1、CDMA RF TEST BTX-ST,提要,第一部分 CDAM技术简介第二部分 CDMA RF测试项及指标介绍(备注:本演示稿以agilent8960为综测仪),CDAM技术简介,沃尔什码,长码和短码CDMA的功率控制分集技术RAKE接收,沃尔什码是正交码(如果各码之间时间对齐,正交码的信道分离是理想的)相关性:比特互相之间比较,相关值是匹配比特的个数减去不匹配比特的个数 (不同的正交码如果相互之间没有移位则具有零相关性)自相关性: 一个比特序列与它自己以及它的所有移版本进行比较得到的相关值 (同一个正交码的不同移位版本具有高的相关性不能用于时间同步)互相关性: 不同的比特序列以及它们的移位
2、版本进行比较和到的相关值 (不同的正交码的移位版本具有高的相关性必须时间对齐)前向链路:区分不同下行信道(walsh0码用于导频信道,walsh32用于同步信道)反向链路:用来产生正交调制,使得基站更容易解调反向链路信号,沃尔什码属性,区分前向码信道,一个调节到特定频率的移动台,接收某一基站的某一小区的前向信道信号 这个前向信道携带了最大可有64个“前向码信道”组成的复合信号 这些码信道中有一部分是“业务信道”,其他是使CDMA系统正常运作需要的 开销信道 一个由64个数学码组成的码集被用来区分64个可能的前向码信道, 这64个码信道可能包含在一个前向CDMA信道中 码集中的数学码被称为 “W
3、alsh Codes”,前向码信道,PILOT: WALSH CODE 0 导频信道是一个“信号灯”, 不包含任何数据信息. 它在系统捕获时作为时间参考, 在切换时作为测量的参考 SYNC: WALSH CODE 32 同步信道携带了系统标识信息和移动台在系统捕获期间需要使用的系统参数 PAGING: WALSH CODES 1 up to 7 可配置17个寻呼信道,由容量需要决. 他们携带寻呼消息, 系统参数消息, 和呼叫建立命令,TRAFFIC: any remaining WALSH codes 业务信道是指配一个单独的用户用来传输呼叫数据. 所有剩余的Walsh code 都可用, 仅
4、受限于由于噪音影响的总容量,伪随机序列(PN序列),适用于以保密目的的扰码 具有类似噪声的特性,适合于扩展运算 具有尖锐的自相关性(PN序列的长度足够长时,自相关性几乎接近于零)用于码同步 互相关性不好,但经过精选还是可以找到互相关性好的伪随机序列对 CDMA系统使用了两种伪随机序列:长码和短码,长码,前向:进行以保密为目的的扰码 反向:不是用来扰码而是直接用来扩频用它来区别不同的移动台(或者说是区分不同的反向信道) 所有的移动台和基站都使用并同步于同一个长码(在每个基站的GPS接收机保证了严格同步),区分反向码信道(移动台),CDMA系统必须能够唯一地识别每一个可能与基站通信的移动台 在市场
5、上有数量众多的移动台 一个称为 Long PN Sequence (or Long PN Code) 的二进制数字序列被用来唯一地标识每一个可能的反向码信道 这个序列非常长, 有数以亿计的不同使用方式. 每一种使用方式构成一个数学码, 用来识别一个特定的用户(被称为 User Long Code)或一个特定的接入信道,短码,前向:通过分配不同的比特偏移来区分不同的扇区 前向和反向: 通过在I路和Q路使用两组不同的PN短码以实现I路和Q路的正交扩展 基站的每个扇区的前向信道使用相同的短码,但是具有不同的偏移量.CDMA把短码总长度32768以64码片为最小的偏移分为512段(32768/64=5
6、12),-区分各个基站,一个移动台周围可能有若干个基站, 所有这些基站使用相同的频率发射 每个基站的每个扇区都发射最多由64个码信道组成的CDMA前向信道 一个移动台必须能够区分不同基站的不同扇区, 而且只监听一组码信道 两个二进制数字序列, 称为 I and Q Short PN Sequences (or Short PN Codes) , 被用作定义不同基站扇区的识别 在一个CDMA系统中, 这两个有 Short PN Sequences 可以512种不同的方式使用, 每一种构成了一个数学码, 用来识别特定基站的特定扇区,功率控制技术,功率控制的原因：反向: “远近效用”问题特别突出(假
7、设两个用户M1和M2在同样的距离以同样的功率P给基站,如果M1向基站移动了一半距离,根据传播损耗模型,基站收到M1的功率为16P,那么D在基站端M1对M2来说就是一个强大的干扰发射源,从M2接收到的信号被完全淹没在从M1接收到的信号里)前向: 同频干扰问题(所有的CDMA用户同时占用同样的频率) CDMA功率控制的目标： 克服反向链路的远近效应；基站从各个移动台接收到的功率相同；(反向) 保证接收机的解调性能情况下，尽量降低发射功率，减小对其他用户的干扰(前向),功率控制技术,CDMA功率控制体系主要由三部分组成： 反向开环功率控制 反向闭环功率控制 前向功率控制,反向开环功率控制,控制目标：
8、试图使所有移动台发出的信号到达基站时可以有相同的功率值。控制原理：移动台自身根据接收到的功率的变化，调节移动台发射功率。800频段: 发射功率(dBm) = -73 接收功率(dBm) 1900频段: 发射功率(dBm) = -76 接收功率(dBm)功能：1.调整移动台初始接入时的发射功率2.补偿由于路径损耗造成的衰减的变化,反向闭环功率控制,控制动因：对反向开环功率控制的不准确性进行弥补 控制目标：使基站对移动台的开环功率估计做出纠正 控制原理：基站周期性检测R-FCH或者R-SCH的信噪比SNR，与预先设定的门限做比较，根据比较结果向移动台发送功率控制比特 0/1 反馈环：1.外环： 基
9、站统计反向信道的误帧率FER 与期望误帧率FER比较 根据比较结果调整用于内环功率控制的目标Eb/Nt值2.内环： 基站测量反向信道的信噪比Eb/Nt 和设定的目标Eb/Nt进行比较 根据比较结果调整移动台的发射功率,前向功率控制,控制动因：同频干扰问题这里的同频干扰包括两个方面1:不同小区使用同一频率因此移动台将同时接收到本小区和邻近小区的基站信号2:同一小区不同用户间同时占用同一频率若基站将功率平均分配给每一个移动台则接近基站的移动台接受功率过高既造成能量的浪费又给其他用户造成太大干扰而处于小区边缘的移动台接收功率过低同时又接收到来自邻近小区基站的干扰信号因而无法保证通信质量前向链路 控制
10、目标：对路径衰落小的移动台分配较小的前向链路功率，对远离基站的和误码率高的移动台分配较大的前向链路功率 控制原理：移动台测量前向F-FCH或者F-SCH的FER，反馈给基站，基站根据移动台的测量结果调整对每个移动台的发射功率,分集技术,分集技术（diversity techniques）：利用多条传输相同信息且有尽量相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大降低多经衰落的影响，从而改善传输的可靠性。,Rake 接收机,在无线信道中，多径传播效应造成接收信号相互重叠，产生信号波形间的相互干扰。为了抵消这种信号自干扰，CDMA接收机采用了RAKE分
11、集接收技术来区分和绑定多路信号能量经不同路径到达移动台处的信号的时间是不同的，如果两个信号到达移动台处的时间差超过一个信号码元的宽度，RAKE接收机就可将其分别成功解调，移动台将各个接收机收到的信号进行矢量相加（即对不同时间到达移动台的信号进行不同的时间延迟达到同相），每个接收机可单独接收一路多径信号，这样移动台就可以处理几个多径分量，达到抗多径衰落的目的，提高移动台的接收性能。,RAKE 接收技术有效地克服多径衰落，提高接收性能,Rake 接收机,接收机,单径接收电路,单径接收电路,单径接收电路,搜索器,计算信号强度与时延,合 并,合并后的信号,t,t,s(t),s(t),CDMA RF测试
12、项及指标介绍,射频测试的目的射频发射Tx测试项目射频接收Rx测试项目,手机射频测试的目的,1. 保证手机在正确的频率/时间/功率/码域上正常工作-发射Tx和接收Rx 2. 保证系统的安全性手机工作的同时不给给其他用户和整个系统带来不可接受的干扰和影响,射频发射Tx测试项目,S_4.3.4 波形质量和频率准确度 S_4.4.1开环功控范围 S_4.4.2 开环功控时间响应 S_4.4.5 最大功率 S_4.4.6 最小功率 S_4.5.1 传导杂散,S_4.3.4波形质量和频率准确度,波形质量表征被测信号与理想信号的相关性。如果二者完全吻合，相关性为1。可以理解为100%的发射信号对于接收端来说
13、都是有用信息频率准确度是移动台发射机在指配载频上发射的能力时间误差:该测试检查移动台时基的准确度并检查移动台基准时间转换速率通过测试和频率误差来表征它的调制质量 是关于互功率和总功率之间关系测量。互功率是将测得的射频信号功率和理想的参考信号功率求互相关得到：的性能好坏严重影响到手机对信号的处理能力。如果值太小使得许多不相关的信号以噪声的形式出现在信号中，于是我们就不得不加大信号的功率来提高信噪比，这样基站在发射功率不变的基础上就不得不暂时屏蔽掉一些通话以保证另一些通话有足够的信噪比,S_4.3.4 波形质量和频率准确度,波形质量：实际波形和理想波形的比值(Rho0.944) 频率精度：实际频率
14、和载频的差值 BC0: +/-300 Hz; BC1: +/-150 Hz 时间误差：+/-1us 测量项目：WaveForm Quality,S_4.3.4 波形质量和频率准确度,S_4.3.4 波形质量和频率准确度,S_4.4.1开环功控范围,定义：移动台根据接收功率来评估发射功率。开环功率控制在基站功率低(-90dBm)、中(-65dBm)、高(-25dBm)三种条件下测试手机的发射功率 步骤： 1. 设置cell power: -75 dBm 2. Rvs Power Ctrl: Alternating 3. 测量项目：Channel Power 分别设置cell power如下,S_
15、4.4.1开环功控范围,800频段: 发射功率(dBm) = -73 接收功率(dBm) 1900频段: 发射功率(dBm) = -76 接收功率(dBm),S_4.4.1开环功控范围,S_4.4.2 开环功控时间响应,定义：当输入功率变化一个步长时，由于开环功率控制的作用， 移动台改变开环输出功率。本测试测量开环功率控制对于步长输 入功率变化的时间响应。 设置cell power: -60 dBm 设置：Rvs Power Ctrl: Alternating 测量4次，分别为Up, Down, Down, Up。每次测量曲线都在模 板内(100ms内调整20dB) 测量项目：Time Res
16、ponse of Open Loop Power Control,S_4.4.2 开环功控时间响应,S_4.4.5 最大功率,定义：移动台输出的最大功率 测量步骤： Cell power: -104 dBm Rvs Power Ctrl: All Up 测量项： Digital Average Power( digital average power:用功率计测量出来的Channel power: 解码后由DSP计算出来的) 标准：23 dBm 30 dBm,S_4.4.5 最大功率,S_4.4.6 最小功率,定义：移动台的最小受控输出功率为当闭环和开环功率控制都为最小输出时在移动台天线连接器
17、处测量的输出功率测量步骤： Cell power: -25 dBm Rvs Power Ctrl: All Down 测量项： Channel Power 标准：-50 dBm,S_4.4.6 最小功率,S_4.5.1 传导杂散,传导性杂散发射是指在移动台天线连接器处测量的在指配CDMA信道带外频率上的辐射本测试测量在连续发送期间的杂散发射。 Cell Power: -104 dBm Rvs Power Ctrl: All Up 测量项：Tx Spurious power,S_4.5.1 传导杂散,S_4.5.1 传导杂散,S_4.5.1 传导杂散,射频接收Rx测试项目,S_3.5.1 接收机
18、灵敏度和动态范围 S_3.5.2 单音抑制 S_3.5.3 互调杂散响应衰减,S_3.5.1 灵敏度和动态范围, 接收机灵敏度的定义：误祯率不超过某个指定的值时的最小接收功率。这个指标用来表征一个接收机能正确解调接收到的信号时，所需的最小功率，或者换句话说，接收到多么小的一个弱信号，手机仍能正常通信 指标：接收到信号为-104dBm时，FER要小于等于0.5% 接收机的动态范围:误祯率不超过某个指定的值时接收功率的范围，通常范围是指大于一个最小值，小于一个最大值。由于人们习惯把最小的接收功率称之为灵敏度，故这里动态范围一般仅指最大的接收功率。它是衡量手机接收过载信号的能力 指标：接收到信号为-
19、25 dBm时，FER要小于等于0.5% 灵敏度反映了手机在远离基站时的表现，与此相对，动态范围反映了手机在基站附近时的表现 接收灵敏度测试用Test1，动态范围测试Test2。 测量项目：Frame Error Rate,S_3.5.1 接收机灵敏度和动态范,S_3.5.1 灵敏度和动态范围,S_3.5.2 单音抑制,单音抑制是指当存在距指配信道中心频率为给定频率偏移单频干扰信号的条件下接收机在其指定信道频率正确接收CDMA信号能力的量度 前向业务信道（Forward Traffic Channel）的闭环功率控制必须被禁用 按下表设置single tone及综测仪 测试FER 最小指标:
20、在各次测试中，FER不能超过1.0%(confidence 95%),S_3.5.2 单音抑制,S_3.5.3 互调杂散响应衰减,互调杂散响应衰减是指存在两个CW干扰信号的条件下接收机在指配信道频率上正确接收CDMA信号能力的量度这些干扰信号相互之间及其与指定信道频率之间是相互独立的致使两个CW干扰信号在接收机非线性器件上出现三阶互调产生在有用CDMA信号频带内的干扰信号 前向业务信道（Forward Traffic Channel）的闭环功率控制必须被禁用 按下表设置single tone及综测仪 测试FER 最小指标: 在各次测试中，FER不能超过1.0%(confidence 95%),S_3.5.3 互调杂散响应衰减,The End 谢谢大家！,
