注意在測試無線配置3以上的補充信道的解調性能時，手機的發(fā)射功率并不是有用信號功率，而是大于有用信號功率，手機的發(fā)射功率包括反向導頻信道、反向基本信道和反向補充信道的功率，應通過計算將反向基本信道的功率減去才是有用信號的功率。在多徑衰落條件下具有閉環(huán)功率控制反向業(yè)務信道的解調性能測試中，Eb/NO不能通過改變路徑損耗來設置,因為有閉環(huán)功控，Eb/NO受基站Eb/NO目標值控制，改變路徑損耗，手機的輸出功率也會相應改變，使得基站天線連接器處的Eb/NO值不變，因此在此項測試中通過監(jiān)測基站天線連接器處的Eb/NO,調整基站Eb/NO目標值，使得基站天線連接器處的Eb/NO滿足規(guī)范要求。在無閉環(huán)功控情況下的反向業(yè)務信道解調性能測試中還可以用儀表代替手機發(fā)送規(guī)定的反向數(shù)據(jù)，測試基站的解調性能。圖2多徑衰落條件下基站解調性能測試方框圖7、接收信號質量指示接收信號質量指示測試基站對接收信號測量的準確度。因為基站要根據(jù)測得的來自移動臺的信號強度形成功率調整指令，通知移動臺，使移動臺根據(jù)此調整指令來調節(jié)其發(fā)射功率，所以如果基站對接收信號測量不夠準確，將直接影響其閉環(huán)功率控制的準確性，從而影響CDMAIX網(wǎng)絡的話音質量和掉話率等。大多數(shù)基站不能直接給出接收信號質量指示(RSQD值，但具備測試接收信號Eb/NO的能力，可以通過基站測得