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羅德與施瓦茨中國有限公司 時間：2009-09 作為中國自主知識產權的3G標準，在TD-SCDMA商用進程中，測試工作備受關注。R & S(羅德與施瓦茨)一直關注中國TD-SCDMA的發展，幾年前在業界率先推出了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。 根據從研發到生產的不同過程，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，對整個系統進行驗證測試; 3. 批量生產時的生產測試; 4. 網絡規劃、部署和優化測試。 在不同的階段，測試方法、側重點和關注都各不相同：器件測試主要側重器件相關的參數指標;系統測試關注整機的性能;生產測試側重速度、重復性和穩定性;網絡規劃和優化則希望網絡的正常運營并提高網絡質量。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，除了用矢量網絡分析儀進行傳統的線性和非線性分析(如S參數、1dB壓縮點、三階交調等)，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、碼域和調制域的分析(如CCDF、ACP、EVM等)。R&S的矢量信號源SMJ100A 和頻譜儀FSU(或FSP)可以實現這些測試。下面以多載波功放及直放站(RRU)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; * 頻譜發射模板(SEM); * 誤差矢量幅度(EVM)。 在進行TD-SCDMA功放研發測試時，PvT、多載波ACLR以及各種觸發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. FSU和FSP采用特殊方法進行PvT(功率時間模版)測試，可以實現112dB的很大開關動態范圍。這使FSU和FSP可輕松測試TD-SCDMA基站在最大發射功率下的PvT。 2. TD-SCDMA基站功放要求最高測試六載波ACLR，SMJ100A可產生非常理想的信號，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，FSP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信號設置，可以產生各種觸發信號。 4. 作為一種調制指標的測試，誤差矢量幅度EVM對于直放站和功放測試很重要，因為EVM能直接體現放大器的非線性引起的信號失真和畸變。FSU/P內置的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為星座圖和調制指標的測試實例。 
基站和終端整機的研發和一致性測試 3GPP 25.142(基站)和34.122(終端)的射頻一致性測試規范定義了發射機、接收機的特性和系統性能的測試要求。其中TD-SCDMA LCR的基站/終端則是根據該規范的1.28 Mcps TDD的要求進行測試。上述規范是研發和一致性測試中采用的準則。在該階段，對被測設備的測試往往非常嚴格，以排除各種潛在的缺陷。研發測試對儀器的功能、動態范圍、精度等要求極高。 R&S提供了SMU200A + FSQ + SMA + NRP的研發測試解決方案。SMU200A可以內置兩路獨立的信號源，其中一路用于產生有用信號，另外一路則可以產生規范定義的各種干擾信號(連續波或者調制信號干擾)，從而實現兩臺信號源的功能。而且SMU200A可以產生規范要求的各種衰落模擬和AWGN，這樣，一臺SMU200A就能滿足規范對信號源的要求。FSQ的頻譜儀模式具備同類產品中最佳的動態范圍，這在進行規范要求的雜散測試和ACLR測試是非常重要的。而FSQ的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 規范TS 26.132和TS 26.131以及國標YD/T 1538-2006 詳細描述了數字移動終端的音頻性能技術要求和測試方法。搭建音頻測試系統需要三大部件：系統模擬器(如R&S CMU200)，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也已經被權威測試機構采用，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測試 TD-SCDMA終端的生產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射機進行射頻調整;后者在整機裝配完成后，測試整機的性能指標是否達到規定的要求。由于終端產量巨大，因此對測試設備的要求是：快速、精準、測試一致性好、故障率和維護成本低。 目前是TD-SCDMA終端批量生產階段，業界迫切需要快速的TD-SCDMA生產測試儀。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在內的多個移動通信標準，正好滿足了業界的這一需求。 CMW500基于一個新的測試平臺，它的推出是源于現代的測試理念和需求。由于現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。在設計該儀器時已經充分考慮了未來無線技術的發展趨勢，這使得用戶能實現最低的測試費用和投資的低風險性。CMW500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，還需要創新的測試理念。R&S為芯片和無線設備生產商開發了R&S智能校準 (R&S Smart Alignment)測試技術。CMW500可以支持這種創新的測試技術，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方法加快10倍。 另外，對于終端生產來說，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流程的優化，這其中，儀器的測試精度和一致性又是至關緊要的。R&S CMW500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+SMJ00A。這是一套快速且經濟的測試解決方案。SMJ配合內置的K50/K51選件，可以產生不同電平和頻率的標準信號，既可以測試發射機射頻模塊，也可以進行接收機靈敏度BER/BLER測量。SMJ具有優異的射頻性能和極快的頻率/電平穩定時間，可以實現快速而準確的測試。頻譜儀FSP配合內置的K76選件，可以測試發射模塊的指標，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。 網絡部署和規劃、優化測試 路測系統是該階段的重要測試設備。R&S的TSMQ/TSMU/TSML系列是高性能、全頻段、多標準的無線分析儀，是路測系統里的核心設備。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多頻點、高移動速度的測試，為網絡規劃和優化提供重要的數據。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，實現對各種通信標準的路測。 在網絡部署時，還必須考慮電磁環境的問題。在無線通信高速發展的同時，民眾對環境中的電磁輻射水平的關注也在提高。為了實施對環境電磁場的測量，羅德與施瓦茨公司推出了便攜式的環境電磁場測試系統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&S RFEX，方便對空間區域電磁場進行準確測量和統計評估，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，而且需要在較大區域范圍進行測量數據的統計。至今，有兩種方法測量環境電磁效應：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點：用全向性天線在30M~3GHz進行頻率選擇性測量。測試軟件R&S RFEX專用于環境的電磁兼容應用，方便對人員密集區域的電磁場進行準確測量和統計評估，對某些位置(如學校)可長時間進行監測(幾天或幾周)，從而給出科學、準確的評估。 結語 作為一種新的技術標準，TD-SCDMA在技術的成熟性和商用經驗方面稍顯欠缺，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，在業務和互聯互通等方面的測試也非常重要。 |
