2024年1月17日发(作者:酆霁)
WCDMA手机射频测量
一.综述
根据3GPP 34.121测试规范,所有的射频测量可以分为:
发射机特性测试(Transmitter Characteristics Test),测试被测设备发射机的功率、调制和频谱等。
接收机特性测试(Receiver Characteristics Test),测试被测设备接收机选择性,阻塞特性,动态范围,灵敏度等。
由于实验室条件所限,我们只做其中部分测试,其余项目的可以拿到第三方实验室进行测试。
二.发射性能
每项测试的测试条件都在下面标明,个别的测试条件在相应的测试项目中标明。
发射机测试中的下行物理信道
物理信道 功率
Îor –93 dBm / 3.84MHz
CPICH CPICH_Ec / DPCH_Ec = 7 dB
P-CCPCH P-CCPCH_Ec / DPCH_Ec = 5 dB
SCH SCH_Ec / DPCH_Ec = 5 dB
PICH PICH_Ec / DPCH_Ec = 2 dB
DPCH –103.3 dBm / 3.84MHz
(一)最大发射功率
最大发射功率(Maximum Output Power)验证UE的最大发射功率误差不超过容限值,避免UE最大发射功率过大会干扰其他信道或其他系统或UE最大发射功率过小会缩小小区的覆盖范围。指标要求:UE 最大发射功率及容限功率等级最大输出功率容限值
1 +33 dBm+1.7/−3.7 dB
2 +27 dBm+1.7/−3.7 dB
3 +24 dBm+1.7/−3.7 dB
4 +21 dBm+2.7/−2.7 dB
以下均以Power Class3,Band1为例
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置并持续给UE 发送上升功率控制命令;
(5)通过测试仪测试UE的输出功率,输出功率在一个传输时隙上被平均。
使用CMU测试设置:
Power→Maximum Power
(二)频率误差(Frequency Error)
该测试用于验证UE的发射机载波调制的精确度。
The frequency error is the difference between the RF modulated carrier frequency
transmitted from the UE and the assigned frequency. The UE transmitter tracks to the RF
carrier frequency received from the Node B. These signals will have an apparent error due
to Node B frequency error and Doppler shift. In the later case, signals from the Node B
must be averaged over sufficient time that errors due to noise or interference are allowed
for within the minimum requirements .
指标要求:+/-(0.1 ppm+10Hz)Band1 200Hz
1900×0.1+10=200Hz
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,射频参数根据表9 设定;
(3)将UE 置于环回测试模式进行测试。
(4)设置并持续给UE 发送上升功率控制命令,直到UE 的输出功率达到最大值;
(5)在UE的天线连接器处用测试仪测试频率偏差。
使用CMU测试设置:
Îor设置为−106.7dBm / 3.84 MHz
设置并持续给UE 发送上升功率控制命令,直到UE 的输出功率达到最大值;
TPC Pattern Setup设置为set1(2-5均可) 发射功率控制
将set1设置为All1(即:使UE 最大功率输出)
Modulation→Overview
(三)上行开环功率控制(Open Loop Power Control in the
Uplink)
该测试用于验证UE开环功率控制的容限是否超过指标要求。
Open loop power control in the uplink is the ability of the UE transmitter to set its
output power to a specific value. This function is used for PRACH transmission and based
on the information from Node B using BCCH and the downlink received signal power level
of the CPICH. The information from Node B includes transmission power of CPICH and
uplink interference power level.
The power measured by the UE of the received signal and the signalled BCCH
information are used by the UE to control the power of the UE transmitted signal with the
target to transmit at the lowest power acceptable for proper communication.
The test stresses the ability of the receiver to measure the received power correctly
over the receiver dynamic range.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,Îor 根据上表设置:
(3)设置系统模拟器的发射输出电平,使得在UE 的天线连接处得到的值为Îor;
(4)测试UE 的第一个RACH 导引部分的输出功率;
(5)按照上表重复调节系统模拟器的电平进行测试。
指标要求:UE发射功率不超过:±9dB(正常条件)±12dB(极端条件)
使用CMU测试设置:
在开机注册时测试 Power→On/Off Time Mask
RX-动态上边界
Output Channel Power→-25
PCPICH→-28.3
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-75
Constant Value→-10
RX-中间段
Output Channel Power→-65.7
PCPICH→-69
Rep.P-CPICH Power→28
UL interference→-101
Constant Value→-10
RX-灵敏度
Output Channel Power→-106.7
PCPICH→-110
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-110
Constant Value→-10
(四)上行内环功率控制(Inner Loop Power Control in the
Uplink)
该测试用于验证UE内环功率控制步长符合指标要求,UE是否能够正确地从TPC命令中获得TPC命令。
Inner loop power control in the uplink is the ability of the UE transmitter to adjust its
output power in accordance with one or more TPC commands received in the downlink.
The power control step is the change in the UE transmitter output power in response to a
single TPC command, TPC_cmd, derived at the UE
测试步骤:
(1)按照图3建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,上行DPCH功率控制消息应该是按照功控算法2得到的TPC命令;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)在进行测试前先设置UE 的输出功率,在天线的连接器处测得在−10 ±9dBm范围内;
(5)发送一系列TPC命令(30~60 个),覆盖第一到最后一帧;STAGE A
(6)发送50个全1的TPC 命令;STAGE B
(7)发送50个全0的TPC 命令;STAGE C
(8)重配置上行链路的功控算法为算法1,TPC 步长为1dB。结束后,发送一系列全1TPC
命令直到UE的功率大于最大功率门限值;STAGE D
(9)发送一系列150个全0的TPC命令;STAGE E
(10)发送一系列150个全1的TPC命令;STAGE F
(11)重配置,将TPC步长设为2dB。结束后,发送一系列全1的TPC命令直到UE的功率大于最大功率门限值,连续发送75个全0的TPC命令;STAGE G
(12)连续发送75个全1的TPC 命令;STAGE H
(13)测试第(5)步到第(12)步每时隙的平均输出功率。
预期结果:
(1)在第A步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC_cmd=0 的标准;
(2)在第A步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表1中TPC_cmd=0 的标准;
(3)在第B步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中每第5个TPC 命令值为+1,
步长为1dB,其他TPC命令为0;
(4)在第B步中,连续50个时隙的平均输出功率的改变符合表2的{0,0,0,0,+1}TPC命令;
(5)在第C步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中每第5个TPC命令值为−1,
步长为1dB,其他TPC命令为0;
(6)在第C步中,连续50个时隙的平均输出功率的改变符合表2的{0,0,0,0,-1}TPC命令;
(7)在第E步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为−1,步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(8)在第E步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为−1,步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(9)在第F步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为+1,步长为1dB
的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(10)在第F步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为+1,
步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功
率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(11)在第G步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为−1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(12)在第G步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为−1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(13)在第H步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为+1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(14)在第H步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为+1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分。
表 1
表 2
3 dB inner loop power control steps are only used in compressed mode
使用CMU测试设置: Power→P/Slot Table
TPC Pattern Setup设置setA,按Activate Pattern开始测试;按照同样方法,再设置setB至setH即可。
(五)最小输出功率(Minimum Output Power)
该测试用于验证UE最小输出功率是否小于-50dBm,避免超过指标要求的最小输出功率会增加对其他信道的干扰和减小系统容量。
The minimum controlled output power of the UE is when the power control setting is
set to a minimum value. This is when both the inner loop and open loop power control
indicate a minimum transmit output power is required
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)给UE发射持续的下降的TPC 命令;
(5)用测试仪测UE的输出功率。
指标要求:低于−49dBm
使用CMU测试设置:Power→Minimum Power
(六)发射关功率(Transmit OFF Power)
该测试用于验证UE的发射关闭功率是否小于-56dBm,避免超过指标要求的发射关功率会增加对其他信道的干扰和减小系统容量。
The transmit OFF power state is when the UE does not transmit.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)给UE发送释放命令使其停止发射;
(5)用测试仪测UE的降低的输出功率
指标要求:低于−55dBm
使用CMU测试设置:
在开机注册时测试
测试界面同上行开环功率控制
Power→On/Off Time Mask
(七)发射开/关时间模板(Transmit ON/OFF Time mask)
该测试用于验证UE发射开/关的过程与时间的关系符合标准的规定,避免超过指标要求的发射开/关响应误差会增加对其他信道的干扰或本信道上行链路的发射误差。
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,Îor 符合表15 的规定。
(3)设置系统模拟器的输出功率使在天线连接器处的Îor 为−106.7 dBm / 3.84 MHz;
(4)测试UE 的第一个RACH导频部分的输出功率(开功率),测试不包括瞬时功率;
(5)测试UE的第一个RACH导频部分的输出功率(开功率)之前或之后的关功率,测试不包括瞬时功率。
测试指标:
a) 在第(4)步中UE的发射功率不超过下表的上限和上行开环功率控制的下限;
其中:上行开环功率控制UE的发射功率不超过:±9dB(正常条件) ±12dB(极端条件)
b) 在第(3)步中UE的发射功率应小于−56dBm。
使用CMU测试设置:
Output Channel Power→-106.7
PCPICH→-110
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-95
Constant Value→-10
Power→On/Off Time Mask
(八)占用带宽(Occupied Bandwidth OBW)
验证UE的占用带宽是否符合指标要求,避免超过指标要求的占用带宽增加对其他信道或其他系统的干扰。
Occupied bandwidth is a measure of the bandwidth containing 99 % of the total
integrated power of the transmitted spectrum, centred on the assigned channel frequency.
Excess occupied channel bandwidth increases the interference to other channels or to
other systems.
To verify that the UE occupied channel bandwidth is less than 5 MHz based on a chip
rate of 3,84 Mcps.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)以工作载频为中心频率,在大于或等于2倍OBW的带宽上测试功率频谱分布,采用的RBW为小于或等于30kHz;
(6)在(5)的频谱分布中计算总功率;
(7)从(5)中的最低边界开始计算功率和,当功率和为总功率的0.5 %时的频率值记为最低频率;
(8)从(5)中的最高边界开始计算功率和,当功率和为总功率的0.5 %时的频率值记为最高频率;
(9)基于(7),(8)计算OBW:OBW=最高频率−最低频率。
指标要求:
不超过5MHz
使用CMU测试设置:
使UE 最大功率输出
spectrum→ACLR FFT/OBW
(九) 频谱发射模板(Spectrum emission mask)
该测试用于验证UE的发射功率不超过标准要求,避免超过指标要求的频谱辐射模板会增加对其他信道或其他系统的干扰。
The spectrum emission mask of the UE applies to frequencies, which are between
2,5 MHz and 12,5 MHz away from the UE centre carrier frequency. The out of channel
emission is specified relative to the RRC filtered mean power of the UE carrier.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC 命令使得UE 的输出功率达到最大;
(5)按照下面的频率范围的滤波器测试UE 发射信号的功率,偏离载频2.515MHz与3.485
MHz之间的信号用30kHz 的测试滤波器测试,偏离载频4MHz与12MHz之间的信号用1MHz的测试滤波器测试,滤波器的特征近似于高斯,滤波器的中心频率依次符合下表的频率段,功率每频率段记录一次;
(5)测试有用信号输出功率;
(6)计算上表中各个频率偏置处的测量值与有用信号输出功率的比dBc;
指标要求:
频谱发射模板要求
相对载波频率偏置∆f 最小要求 测量带宽
2.5 - 3.5 MHz −33.5 − 15*(∆f − 2.5) dBc 30 kHz
3.5 - 7.5 MHz −33.5 − 1*(∆f − 3.5) dBc 1 MHz
7.5 - 8.5 MHz −37.5 − 10*(∆f − 7.5) dBc 1 MHz
8.5 - 12.5 MHz −47.5 dBc 1 MHz
使用CMU测试设置:
使UE 的最大功率输出
spectrum→Emission Mask
(十)邻道泄漏功率比(Adjacent Channel Leakage Power
Ratio )
该测试用于验证基于调制的UE的ACLR值不超过标准要求,避免超过指标要求的ACLR会增加对其他信道或其他系统的干扰。
ACLR is the ratio of the RRC filtered mean power centred on the assigned channel
frequency to the RRC filtered mean power centred on an adjacent channel frequency.
测试步骤:
(1)按照图3 建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)用带宽为当前载频的RRC匹配滤波器测试功率;
(6)用RRC匹配滤波器测试第一和第二相邻信道的功率;
(7)计算(5)测试值与(6)测试值的比dBc。
指标要求:
UE 信道 ACLR 门限
+ 5 MHz 或 − 5 MHz 32.2 dB
+ 10 MHz 或 − 10 MHz 42.2 dB
使用CMU测试设置:
使UE 的最大功率输出
spectrum→ACLR Filter
(十一)矢量幅度误差(Error Vector Magnitude EVM)
该测试用于验证UE的误差矢量幅度不超过17.5%,避免超过指标要求的EVM增加本信道上行链路的发射误差。
The Error Vector Magnitude is a measure of the difference between the reference
waveform and the measured waveform. This difference is called the error vector. The
EVM result is defined as the square root of the ratio of the mean error vector power to the
mean reference power expressed as a %.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)测试EVM;
(6)降低UE的功率为−20dBm或者发送DOWN功率控制命令直到UE的输出功率为−20dBm;
(4)重新测试EVM。
指标要求:
EVM不超过17.5%
使用CMU测试设置:
TPC step size设置为1dB
使UE的最大功率输出
再使UE 的功率为−20dBm(UL Target Power设置为
−20dBm )
Modulation→Overview
(十二)峰值码域误差(Peak code domain error)
验证UE的峰值码域误差不超过-14dB,避免超过指标要求的峰值码域误差增加本信道上行链路的发射误差。
The Peak Code Domain Error is computed by projecting power of the error vector
onto the code domain at a specific spreading factor. The Code Domain Error for every
code in the domain is defined as the ratio of the mean power of the projection onto that
code, to the mean power of the composite reference waveform expressed in dB. The
Peak Code Domain Error is defined as the maximum value for the Code Domain Error for
all codes.
测试步骤:
(1)按照图3建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,测试参数如下表所示;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)测试峰值码域误差;
(6)降低UE的功率为−20dBm;
(7)测试峰值码域误差。
测试指标: UE的峰值码域误差不超过−14dB。
使用CMU测试设置
TPC step size设置为1dB
使UE的最大功率输出
再使UE的功率为−20dBm(UL Target Power设置为
−20dBm )
Modulation→Overview
(十三)相位不连续性(UE phase discontinuity)
验证UE的相位不连续性不超过指标要求,UE是否能通过校准相位不连续性保证在任何时隙UE的频率误差和EVM满足指标要求。
Phase discontinuity is the change in phase between any two adjacent timeslots. The phase
discontinuity result is defined as the difference between the absolute phase used to calculate EVM
for the preceding timeslot and the absolute phase used to calculate EVM for the succeeding
timeslot.
指标要求:
相位不连续性角度∆Ө 限值
∆Ө <=30 无限制
当相位变化>=30°时,
30< ∆Ө <=60 下面4个时隙的相位变
化应该小于30°
∆Ө >60 不允许
频率误差和EVM满足指标
使用CMU测试设置
Modulation→PHDisc
二.接收性能
(一)PRACH前导质量(PRACH preamble quality)
该测试用于验证UE的第一个PRACH前导的传输质量是否满足指标要求。
PRACH preamble quality is a measure of the ability of the UE to transmit the PRACH
preamble in accordance with the core requirements so that the Node B can reliably
decode the PRACH.
The UE is tested at nominal maximum output power and nominally 5 dB above
reference sensitivity.
指标要求:
EVM 不超过 17.5 %
频率误差不超过(0.1 ppm+10Hz)
使用CMU测试设置:
Output Channel Power→-101.7
PCPICH→-105
Rep.P-CPICH Power→24
UL interference→-95
Constant Value→-10
Modulation→PRACH
(二) 参考灵敏电平(Reference Sensitivity Level)
该测试用于验证UE的参考灵敏电平,避免参考灵敏电平过高减少基站的覆盖距离。
The reference sensitivity level
the UE antenna port at which the Bit Error Ratio (BER) shall not exceed a specific value.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)根据表25 按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(1)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(2)在系统模拟器上测试从UE接收到的DCH的BER。
指标要求:
UE的BER不超过0.001 即0.1%
使用CMU测试设置
Output Channel Power→-106
Repetition→Single shot
Transp. →Single shot→10000
Receiver Quality→BER
(三)最大输入电平(Maximum Input Level)
该测试用于验证UE的最大输入电平,若最大输入电平过低会对UE在基站的近距离的通信效果产生不利影响。
This is defined as the maximum mean power received at the UE antenna port, which
shall not degrade the specified BER performance.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)根据下表按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试;
(4)在系统模拟器上测试从UE接收到的DCH的BER。
指标要求:
UE的BER不超过0.001
使用CMU测试设置
Output Channel Power→-25.7
DPCH_Ec/Ior→-19
Repetition→Single shot
Transp. →Single shot→10000
Receiver Quality→BER
2024年1月17日发(作者:酆霁)
WCDMA手机射频测量
一.综述
根据3GPP 34.121测试规范,所有的射频测量可以分为:
发射机特性测试(Transmitter Characteristics Test),测试被测设备发射机的功率、调制和频谱等。
接收机特性测试(Receiver Characteristics Test),测试被测设备接收机选择性,阻塞特性,动态范围,灵敏度等。
由于实验室条件所限,我们只做其中部分测试,其余项目的可以拿到第三方实验室进行测试。
二.发射性能
每项测试的测试条件都在下面标明,个别的测试条件在相应的测试项目中标明。
发射机测试中的下行物理信道
物理信道 功率
Îor –93 dBm / 3.84MHz
CPICH CPICH_Ec / DPCH_Ec = 7 dB
P-CCPCH P-CCPCH_Ec / DPCH_Ec = 5 dB
SCH SCH_Ec / DPCH_Ec = 5 dB
PICH PICH_Ec / DPCH_Ec = 2 dB
DPCH –103.3 dBm / 3.84MHz
(一)最大发射功率
最大发射功率(Maximum Output Power)验证UE的最大发射功率误差不超过容限值,避免UE最大发射功率过大会干扰其他信道或其他系统或UE最大发射功率过小会缩小小区的覆盖范围。指标要求:UE 最大发射功率及容限功率等级最大输出功率容限值
1 +33 dBm+1.7/−3.7 dB
2 +27 dBm+1.7/−3.7 dB
3 +24 dBm+1.7/−3.7 dB
4 +21 dBm+2.7/−2.7 dB
以下均以Power Class3,Band1为例
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置并持续给UE 发送上升功率控制命令;
(5)通过测试仪测试UE的输出功率,输出功率在一个传输时隙上被平均。
使用CMU测试设置:
Power→Maximum Power
(二)频率误差(Frequency Error)
该测试用于验证UE的发射机载波调制的精确度。
The frequency error is the difference between the RF modulated carrier frequency
transmitted from the UE and the assigned frequency. The UE transmitter tracks to the RF
carrier frequency received from the Node B. These signals will have an apparent error due
to Node B frequency error and Doppler shift. In the later case, signals from the Node B
must be averaged over sufficient time that errors due to noise or interference are allowed
for within the minimum requirements .
指标要求:+/-(0.1 ppm+10Hz)Band1 200Hz
1900×0.1+10=200Hz
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,射频参数根据表9 设定;
(3)将UE 置于环回测试模式进行测试。
(4)设置并持续给UE 发送上升功率控制命令,直到UE 的输出功率达到最大值;
(5)在UE的天线连接器处用测试仪测试频率偏差。
使用CMU测试设置:
Îor设置为−106.7dBm / 3.84 MHz
设置并持续给UE 发送上升功率控制命令,直到UE 的输出功率达到最大值;
TPC Pattern Setup设置为set1(2-5均可) 发射功率控制
将set1设置为All1(即:使UE 最大功率输出)
Modulation→Overview
(三)上行开环功率控制(Open Loop Power Control in the
Uplink)
该测试用于验证UE开环功率控制的容限是否超过指标要求。
Open loop power control in the uplink is the ability of the UE transmitter to set its
output power to a specific value. This function is used for PRACH transmission and based
on the information from Node B using BCCH and the downlink received signal power level
of the CPICH. The information from Node B includes transmission power of CPICH and
uplink interference power level.
The power measured by the UE of the received signal and the signalled BCCH
information are used by the UE to control the power of the UE transmitted signal with the
target to transmit at the lowest power acceptable for proper communication.
The test stresses the ability of the receiver to measure the received power correctly
over the receiver dynamic range.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,Îor 根据上表设置:
(3)设置系统模拟器的发射输出电平,使得在UE 的天线连接处得到的值为Îor;
(4)测试UE 的第一个RACH 导引部分的输出功率;
(5)按照上表重复调节系统模拟器的电平进行测试。
指标要求:UE发射功率不超过:±9dB(正常条件)±12dB(极端条件)
使用CMU测试设置:
在开机注册时测试 Power→On/Off Time Mask
RX-动态上边界
Output Channel Power→-25
PCPICH→-28.3
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-75
Constant Value→-10
RX-中间段
Output Channel Power→-65.7
PCPICH→-69
Rep.P-CPICH Power→28
UL interference→-101
Constant Value→-10
RX-灵敏度
Output Channel Power→-106.7
PCPICH→-110
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-110
Constant Value→-10
(四)上行内环功率控制(Inner Loop Power Control in the
Uplink)
该测试用于验证UE内环功率控制步长符合指标要求,UE是否能够正确地从TPC命令中获得TPC命令。
Inner loop power control in the uplink is the ability of the UE transmitter to adjust its
output power in accordance with one or more TPC commands received in the downlink.
The power control step is the change in the UE transmitter output power in response to a
single TPC command, TPC_cmd, derived at the UE
测试步骤:
(1)按照图3建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,上行DPCH功率控制消息应该是按照功控算法2得到的TPC命令;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)在进行测试前先设置UE 的输出功率,在天线的连接器处测得在−10 ±9dBm范围内;
(5)发送一系列TPC命令(30~60 个),覆盖第一到最后一帧;STAGE A
(6)发送50个全1的TPC 命令;STAGE B
(7)发送50个全0的TPC 命令;STAGE C
(8)重配置上行链路的功控算法为算法1,TPC 步长为1dB。结束后,发送一系列全1TPC
命令直到UE的功率大于最大功率门限值;STAGE D
(9)发送一系列150个全0的TPC命令;STAGE E
(10)发送一系列150个全1的TPC命令;STAGE F
(11)重配置,将TPC步长设为2dB。结束后,发送一系列全1的TPC命令直到UE的功率大于最大功率门限值,连续发送75个全0的TPC命令;STAGE G
(12)连续发送75个全1的TPC 命令;STAGE H
(13)测试第(5)步到第(12)步每时隙的平均输出功率。
预期结果:
(1)在第A步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC_cmd=0 的标准;
(2)在第A步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表1中TPC_cmd=0 的标准;
(3)在第B步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中每第5个TPC 命令值为+1,
步长为1dB,其他TPC命令为0;
(4)在第B步中,连续50个时隙的平均输出功率的改变符合表2的{0,0,0,0,+1}TPC命令;
(5)在第C步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中每第5个TPC命令值为−1,
步长为1dB,其他TPC命令为0;
(6)在第C步中,连续50个时隙的平均输出功率的改变符合表2的{0,0,0,0,-1}TPC命令;
(7)在第E步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为−1,步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(8)在第E步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为−1,步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(9)在第F步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为+1,步长为1dB
的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(10)在第F步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为+1,
步长为1dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功
率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(11)在第G步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为−1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(12)在第G步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为−1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分;
(13)在第H步中,相邻时隙的平均输出功率的不同符合表1中TPC命令值为+1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,降低的步长要求不适用;
(14)在第H步中,连续10个时隙的平均输出功率的改变符合表2中TPC命令值为+1,步长为2dB的标准。此标准适用于初始时隙功率和终止时隙功率在最小功率门限和最大功率门限之间。对于功率步长接近于最小或最大功率门限时,不作为10个连续时隙的部分。
表 1
表 2
3 dB inner loop power control steps are only used in compressed mode
使用CMU测试设置: Power→P/Slot Table
TPC Pattern Setup设置setA,按Activate Pattern开始测试;按照同样方法,再设置setB至setH即可。
(五)最小输出功率(Minimum Output Power)
该测试用于验证UE最小输出功率是否小于-50dBm,避免超过指标要求的最小输出功率会增加对其他信道的干扰和减小系统容量。
The minimum controlled output power of the UE is when the power control setting is
set to a minimum value. This is when both the inner loop and open loop power control
indicate a minimum transmit output power is required
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)给UE发射持续的下降的TPC 命令;
(5)用测试仪测UE的输出功率。
指标要求:低于−49dBm
使用CMU测试设置:Power→Minimum Power
(六)发射关功率(Transmit OFF Power)
该测试用于验证UE的发射关闭功率是否小于-56dBm,避免超过指标要求的发射关功率会增加对其他信道的干扰和减小系统容量。
The transmit OFF power state is when the UE does not transmit.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)给UE发送释放命令使其停止发射;
(5)用测试仪测UE的降低的输出功率
指标要求:低于−55dBm
使用CMU测试设置:
在开机注册时测试
测试界面同上行开环功率控制
Power→On/Off Time Mask
(七)发射开/关时间模板(Transmit ON/OFF Time mask)
该测试用于验证UE发射开/关的过程与时间的关系符合标准的规定,避免超过指标要求的发射开/关响应误差会增加对其他信道的干扰或本信道上行链路的发射误差。
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,Îor 符合表15 的规定。
(3)设置系统模拟器的输出功率使在天线连接器处的Îor 为−106.7 dBm / 3.84 MHz;
(4)测试UE 的第一个RACH导频部分的输出功率(开功率),测试不包括瞬时功率;
(5)测试UE的第一个RACH导频部分的输出功率(开功率)之前或之后的关功率,测试不包括瞬时功率。
测试指标:
a) 在第(4)步中UE的发射功率不超过下表的上限和上行开环功率控制的下限;
其中:上行开环功率控制UE的发射功率不超过:±9dB(正常条件) ±12dB(极端条件)
b) 在第(3)步中UE的发射功率应小于−56dBm。
使用CMU测试设置:
Output Channel Power→-106.7
PCPICH→-110
Rep.P-CPICH Power→19
UL interference→-95
Constant Value→-10
Power→On/Off Time Mask
(八)占用带宽(Occupied Bandwidth OBW)
验证UE的占用带宽是否符合指标要求,避免超过指标要求的占用带宽增加对其他信道或其他系统的干扰。
Occupied bandwidth is a measure of the bandwidth containing 99 % of the total
integrated power of the transmitted spectrum, centred on the assigned channel frequency.
Excess occupied channel bandwidth increases the interference to other channels or to
other systems.
To verify that the UE occupied channel bandwidth is less than 5 MHz based on a chip
rate of 3,84 Mcps.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)以工作载频为中心频率,在大于或等于2倍OBW的带宽上测试功率频谱分布,采用的RBW为小于或等于30kHz;
(6)在(5)的频谱分布中计算总功率;
(7)从(5)中的最低边界开始计算功率和,当功率和为总功率的0.5 %时的频率值记为最低频率;
(8)从(5)中的最高边界开始计算功率和,当功率和为总功率的0.5 %时的频率值记为最高频率;
(9)基于(7),(8)计算OBW:OBW=最高频率−最低频率。
指标要求:
不超过5MHz
使用CMU测试设置:
使UE 最大功率输出
spectrum→ACLR FFT/OBW
(九) 频谱发射模板(Spectrum emission mask)
该测试用于验证UE的发射功率不超过标准要求,避免超过指标要求的频谱辐射模板会增加对其他信道或其他系统的干扰。
The spectrum emission mask of the UE applies to frequencies, which are between
2,5 MHz and 12,5 MHz away from the UE centre carrier frequency. The out of channel
emission is specified relative to the RRC filtered mean power of the UE carrier.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC 命令使得UE 的输出功率达到最大;
(5)按照下面的频率范围的滤波器测试UE 发射信号的功率,偏离载频2.515MHz与3.485
MHz之间的信号用30kHz 的测试滤波器测试,偏离载频4MHz与12MHz之间的信号用1MHz的测试滤波器测试,滤波器的特征近似于高斯,滤波器的中心频率依次符合下表的频率段,功率每频率段记录一次;
(5)测试有用信号输出功率;
(6)计算上表中各个频率偏置处的测量值与有用信号输出功率的比dBc;
指标要求:
频谱发射模板要求
相对载波频率偏置∆f 最小要求 测量带宽
2.5 - 3.5 MHz −33.5 − 15*(∆f − 2.5) dBc 30 kHz
3.5 - 7.5 MHz −33.5 − 1*(∆f − 3.5) dBc 1 MHz
7.5 - 8.5 MHz −37.5 − 10*(∆f − 7.5) dBc 1 MHz
8.5 - 12.5 MHz −47.5 dBc 1 MHz
使用CMU测试设置:
使UE 的最大功率输出
spectrum→Emission Mask
(十)邻道泄漏功率比(Adjacent Channel Leakage Power
Ratio )
该测试用于验证基于调制的UE的ACLR值不超过标准要求,避免超过指标要求的ACLR会增加对其他信道或其他系统的干扰。
ACLR is the ratio of the RRC filtered mean power centred on the assigned channel
frequency to the RRC filtered mean power centred on an adjacent channel frequency.
测试步骤:
(1)按照图3 建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)用带宽为当前载频的RRC匹配滤波器测试功率;
(6)用RRC匹配滤波器测试第一和第二相邻信道的功率;
(7)计算(5)测试值与(6)测试值的比dBc。
指标要求:
UE 信道 ACLR 门限
+ 5 MHz 或 − 5 MHz 32.2 dB
+ 10 MHz 或 − 10 MHz 42.2 dB
使用CMU测试设置:
使UE 的最大功率输出
spectrum→ACLR Filter
(十一)矢量幅度误差(Error Vector Magnitude EVM)
该测试用于验证UE的误差矢量幅度不超过17.5%,避免超过指标要求的EVM增加本信道上行链路的发射误差。
The Error Vector Magnitude is a measure of the difference between the reference
waveform and the measured waveform. This difference is called the error vector. The
EVM result is defined as the square root of the ratio of the mean error vector power to the
mean reference power expressed as a %.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)测试EVM;
(6)降低UE的功率为−20dBm或者发送DOWN功率控制命令直到UE的输出功率为−20dBm;
(4)重新测试EVM。
指标要求:
EVM不超过17.5%
使用CMU测试设置:
TPC step size设置为1dB
使UE的最大功率输出
再使UE 的功率为−20dBm(UL Target Power设置为
−20dBm )
Modulation→Overview
(十二)峰值码域误差(Peak code domain error)
验证UE的峰值码域误差不超过-14dB,避免超过指标要求的峰值码域误差增加本信道上行链路的发射误差。
The Peak Code Domain Error is computed by projecting power of the error vector
onto the code domain at a specific spreading factor. The Code Domain Error for every
code in the domain is defined as the ratio of the mean power of the projection onto that
code, to the mean power of the composite reference waveform expressed in dB. The
Peak Code Domain Error is defined as the maximum value for the Code Domain Error for
all codes.
测试步骤:
(1)按照图3建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫,测试参数如下表所示;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(4)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(5)测试峰值码域误差;
(6)降低UE的功率为−20dBm;
(7)测试峰值码域误差。
测试指标: UE的峰值码域误差不超过−14dB。
使用CMU测试设置
TPC step size设置为1dB
使UE的最大功率输出
再使UE的功率为−20dBm(UL Target Power设置为
−20dBm )
Modulation→Overview
(十三)相位不连续性(UE phase discontinuity)
验证UE的相位不连续性不超过指标要求,UE是否能通过校准相位不连续性保证在任何时隙UE的频率误差和EVM满足指标要求。
Phase discontinuity is the change in phase between any two adjacent timeslots. The phase
discontinuity result is defined as the difference between the absolute phase used to calculate EVM
for the preceding timeslot and the absolute phase used to calculate EVM for the succeeding
timeslot.
指标要求:
相位不连续性角度∆Ө 限值
∆Ө <=30 无限制
当相位变化>=30°时,
30< ∆Ө <=60 下面4个时隙的相位变
化应该小于30°
∆Ө >60 不允许
频率误差和EVM满足指标
使用CMU测试设置
Modulation→PHDisc
二.接收性能
(一)PRACH前导质量(PRACH preamble quality)
该测试用于验证UE的第一个PRACH前导的传输质量是否满足指标要求。
PRACH preamble quality is a measure of the ability of the UE to transmit the PRACH
preamble in accordance with the core requirements so that the Node B can reliably
decode the PRACH.
The UE is tested at nominal maximum output power and nominally 5 dB above
reference sensitivity.
指标要求:
EVM 不超过 17.5 %
频率误差不超过(0.1 ppm+10Hz)
使用CMU测试设置:
Output Channel Power→-101.7
PCPICH→-105
Rep.P-CPICH Power→24
UL interference→-95
Constant Value→-10
Modulation→PRACH
(二) 参考灵敏电平(Reference Sensitivity Level)
该测试用于验证UE的参考灵敏电平,避免参考灵敏电平过高减少基站的覆盖距离。
The reference sensitivity level
the UE antenna port at which the Bit Error Ratio (BER) shall not exceed a specific value.
测试步骤:
(1)建立UE 天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)根据表25 按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试。
(1)设置连续的上升TPC命令使得UE的输出功率达到最大;
(2)在系统模拟器上测试从UE接收到的DCH的BER。
指标要求:
UE的BER不超过0.001 即0.1%
使用CMU测试设置
Output Channel Power→-106
Repetition→Single shot
Transp. →Single shot→10000
Receiver Quality→BER
(三)最大输入电平(Maximum Input Level)
该测试用于验证UE的最大输入电平,若最大输入电平过低会对UE在基站的近距离的通信效果产生不利影响。
This is defined as the maximum mean power received at the UE antenna port, which
shall not degrade the specified BER performance.
测试步骤:
(1)建立UE天线连接器与系统模拟器的连接;
(2)根据下表按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫;
(3)将UE置于环回测试模式进行测试;
(4)在系统模拟器上测试从UE接收到的DCH的BER。
指标要求:
UE的BER不超过0.001
使用CMU测试设置
Output Channel Power→-25.7
DPCH_Ec/Ior→-19
Repetition→Single shot
Transp. →Single shot→10000
Receiver Quality→BER