1、Yana zhangWCDMA 基礎及測試指導基礎及測試指導ContentWCDMA 概述WCDMA測試指標HSDPA/DC-HSDPAWCDMA 復雜測試指標WCDMA通信模式通信模式擴頻擴頻擴頻通信的基本特征就是擴展頻譜，具體做法是使用比發送的信息數據速率高許多倍的偽隨機碼把載擴頻通信的基本特征就是擴展頻譜，具體做法是使用比發送的信息數據速率高許多倍的偽隨機碼把載有信息數據的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。有信息數據的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來通信。擴頻技術的精確定義是：通過注入一個更高頻率的信號將基帶信號擴展到一個更寬的頻帶內的射頻

2、通信系統，即發射信號的能量被擴展到一個更寬的頻帶內使其看起來如同噪聲一樣。發射端，在天線之前某處鏈路注入擴頻碼，這個過程稱為擴頻處理，經擴頻處理后原數據信息能量被擴散到一個很寬的頻帶內。在接收端相應鏈路中移去擴頻碼，恢復數據，此過程稱為解擴。顯然，收發兩端需要預先知道擴頻碼。 . 4擴頻擴頻擴頻過程中的頻譜變化擴頻過程中的頻譜變化 . 5擴頻擴頻香農公式香農公式 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，可以從兩種途徑實現，既加大帶寬，可以從兩種途徑實現，既加大帶寬W或提高信噪比或提高信噪比S/N。換句話說，當信。換句話說，當信號的傳輸速率號

3、的傳輸速率C一定時，信號帶寬一定時，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，當帶寬增加到一定程度，允許信噪比進一步降低，有用信號功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲要求，當帶寬增加到一定程度，允許信噪比進一步降低，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。擴頻通信就是用寬帶傳輸技術來換取信噪比上的好處擴頻通信就是用寬帶傳輸技術來換取信噪比上的好處，這就是擴頻通信的基本思想，這就是擴頻通信的基本思想和理論依據。和理論依據。 . 6擴頻因子擴頻因子擴頻因子：擴頻因子：擴頻后chip速率和

4、擴頻前信號速率的比值，直接反映了擴頻增益。所以擴頻因子大的信道對應著低的速率，擴頻因子小的碼道對應著高的速率。碼片速率=擴頻因子符號速率。在WCDMA中，擴頻因子(SF),是擴頻碼的序號，表示用多少位碼片（chip）來表示一個信息符號（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：例如有一個舉例：例如有一個1 bit需要傳送，假如擴頻因子有需要傳送，假如擴頻因子有8位位 10101010， 這樣乘出來每一位都由一個這樣乘出來每一位都

5、由一個8位位的數據來表示，也就是說總的數據量增大了的數據來表示，也就是說總的數據量增大了8倍。倍。 不同的用戶采用相互正交的擴頻因子，得到的數據用不同的用戶采用相互正交的擴頻因子，得到的數據用各自的擴頻因子進行還原來提取自己的數據。擴頻因子的大小決定了一個用戶的實際數據數率的大小各自的擴頻因子進行還原來提取自己的數據。擴頻因子的大小決定了一個用戶的實際數據數率的大小 . 7WCDMA 測量測量 . 8Maximum output power指標定義：指標定義：UE最大輸出功率為天線端口的標稱功率測試目的：測試目的：驗證UE的最大發射功率誤差不超過容限值，避免UE最大發射功率過大會干擾其他信道或

6、其他系統，或UE最大發射功率過小會縮小小區的覆蓋范圍。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射功率的測試）針對大信號功率測試用于最大發射功率的測試,對于動態范圍大的測對于動態范圍大的測量應；量應； 使用信道功率測試使用信道功率測試(Channel power)Active /All up /alternateOpen loop power control(OLPC)測試定義：測試定義： 驗證UE開環功率控制的容限是否超過指標要求，測試UE接收機在接收動態范圍內正確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

7、確定上行信道的發射功率。這種功控方式是不準確的，因為在FDD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，因為前向與反向的衰落分布不一致。所以開環功控只是在建立之初才使用，用于功率初始值的設定 這部分主要以基站發出大信號、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輸出功率，以及開環輸出功率范圍。具體計算公式為：PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Interference) + (Constant value)。開環功率控制的目的提供初始發射功率的粗

8、略估計，它根據測量結果對路徑損耗和干擾水平進行估計，從而計算初始發射功率。 . 10OLPCPRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Interference) + (Constant value) . 11Inner loop power control指標定義：指標定義：指UE的發射機根據在下行鏈路接收到的一個或多個功率控制命令(TPC_)來調整其輸出功率的能力。測試目的：測試目的：驗證UE內環功率控制步長符合指標要求，UE是否能夠正確地從TPC命令中獲得TPC命令。關于UE在內環功控方

9、面作了較好的功率控制位的形式和算法的規定，UE在內環功控下，必須能發出 50dBm到+24 dBm范圍內的信號，而且還要求UE能夠很好響應基站所發出的功率控制位，當基站發出升（或降）1dB命令時，UE必須升（或降）1dB+/-0.5dB，當基站發出升（或降）10dB命令時，UE必須升（或降）10dB+/-2dB。標準同時還規定了A,B,C,D,E,F,G,H 8段區域，來測試UE。 . 12Inner loop power control . 13Inner loop power control 以以Test Segment 為為A為例為例:發送發送3060個個TPC_cmd,每個每個slot

10、功率維持功率維持-10dBm9dB不變不變 ，相鄰時相鄰時 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的標準：的標準：0.6dB；每每10個連續時隙的平均功率改變符合圖個連續時隙的平均功率改變符合圖2中中TPC_cmd =0，步長，步長=1dB的標準：的標準：1.1dB 以以Test Segment 為為E：發送：發送150個全個全0的的TPC_cmd，TPC步長為步長為1dB相鄰時隙組功率差符合圖相鄰時隙組功率差符合圖1中中TPC_cmd =-1,步長為步長為1dB的標準：的標準：-0.4-1.6dB。每每10個連續時隙的平均功率改變符合圖個連續時隙的平均功率

11、改變符合圖2中中TPC_cmd =-1,步長為步長為1dB的標準：的標準：-7.7-12.3dB備注：此標準適用與初始時隙功率和終止時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：此標準適用與初始時隙功率和終止時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，降低的步長要求不適用（不作為時，降低的步長要求不適用（不作為10個連續時隙的部分）個連續時隙的部分） . 14Minpower . 15測試定義：測試定義：當功率控制設置為最小值時UE的輸出功率。對于內環和開環功率控制，最小輸出功率是指所需的最小發射功率。最小發射功率為一

12、個時隙內的平均功率測試目的：測試目的：驗證無線環境較好，且UE與基站很近時，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準：測試標準：-50dBm測試注意：UE target power設置為-55dBm； UL CL Power Ctrl Mode 設 All down bitsOBW測試定義：測試定義：指以分配的信道頻率為中心，包含發射頻譜中全部發射功率的99的帶寬。占用頻寬碼片速率*（1+），對于WCDMA帶寬 3.84*（1+0.22）4.75M。WCDMA系統中，=0.22，為根升余弦濾波器滾降系數。 測試目的：測試目的：保證占用帶寬符合標準要求

13、，從而避免或降低了對其他信道或通信系統的干擾影響 . 16Phase Discontinuity 指標意義：指標意義：指UE在閉環功率控制下任何兩個相鄰時隙之間的相位變化，每個時隙的EVM以及頻率誤差。上行內環功控每個時隙出現一次，而功率的變化會導致相鄰時隙的相位存在差異測試要求：測試要求：1）每一個大于或等于）每一個大于或等于-20dBm的時隙的的時隙的EVM不應超過不應超過17.5% 2）每個測量時隙的頻率誤差不應超過）每個測量時隙的頻率誤差不應超過 (0,1 ppm + 10 Hz) 3）每兩個相鄰時隙的相位不連續性應小于或等于）每兩個相鄰時隙的相位不連續性應小于或等于36度；如果一個相

14、位不連續性超過度；如果一個相位不連續性超過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 連續連續4個測量值應小于或等于個測量值應小于或等于36度；所有相位不連續性均應不超過度；所有相位不連續性均應不超過66度度 . 17Phase Discontinuity Power Control Pattern 為5DOWN/4UP； Number of Pattern Repetitions 為10讀取每個時隙的EVM，Fer和Phd； START SINGLE測量直到UE輸出達到最小功率Power Control Pattern 改為5UP/4DOWN； START SINGLE

15、測量直到UE輸出達到最大功率 . 18Phase Discontinuity . 19EVM指標意義指標意義：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：驗證UE發射信號的調制質量。超標會增加本信道上行鏈路的發射誤差 選擇Waveform Quality 測量界面 . 20Peak code domain error PCDE指標意義：指標意義：指誤差向量功率等效到特定擴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。

16、測試目的：測試目的：驗證UE的調制精度和限制碼道間的串擾能力，超標會增加本信道上行鏈路的發射誤差。 作為選擇，調制質量也可以用碼域來表示。全部發射功率分割為能表現CDMA系統特征的單個的代碼信道。沒有分配的代碼信道不傳送數據，只是具有噪聲，可以看作是分配信道之間的串擾。計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準：測試標準：-15dB . 21PRACH Quality指標意義：指標意義：PRACH報頭質量測試，是衡量UE上行物理隨機接入信道PRACH報頭的調制質量以便基站能夠確解調這個重要的控制信道信息。PRACH在發送信息時分兩部分，稱為Preamble報頭部分和M

17、essage消息部分，其中Preamble報頭部分是為了完成開環功控。UE將試探性地以初始功率Po發送該序列，直至下行鏈路上有應答，才停止發送Preamble，轉為發送消息部分測試目的：測試目的：驗證UE的第一個PRACH前導脈沖的發射質量符合技術要求中定義的調制質量、載波頻率、接入時隙和簽名序列的要求，以確保PRACH能夠被正確解調指標要求：指標要求：EVM要求小于17.5%；頻率誤差要求小于0.10ppm PRACH Preamble要求在正確的接入時隙被發送，且簽名序列符合規定 . 22PRACH Quality . 23Reference sensitivity level測試意義測試

18、意義：指BER不超過給0.001（0.1%）時，天線端口處測得的接收機最小接收平均功率測試目的：測試目的：檢驗接收機射頻電路，中頻電路及解調、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 ，應該重新測試一次，還出現，應該重新測試一次，還出現Max Bits Tested，應該增加，應該增加Number of Bits to Test直至不再直至不再 Max Bits Tested . 24Reference sensitivity level . 25Max input

19、level指標定義：指標定義：指在不降低BER性能的情況下，UE天線端口處接收機的最大輸入功率測試目的：測試目的：過低則會對終端在基站的近距離的通信效果產生不利影響，衡量接收機在大信號電平輸入條件下產生非線性失真對BER的影響測試標準：測試標準：or為 -25dBm/3.84MHz，發射功率為20dBm(power class3)時，BER0.1% . 26HSDPA . 27縮寫縮寫名稱名稱功能功能HS-DSCH下行共享數據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身份標記、H-ARQ相關參數以及HS-DSCH使用的傳輸格式HS-DPCCH上

20、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/CQIHSDPA(高速下行分組接入，High Speed Downlink Packages Access)技術是實現提高WCDMA網絡高速下行數據傳輸速率最為重要的技術。HSDPA引入新技術引入新技術 1.碼資源共享 2.快速調度，自適應編碼，高階調制 TTI 10ms2ms AMC:根據信道狀況(C/I)調整調制方式 16QAM/QPSK 3.混合傳輸ARQ NACK數據重傳給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)實體MAC-hs . 285.7A HS

21、-DPCCH power control指標意義指標意義：當HS-DPCCH傳輸ACK/NACK以及CQI時可能引起的上行發射功率的變化。對于不同的承載信息，HS-DPCCH的功率不同。所以除了內環功控，在HS-DPCCH上ACK/NACK或者CQI的發射，也將影響UE發射功率測試目的：測試目的：為了驗證當HS-DPCCH傳輸ACK/NACK以及CQI時可能引起的上行發射功率的變化，以及HS-DPCCH傳輸功率在允許的功率步長容忍度之內。 . 29HSDPA power control . 30TPC_cmd=0 power=0dbmHSDPA power control . 31TPC_cm

22、d=1 power=maxHSDPA RCDPA 指標意義：指標意義：手機的各碼道電平值與總碼道的電平比值要在一定的誤差內 . 32HSDPA RCDE指標意義：指標意義：相對碼域誤差 . 33DC HSDPADC-HSDPA（Dual-cell HSDPA）是通過更大的頻譜帶寬來提升用戶的吞吐率）是通過更大的頻譜帶寬來提升用戶的吞吐率。允許用戶同時接收來自。允許用戶同時接收來自兩個相鄰頻點兩個相鄰頻點異頻同覆蓋小區發送的異頻同覆蓋小區發送的HSDPA數據。物數據。物理層峰值速率可以達到理層峰值速率可以達到42M . 34DC HSDPA Sensitivity . 35DC HSDPA th

23、roughput . 36物理層峰值速率可以達到42M.cell1/cell2 碼道電平配置如下：5.11 TX Spurious指標定義：指標定義：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、互調產物和頻率變換分量等。但不包括由調制過程產生的帶外輻射，即不包括偏離載波頻率2.5MHz12.5MHz范圍內的輻射 . 375.11 TX Spurious . 385.12 TX InterModulation指標定義：指標定義：指有用信號和通過天線進入發射機的干擾信號共同存在時，發射機對由非線性器件產生的互調信號的抑制能力 . 395.12 TX InterModulation 互調

24、：互調：系統中二個的載頻信號（f1/f2）因為非線性因素,通常會產生互調產物（f1+f2/f1-f2）,以及他們的及其二次諧波（2f1和2f2）也會進一步產生互調產物，就是三階互調（2f1-f2和2f2-f1）。以此類推， 可用nf1+mf2表示互調信號，即（n+m）階互調。互調產生的信號對通信系統的發射和接收性能都會造成影響。舉例：載波信號f1，CW信號f2=f1+5M,三階互調信號2f2-f1=f1+10;2f1-f2=f1-5 . 405.12 TX InterModulation . 41Note1:8800系統只測試了三階互調Note2:CW信號為未調制信號，單一連續波6.4 Adjacent channel selectivity (ACS)指標定義指標定義：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，體現了終端在鄰信道有干擾信號存在時接收有用信號的能力 . 426.4 ACS . 436.4A ACS R5 and later releases . 446.5Blocking 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頻率)存在較強的干擾信號條件下，接收機接收有用信號時， 控制性能下降不超過給定惡化限值的能力。帶內阻塞指落在UE