WCDMA測試基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、Yana zhang WCDMA 基礎(chǔ)及測試指導(dǎo)基礎(chǔ)及測試指導(dǎo) Content WCDMA 概述 WCDMA測試指標(biāo) HSDPA/DC-HSDPA WCDMA 復(fù)雜測試指標(biāo) WCDMA通信模式通信模式 擴(kuò)頻擴(kuò)頻 擴(kuò)頻通信的基本特征就是擴(kuò)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(jī)碼把載擴(kuò)頻通信的基本特征就是擴(kuò)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(jī)碼把載 有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。 擴(kuò)頻技術(shù)的精確定義是：通過注入一個(gè)更高頻率的信號將基帶信號擴(kuò)展到

2、一個(gè)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(kuò)展到一個(gè)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(kuò)頻碼，這個(gè)過程稱為擴(kuò)頻處理，經(jīng)擴(kuò)頻處理后原數(shù)據(jù)信息能量被擴(kuò) 散到一個(gè)很寬的頻帶內(nèi)。在接收端相應(yīng)鏈路中移去擴(kuò)頻碼，恢復(fù)數(shù)據(jù)，此過程稱為解擴(kuò)。顯然，收發(fā)兩 端需要預(yù)先知道擴(kuò)頻碼。 . 4 擴(kuò)頻擴(kuò)頻 擴(kuò)頻過程中的頻譜變化擴(kuò)頻過程中的頻譜變化 . 5 擴(kuò)頻擴(kuò)頻 香農(nóng)公式香農(nóng)公式 C=B log2(1+S/N) （bit/s) 為了提高信息的傳輸速率為了提高信息的傳輸速率C，可以從兩種途徑實(shí)現(xiàn)，既加大帶寬，可以從兩種途徑實(shí)現(xiàn)，既加大帶寬W或提高信噪比或提高信噪比S/N。換句

3、話說，當(dāng)信。換句話說，當(dāng)信 號的傳輸速率號的傳輸速率C一定時(shí)，信號帶寬一定時(shí)，信號帶寬W和信噪比和信噪比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(jìn)一步降低，有用信號功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲要求，當(dāng)帶寬增加到一定程度，允許信噪比進(jìn)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。之下也是可能的。擴(kuò)頻通信就是用寬帶傳輸技術(shù)來換取信噪比上的好處擴(kuò)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(kuò)頻通信的基本思想，這就是擴(kuò)頻通信的基本思想 和理論依據(jù)。和理論依據(jù)。 . 6 擴(kuò)頻因

4、子擴(kuò)頻因子 擴(kuò)頻因子：擴(kuò)頻因子：擴(kuò)頻后chip速率和擴(kuò)頻前信號速率的比值，直接反映了擴(kuò)頻增益。所以擴(kuò)頻因子大的信道對 應(yīng)著低的速率，擴(kuò)頻因子小的碼道對應(yīng)著高的速率。碼片速率=擴(kuò)頻因子符號速率。 在WCDMA中，擴(kuò)頻因子(SF),是擴(kuò)頻碼的序號，表示用多少位碼片（chip）來表示一個(gè)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(kuò)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(gè)舉例：例如有一個(gè)1 bit需要傳送，假如擴(kuò)頻因子有需要傳送，假如擴(kuò)頻因子有8位位

5、10101010， 這樣乘出來每一位都由一個(gè)這樣乘出來每一位都由一個(gè)8位位 的數(shù)據(jù)來表示，也就是說總的數(shù)據(jù)量增大了的數(shù)據(jù)來表示，也就是說總的數(shù)據(jù)量增大了8倍。倍。 不同的用戶采用相互正交的擴(kuò)頻因子，得到的數(shù)據(jù)用不同的用戶采用相互正交的擴(kuò)頻因子，得到的數(shù)據(jù)用 各自的擴(kuò)頻因子進(jìn)行還原來提取自己的數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻因子的大小決定了一個(gè)用戶的實(shí)際數(shù)據(jù)數(shù)率的大小各自的擴(kuò)頻因子進(jìn)行還原來提取自己的數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻因子的大小決定了一個(gè)用戶的實(shí)際數(shù)據(jù)數(shù)率的大小 . 7 WCDMA 測量測量 . 8 Maximum output power 指標(biāo)定義：指標(biāo)定義：UE最大輸出功率為天線端口的標(biāo)稱功率 測試目的：測試目的：驗(yàn)證U

6、E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(huì)干擾其他信道或其 他系統(tǒng)，或UE最大發(fā)射功率過小會(huì)縮小小區(qū)的覆蓋范圍。 寬帶功率測試（寬帶功率測試（Thermal power）針對大信號功率測試用于最大發(fā)射功率的測試）針對大信號功率測試用于最大發(fā)射功率的測試,對于動(dòng)態(tài)范圍大的測對于動(dòng)態(tài)范圍大的測 量應(yīng)；量應(yīng)； 使用信道功率測試使用信道功率測試(Channel power) Active /All up /alternate Open loop power control(OLPC) 測試定義：測試定義： 驗(yàn)證UE開環(huán)功率控制的容限是否超過指標(biāo)要求，測試UE接收機(jī)在接收動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)正確

7、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(zhǔn)確的，因?yàn)樵贔DD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?yàn)榍跋蚺c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(jì)算公式為：PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Inter

8、ference) + (Constant value)。開環(huán)功率控制的目的提供初始發(fā)射功率的粗略估 計(jì)，它根據(jù)測量結(jié)果對路徑損耗和干擾水平進(jìn)行估計(jì)，從而計(jì)算初始發(fā)射功率。 . 10 OLPC PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Interference) + (Constant value) . 11 Inner loop power control 指標(biāo)定義：指標(biāo)定義：指UE的發(fā)射機(jī)根據(jù)在下行鏈路接收到的一個(gè)或多個(gè)功率控制命令(TPC_)來調(diào)整其輸出功 率的能力。 測試目的：測試目的

9、：驗(yàn)證UE內(nèi)環(huán)功率控制步長符合指標(biāo)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+24 dBm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(shí)，UE必須升（或降）1dB+/-0.5dB，當(dāng)基站發(fā)出升（或降）10dB命令時(shí)，UE必須 升（或降）10dB+/-2dB。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)還規(guī)定了A,B,C,D,E,F,G,H 8段區(qū)域，來測試UE。 . 12 Inner loop power control . 13 Inner loop powe

10、r control 以以Test Segment 為為A為例為例:發(fā)送發(fā)送3060個(gè)個(gè)TPC_cmd,每個(gè)每個(gè)slot功率維持功率維持-10dBm9dB不變不變 ， 相鄰時(shí)相鄰時(shí) 隙功率差符合圖隙功率差符合圖1中中TPC_cmd =0，步長，步長=1dB的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：0.6dB； 每每10個(gè)連續(xù)時(shí)隙的平均功率改變符合圖個(gè)連續(xù)時(shí)隙的平均功率改變符合圖2中中TPC_cmd =0，步長，步長=1dB的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：1.1dB 以以Test Segment 為為E：發(fā)送：發(fā)送150個(gè)全個(gè)全0的的TPC_cmd，TPC步長為步長為1dB 相鄰時(shí)隙組功率差符合圖相鄰時(shí)隙組功率差符合圖1中中TPC_cmd

11、 =-1,步長為步長為1dB的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：-0.4-1.6dB。 每每10個(gè)連續(xù)時(shí)隙的平均功率改變符合圖個(gè)連續(xù)時(shí)隙的平均功率改變符合圖2中中TPC_cmd =-1,步長為步長為1dB的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：-7.7-12.3dB 備注：此標(biāo)準(zhǔn)適用與初始時(shí)隙功率和終止時(shí)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備注：此標(biāo)準(zhǔn)適用與初始時(shí)隙功率和終止時(shí)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(shí)，降低的步長要求不適用（不作為時(shí)，降低的步長要求不適用（不作為10個(gè)連續(xù)時(shí)隙的部分）個(gè)連續(xù)時(shí)隙的部分） . 14 Minpower . 15 測

12、試定義：測試定義：當(dāng)功率控制設(shè)置為最小值時(shí)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(gè)時(shí)隙內(nèi)的平均功率 測試目的：測試目的：驗(yàn)證無線環(huán)境較好，且UE與基站很近時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)：測試標(biāo)準(zhǔn)：-50dBm 測試注意：UE target power設(shè)置為-55dBm； UL CL Power Ctrl Mode 設(shè) All down bits OBW 測試定義：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+），對于WCD

13、MA帶寬 3.84*（1+0.22）4.75M。WCDMA系統(tǒng)中， =0.22，為根升余弦濾波器滾降系數(shù)。 測試目的：測試目的：保證占用帶寬符合標(biāo)準(zhǔn)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 . 16 Phase Discontinuity 指標(biāo)意義：指標(biāo)意義：指UE在閉環(huán)功率控制下任何兩個(gè)相鄰時(shí)隙之間的相位變化，每個(gè)時(shí)隙的EVM以及頻率誤差 。上行內(nèi)環(huán)功控每個(gè)時(shí)隙出現(xiàn)一次，而功率的變化會(huì)導(dǎo)致相鄰時(shí)隙的相位存在差異 測試要求：測試要求： 1）每一個(gè)大于或等于）每一個(gè)大于或等于-20dBm的時(shí)隙的的時(shí)隙的EVM不應(yīng)超過不應(yīng)超過17.5% 2）每個(gè)測量時(shí)隙的頻率誤差不應(yīng)超過）每個(gè)測量時(shí)隙

14、的頻率誤差不應(yīng)超過 (0,1 ppm + 10 Hz) 3）每兩個(gè)相鄰時(shí)隙的相位不連續(xù)性應(yīng)小于或等于）每兩個(gè)相鄰時(shí)隙的相位不連續(xù)性應(yīng)小于或等于36度；如果一個(gè)相位不連續(xù)性超過度；如果一個(gè)相位不連續(xù)性超過36度并且小于或等度并且小于或等 于于66度，那么下面度，那么下面 連續(xù)連續(xù)4個(gè)測量值應(yīng)小于或等于個(gè)測量值應(yīng)小于或等于36度；所有相位不連續(xù)性均應(yīng)不超過度；所有相位不連續(xù)性均應(yīng)不超過66度度 . 17 Phase Discontinuity Power Control Pattern 為5DOWN/4UP； Number of Pattern Repetitions 為10 讀取每個(gè)時(shí)隙的EVM

15、，F(xiàn)er和Phd； START SINGLE測量直到UE輸出達(dá)到最小功率 Power Control Pattern 改為5UP/4DOWN； START SINGLE測量直到UE輸出達(dá)到最大功率 . 18 Phase Discontinuity . 19 EVM 指標(biāo)意義指標(biāo)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：測試目的：驗(yàn)證UE發(fā)射信號的調(diào)制質(zhì)量。超標(biāo)會(huì)增加本信道上行鏈路的發(fā)射誤差 選擇Waveform Quality 測量界面 . 20 Peak code domain err

16、or PCDE 指標(biāo)意義：指標(biāo)意義：指誤差向量功率等效到特定擴(kuò)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：測試目的：驗(yàn)證UE的調(diào)制精度和限制碼道間的串?dāng)_能力，超標(biāo)會(huì)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(gè)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)：測試標(biāo)準(zhǔn)：-15dB . 21 PRACH Quality 指標(biāo)意義

17、：指標(biāo)意義：PRACH報(bào)頭質(zhì)量測試，是衡量UE上行物理隨機(jī)接入信道PRACH報(bào)頭的調(diào)制質(zhì)量以便基站 能夠確解調(diào)這個(gè)重要的控制信道信息。PRACH在發(fā)送信息時(shí)分兩部分，稱為Preamble報(bào)頭部分和 Message消息部分，其中Preamble報(bào)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：測試目的：驗(yàn)證UE的第一個(gè)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(shí)隙和簽名序列的要求，以確保PRACH能夠被正確解調(diào) 指標(biāo)要求：指標(biāo)要求：EVM要求小于17.5%；頻率誤差要

18、求小于0.10ppm PRACH Preamble要求在正確的接入時(shí)隙被發(fā)送，且簽名序列符合規(guī)定 . 22 PRACH Quality . 23 Reference sensitivity level 測試意義測試意義：指BER不超過給0.001（0.1%）時(shí)，天線端口處測得的接收機(jī)最小接收平均功率 測試目的：測試目的：檢驗(yàn)接收機(jī)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 測試注意測試注意：如果如果Confidence Test Result 顯示顯示Max Bits Tested ，應(yīng)該重新測試一次，還出現(xiàn)，應(yīng)該重新測試一次，還出現(xiàn) Max Bit

19、s Tested，應(yīng)該增加，應(yīng)該增加Number of Bits to Test直至不再直至不再 Max Bits Tested . 24 Reference sensitivity level . 25 Max input level 指標(biāo)定義：指標(biāo)定義：指在不降低BER性能的情況下，UE天線端口處接收機(jī)的最大輸入功率 測試目的：測試目的：過低則會(huì)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)：測試標(biāo)準(zhǔn)：or為 -25dBm/3.84MHz，發(fā)射功率為20dBm(power class3)時(shí)，BER0.1% . 26 HS

20、DPA . 27 縮寫縮寫名稱名稱功能功能 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(biāo)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/CQI HSDPA(高速下行分組接入，High Speed Downlink Packages Access)技術(shù) 是實(shí)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)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 TTI 10ms2ms

21、 AMC:根據(jù)信道狀況(C/I)調(diào)整調(diào)制方式 16QAM/QPSK 3.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(shí)體MAC-hs . 28 5.7A HS-DPCCH power control 指標(biāo)意義指標(biāo)意義：當(dāng)HS-DPCCH傳輸ACK/NACK以及CQI時(shí)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：測試目的：為了驗(yàn)證當(dāng)HS-DPCCH傳輸ACK

22、/NACK以及CQI時(shí)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)。 . 29 HSDPA power control . 30 TPC_cmd=0 power=0dbm HSDPA power control . 31 TPC_cmd=1 power=max HSDPA RCDPA 指標(biāo)意義：指標(biāo)意義：手機(jī)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) . 32 HSDPA RCDE 指標(biāo)意義：指標(biāo)意義：相對碼域誤差 . 33 DC HSDPA DC-HSDPA（Dual-cell HSDPA）是通過更大的頻譜帶寬來提升用戶的吞吐率）是通過更大的頻

23、譜帶寬來提升用戶的吞吐率 。允許用戶同時(shí)接收來自。允許用戶同時(shí)接收來自兩個(gè)相鄰頻點(diǎn)兩個(gè)相鄰頻點(diǎn)異頻同覆蓋小區(qū)發(fā)送的異頻同覆蓋小區(qū)發(fā)送的HSDPA數(shù)據(jù)。物數(shù)據(jù)。物 理層峰值速率可以達(dá)到理層峰值速率可以達(dá)到42M . 34 DC HSDPA Sensitivity . 35 DC HSDPA throughput . 36 物理層峰值速率可以達(dá)到42M.cell1/cell2 碼道電平配置如下： 5.11 TX Spurious 指標(biāo)定義：指標(biāo)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

24、12.5MHz范圍內(nèi)的輻射 . 37 5.11 TX Spurious . 38 5.12 TX InterModulation 指標(biāo)定義：指標(biāo)定義：指有用信號和通過天線進(jìn)入發(fā)射機(jī)的干擾信號共同存在時(shí)，發(fā)射機(jī)對由非線性器件產(chǎn)生的 互調(diào)信號的抑制能力 . 39 5.12 TX InterModulation 互調(diào)：互調(diào)：系統(tǒng)中二個(gè)的載頻信號（f1/f2）因?yàn)榉蔷€性因素,通常會(huì)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(huì)進(jìn)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)。互調(diào)產(chǎn)生

25、的信號對通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收性能 都會(huì)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 . 40 5.12 TX InterModulation . 41 Note1:8800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 6.4 Adjacent channel selectivity (ACS) 指標(biāo)定義指標(biāo)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(shí)接收有用信號的能力 . 42 6.4 ACS . 43 6.4A ACS R5 and later releases . 44 6.5Blocking and 6.6response 阻塞特性阻塞特性:指其他頻率(除去鄰道頻率和雜散響應(yīng)頻率)存在較強(qiáng)的干擾信號條件下，接收機(jī)接收有用信號時(shí)， 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