全面的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ測試解決方案

羅德與施瓦茨中國有限公司

作為中國自主知識產(chǎn)權(quán)的3G標準，在TD-SCDMA商用進程中，測試工作備受關(guān)注。R&S(羅德與施瓦茨)一直關(guān)注中國TD-SCDMA的發(fā)展，幾年前在業(yè)界率先推出了TD-SCDMA測試解決方案，而且是目前少有的能提供全面TD-SCDMA射頻測試方案的儀器廠商。

根據(jù)從研發(fā)到生產(chǎn)的不同過程，TD-SCDMA測試可分為4個階段：

1，對模塊和器件進行測試評估：

2，把模塊集成到系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)進行驗證測試：

3，批量生產(chǎn)時的生產(chǎn)測試：

4，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署和優(yōu)化測試。

在不同的階段，測試方法、側(cè)重點和關(guān)注都各不相同：器件測試主要側(cè)重器件相關(guān)的參數(shù)指標：系統(tǒng)測試關(guān)注整機的性能：生產(chǎn)測試側(cè)重速度、重復性和穩(wěn)定性：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化則希望網(wǎng)絡(luò)的正常運營并提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。為了滿足不同測試階段的需求，R&S針對每個測試階段都提供了相應的解決方案。

模塊和器件測試

要保證最終的產(chǎn)品能通過嚴格的一致性測試。首先需要保證基帶和射頻的器件電路符合更嚴格的要求。在器件和模塊測試階段，除了用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進行傳統(tǒng)的線性和非線性分析(如s參數(shù)、IdB壓縮點、三階交調(diào)等)，還需要用矢量信號源加上頻譜分析儀或者矢量信號分析儀對被測件在TD，SCDMA信號條件下進行時域、頻域、碼域和調(diào)制域的分析(如CCDF、ACP、EVM等)。R & S的矢量信號源siJl00A和頻譜儀FSU(或FSP)可以實現(xiàn)這些測試。下面以多載波功放及直放站(RKU)測試為例說明。

TD-SCDMA基站功放以及直放站測試主要評估的測試項目包括：

信道功率：

功率對時間關(guān)系(PvT)(上升沿和下降沿模板)：

鄰近信道泄漏比(ACLR)(單載波和多載波)；

多載波功率：

頻譜雜散模板：

頻譜發(fā)射模板(sEM)；

誤差矢量幅度(EVM)。

在進行TD-SCDMA功放研發(fā)測試時，PvT、多載波ACLR以及各種觸發(fā)信號的需求對儀器的要求比較高、R&S方案可以完全滿足要求。

1，F(xiàn)SU和FSP采用特殊方法進行PvT(功率時間橫版)測試，可以實現(xiàn)1 12dB的很大開關(guān)動態(tài)范圍。這使FSU和FSP可輕松測試TD-SCDMA基站在最大發(fā)射功率下的PvT。

2，TD-SCDM堪站功放要求最高測試六載波ACLR，SMJ100A可產(chǎn)生非常理想的信號，而FSU／P同樣提供了足夠的測量范圍。從而保證了測試到的ACLR不是由于測試儀器造成的。FSU六載波ACLR可達66db，PSP六載波ACLR可達61db。

3，由于TD-SCDMA的時分特性，在測試當中需要多個觸發(fā)信號，提供給分析儀器以及被測功放，SMU具備靈活且方便的觸發(fā)信號設(shè)置，可以產(chǎn)生各種觸發(fā)信號。

4，作為一種調(diào)制指標的測試，誤差矢量幅度EVM對于直放站和功放測試很重要，因為EVM能直接體現(xiàn)放大器的非線性引起的信號失真和畸變。FSU／P內(nèi)置的TD-SCDMA選件不但能測試TD信號的功率和頻譜，還可以直接測試其EVM，大大方便了功放和直放站測試。

5，TD-HSDPA中引入了16QAM高階調(diào)制方式。對于功放和直放站的線性度提出了更高的要求。除了需要測試EVM等調(diào)制指標以外，符號的星座圖也是一個很必要的測試方法。圖1為星座圖和調(diào)制指標的測試實例。

基站和終端整機的研發(fā)和一致性測試

3GPP 25.142(基站)和34.122(終端)的射頻一致性測試規(guī)范定義了發(fā)射機、接收機的特性和系統(tǒng)性能的測試要求。其中TD，SCDMA LCR的基，站／終端則是根據(jù)該規(guī)范的1.28 McpsTDD的要求進行測試。上述規(guī)范是研發(fā)和一致性測試中采用的準則。在該階段，對被測設(shè)備的測試往往非常嚴格，以排除各種潛在的缺陷。研發(fā)測試對儀器的功能、動態(tài)范圍、精度等要求極高。

R&S提供了SMU200A+FsQ+SMA+NRP的研發(fā)測試解決方案。SMU200A可以內(nèi)置兩路獨立的信號源，其中一路用于產(chǎn)生有用信號，另外一路則可以產(chǎn)生規(guī)范定義的各種干擾信號(連續(xù)波或者調(diào)制信號干擾)，從而實現(xiàn)兩臺信號源的功能。而~，SMU200A可以產(chǎn)生規(guī)范要求的各種衰落模擬和AWGN，這樣，一臺SMU200A就能滿足規(guī)范對信號源的要求。FSQ頻譜儀模式具備同類產(chǎn)品中最佳的動態(tài)范圍，這在進行規(guī)范要求的雜散測試和ACLR測試是非常重要的。而FSQ矢量信號分析模式則可以對信號進行IQ域的分析，便于在研發(fā)階段定位和分析故障。SMA是一臺高性能的模擬信號源，可以用于接收交調(diào)特性測試。功率計NRP主要用于精準功率測試。

對于TD-SCDMA／GSM雙模終端來說，音頻性能的測試非常重要。因為音頻性能的好壞直接影響用戶的使用滿意度。3GPP規(guī)范TS 26.132和Ts 26.131以及國標YD／T 1538-2006詳細描述了數(shù)字移動終端的音頻性能技術(shù)要求和測試方法。搭建音頻測試系統(tǒng)需要三大部件：系統(tǒng)模擬器(如R&SCMU200)，音頻分析儀(如R&S的UPV或UPL)以及人工嘴人工耳。這是認證級測試平臺，在中國，UPV和UPL也已經(jīng)被權(quán)威測試機構(gòu)采用，進行TD，sCDMA／GSM雙模手機的音頻一致性測試。

基站和終端整機的生產(chǎn)測試

TD-sCDMA終端的生產(chǎn)測試通常會分為校準和最終測試兩個步驟：前者對終端的接收和發(fā)射機進行射頻調(diào)整：后者在整機裝配完成后，測試整機的性能指標是否達到規(guī)定的要求。由于終端產(chǎn)量巨大，因此對測試設(shè)備的要求是：快速、精準、測試一致性好、故障率和維護成本低。

目前是TD-SCDMA終端批量生產(chǎn)階段，業(yè)界迫切需要快速的TD-SCDMA生產(chǎn)測試儀。R&S高速非信令測試儀CMW500能提供極高的測試速度、精度和測試能力，它能支持包括TD-SCDMA在內(nèi)的多個移動通信標準，正好滿足了業(yè)界的這一需求。

CMW500基于一個新的測試平臺，它的推出是源于現(xiàn)代的測試理念和需求。由于現(xiàn)代的手機變得越來越復雜，不斷增加的新通信標準和新頻率分配使得測試需求越來越多，這大大提高了終端生產(chǎn)廠家的測試成本。因此，為了應對多標準、多頻段帶來的測試時間和費用的增長，除了盡可能提高儀器的測試速度外，還必需有全新的測試方法和理念。

從射頻性能和對未來無線通信的支持來說，CMW500頻率可選配為3.3GHz或6GHz，中頻帶寬分別為分析儀40MHz和信號源70MHz。在設(shè)計

該儀器時已經(jīng)充分考慮了未來無線技術(shù)的發(fā)展趨勢，這使得用戶能實現(xiàn)最低的測試費用和投資的低風險性。CMWS00單臺測試儀集成了強大的射頻分析儀和信號源以及全新的測試理念，這確保了最高的測試性能，最小的體積和很低的功耗。

正如前面所說，為了進一步提高測試速度，還需要創(chuàng)新的測試理念。R & S為芯片和無線設(shè)備生產(chǎn)商開發(fā)了R&S智能校準(R&S SmartAlignment)測試技術(shù)。CMW500可以支持這種創(chuàng)新的測試技術(shù)，以及衍生的支持各種快速射頻校準測試，如基于Rx／Tx功率掃描(Power Sweep)的射頻校準方法。從而可以把終端的射頻校準時間比傳統(tǒng)方法加快10倍。

另外，對于終端生產(chǎn)來說，如果盡量提高首次測試的通過率，可以減少誤測，從而也可以減少整體測試時間。而通過率的提高依賴于整個生產(chǎn)流程的優(yōu)化，這其中，儀器的測試精度和一致性又是至關(guān)緊要的。R&SCMW500在絕對精度、測試可重復性和線性度方面極為出色、可以保證很高的首次測試通過率。

對于TD-SCDMA基站和直放站，R&S的推薦方案是FSP+SMJOOA。這是一套快速且經(jīng)濟的測試解決方案。SMJ配合內(nèi)置的K50／K51選件?？梢援a(chǎn)生不同電平和頻率的標準信號，既可以測試發(fā)射機射頻模塊，也可以進行接收機靈敏度BER／BLER測量。SMJ具有優(yōu)異的射頻性能和極快的頻率／電平穩(wěn)定時間，可以實現(xiàn)快速而準確的測試。頻譜儀FSP配合內(nèi)置的K76選件，可以測試發(fā)射模塊的指標。如功率、PVT、誤差矢量幅度(EVM)、頻率誤差以及頻譜特性等。其測試速度很快而且精度很高。用SMJ和FSP可以輕松搭建基站和直放站測試系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)部署和規(guī)劃、優(yōu)化測試

路測系統(tǒng)是該階段的重要測試設(shè)備。R&S的TSMQ／TSMU／TSML系列是高性能、全頻段、多標準的無線分析儀，是路測系統(tǒng)里的核心設(shè)備。它獨立于測試手機，用于測量和分析無線信號。在進行連續(xù)波(CW)測試時有著極高的測試速度，因此可以在滿足李氏定律的前提下實現(xiàn)多頻點、高移動速度的測試，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化提供重要的數(shù)據(jù)。R&S的ROMES覆蓋測試軟件是一個通用的路測平臺，它可以連接測試手機、GSP、TSMx，實現(xiàn)對各種通信標準的路測。

在網(wǎng)絡(luò)部署時，還必須考慮電磁環(huán)境的問題。在無線通信高速發(fā)展的同時，民眾對環(huán)境中的電磁輻射水平的關(guān)注也在提高。為了實施對環(huán)境電磁場的測量，羅德與施瓦茨公司推出了便攜式的環(huán)境電磁場測試系統(tǒng)R&S TS-EMF：它由場探頭和頻譜儀(FSH或FSL)組成，外帶測試軟件R&SRFEX，方便對空間區(qū)域電磁場進行準確測量和統(tǒng)計評估，如圖2所示。

要準確可靠地評估某一基站的輻射效應，不僅要對其電磁場進行全面的短周期、長周期測量，而且需要在較大區(qū)域范圍進行測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。至今，有兩種方法測量環(huán)境電磁效應：用全向場探頭進行寬帶測量或用方向性天線進行頻率選擇性測量。R&S的TS-EMF綜合了兩種測量方法的優(yōu)點：用全向性天線在30M～3GHz進行頻率選擇性測量。測試軟件R&SRFEX專用于環(huán)境的電磁兼容應用，方便對人員密集區(qū)域的電磁場進行準確測量和統(tǒng)計評估，對某些位置(如學校)可長時間進行監(jiān)測(幾天或幾周)，從而給出科學、準確的評估。

結(jié)語

作為一種新的技術(shù)標準，TD-SCDMA在技術(shù)的成熟性和商用經(jīng)驗方面稍顯欠缺，因此大量的測試工作是保證其成功商用的基本前提。除了射頻測試以外，在業(yè)務和互聯(lián)互通等方面的測試也非常重要。