WCDMA测试基础培训

1、Yana zhang WCDMA 基础及测试指导基础及测试指导 Content WCDMA 概述 WCDMA测试指标 HSDPA/DC-HSDPA WCDMA 复杂测试指标 WCDMA通信模式通信模式 扩频扩频 扩频通信的基本特征就是扩展频谱，具体做法是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载扩频通信的基本特征就是扩展频谱，具体做法是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载 有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来通信。有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来通信。 扩频技术的精确定义是：通过注入一个更高频率的信号将基带信号扩展到

2、一个更宽的频带内的射频通信 系统，即发射信号的能量被扩展到一个更宽的频带内使其看起来如同噪声一样。 发射端，在天线之前某处链路注入扩频码，这个过程称为扩频处理，经扩频处理后原数据信息能量被扩 散到一个很宽的频带内。在接收端相应链路中移去扩频码，恢复数据，此过程称为解扩。显然，收发两 端需要预先知道扩频码。 . 4 扩频扩频 扩频过程中的频谱变化扩频过程中的频谱变化 . 5 扩频扩频 香农公式香农公式 C=B log2(1+S/N) （bit/s) 为了提高信息的传输速率为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现，既加大带宽，可以从两种途径实现，既加大带宽W或提高信噪比或提高信噪比S/N。换句

3、话说，当信。换句话说，当信 号的传输速率号的传输速率C一定时，信号带宽一定时，信号带宽W和信噪比和信噪比S/N是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的 要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声 之下也是可能的。之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想，这就是扩频通信的基本思想 和理论依据。和理论依据。 . 6 扩频因

4、子扩频因子 扩频因子：扩频因子：扩频后chip速率和扩频前信号速率的比值，直接反映了扩频增益。所以扩频因子大的信道对 应着低的速率，扩频因子小的码道对应着高的速率。码片速率=扩频因子符号速率。 在WCDMA中，扩频因子(SF),是扩频码的序号，表示用多少位码片（chip）来表示一个信息符号（bit） ，它的取值可以是2的n次方，如sf = 2,4,8.512，常用的扩频码有OVSF码等。 对于一种确定的制式，码片速率是不变的.WCDMA 符号速率960kbps，SF=4,码片速率3.84Mbps 举例：例如有一个举例：例如有一个1 bit需要传送，假如扩频因子有需要传送，假如扩频因子有8位位

5、10101010， 这样乘出来每一位都由一个这样乘出来每一位都由一个8位位 的数据来表示，也就是说总的数据量增大了的数据来表示，也就是说总的数据量增大了8倍。倍。 不同的用户采用相互正交的扩频因子，得到的数据用不同的用户采用相互正交的扩频因子，得到的数据用 各自的扩频因子进行还原来提取自己的数据。扩频因子的大小决定了一个用户的实际数据数率的大小各自的扩频因子进行还原来提取自己的数据。扩频因子的大小决定了一个用户的实际数据数率的大小 . 7 WCDMA 测量测量 . 8 Maximum output power 指标定义：指标定义：UE最大输出功率为天线端口的标称功率 测试目的：测试目的：验证U

6、E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。 宽带功率测试（宽带功率测试（Thermal power）针对大信号功率测试用于最大发射功率的测试）针对大信号功率测试用于最大发射功率的测试,对于动态范围大的测对于动态范围大的测 量应；量应； 使用信道功率测试使用信道功率测试(Channel power) Active /All up /alternate Open loop power control(OLPC) 测试定义：测试定义： 验证UE开环功率控制的容限是否超过指标要求，测试UE接收机在接收动态范围内正确

7、测试 接收功率的能力。 通过对下行信道的信号测量，估算出信号在传播路径上的功率损失，从而确定上行信道的发射功率。这 种功控方式是不准确的，因为在FDD模式下，从基站到UE的前向路径损耗与从UE到基站的路径损耗是不一 样的，因为前向与反向的衰落分布不一致。所以开环功控只是在建立之初才使用，用于功率初始值的设定 这部分主要以基站发出大信号、中信号、小信号三种状况下，来检测UE是否能正确估算出开环输出功 率，以及开环输出功率范围。具体计算公式为：PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Inter

8、ference) + (Constant value)。开环功率控制的目的提供初始发射功率的粗略估 计，它根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率。 . 10 OLPC PRACH Preamble Initial Power = (P-CPICH DL TX Power) - (CPICH_RSCP)+ (UL Interference) + (Constant value) . 11 Inner loop power control 指标定义：指标定义：指UE的发射机根据在下行链路接收到的一个或多个功率控制命令(TPC_)来调整其输出功 率的能力。 测试目的：测试目的

9、：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 。关于UE在内环功控方面作了较好的功率控制位的形式和算法的规定，UE在内环功控下，必须能发出 50dBm到+24 dBm范围内的信号，而且还要求UE能够很好响应基站所发出的功率控制位，当基站发出 升（或降）1dB命令时，UE必须升（或降）1dB+/-0.5dB，当基站发出升（或降）10dB命令时，UE必须 升（或降）10dB+/-2dB。标准同时还规定了A,B,C,D,E,F,G,H 8段区域，来测试UE。 . 12 Inner loop power control . 13 Inner loop powe

10、r control 以以Test Segment 为为A为例为例:发送发送3060个个TPC_cmd,每个每个slot功率维持功率维持-10dBm9dB不变不变 ， 相邻时相邻时 隙功率差符合图隙功率差符合图1中中TPC_cmd =0，步长，步长=1dB的标准：的标准：0.6dB； 每每10个连续时隙的平均功率改变符合图个连续时隙的平均功率改变符合图2中中TPC_cmd =0，步长，步长=1dB的标准：的标准：1.1dB 以以Test Segment 为为E：发送：发送150个全个全0的的TPC_cmd，TPC步长为步长为1dB 相邻时隙组功率差符合图相邻时隙组功率差符合图1中中TPC_cmd

11、 =-1,步长为步长为1dB的标准：的标准：-0.4-1.6dB。 每每10个连续时隙的平均功率改变符合图个连续时隙的平均功率改变符合图2中中TPC_cmd =-1,步长为步长为1dB的标准：的标准：-7.7-12.3dB 备注：此标准适用与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值见。对于功率步长接近与最小或最大功率门限备注：此标准适用与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值见。对于功率步长接近与最小或最大功率门限 时，降低的步长要求不适用（不作为时，降低的步长要求不适用（不作为10个连续时隙的部分）个连续时隙的部分） . 14 Minpower . 15 测

12、试定义：测试定义：当功率控制设置为最小值时UE的输出功率。对于内环和开环功率控制，最小输出功率是 指所需的最小发射功率。最小发射功率为一个时隙内的平均功率 测试目的：测试目的：验证无线环境较好，且UE与基站很近时，UE能把自己的输出功率降得很低，以确保对其 它UE的最小干扰和对电池的最小消耗 测试标准：测试标准：-50dBm 测试注意：UE target power设置为-55dBm； UL CL Power Ctrl Mode 设 All down bits OBW 测试定义：测试定义：指以分配的信道频率为中心，包含发射频谱中全部发射功率的99的带宽。 占用频宽码片速率*（1+），对于WCD

13、MA带宽 3.84*（1+0.22）4.75M。WCDMA系统中， =0.22，为根升余弦滤波器滚降系数。 测试目的：测试目的：保证占用带宽符合标准要求，从而避免或降低了对其他信道或通信系统的干扰影响 . 16 Phase Discontinuity 指标意义：指标意义：指UE在闭环功率控制下任何两个相邻时隙之间的相位变化，每个时隙的EVM以及频率误差 。上行内环功控每个时隙出现一次，而功率的变化会导致相邻时隙的相位存在差异 测试要求：测试要求： 1）每一个大于或等于）每一个大于或等于-20dBm的时隙的的时隙的EVM不应超过不应超过17.5% 2）每个测量时隙的频率误差不应超过）每个测量时隙

14、的频率误差不应超过 (0,1 ppm + 10 Hz) 3）每两个相邻时隙的相位不连续性应小于或等于）每两个相邻时隙的相位不连续性应小于或等于36度；如果一个相位不连续性超过度；如果一个相位不连续性超过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 连续连续4个测量值应小于或等于个测量值应小于或等于36度；所有相位不连续性均应不超过度；所有相位不连续性均应不超过66度度 . 17 Phase Discontinuity Power Control Pattern 为5DOWN/4UP； Number of Pattern Repetitions 为10 读取每个时隙的EVM

15、，Fer和Phd； START SINGLE测量直到UE输出达到最小功率 Power Control Pattern 改为5UP/4DOWN； START SINGLE测量直到UE输出达到最大功率 . 18 Phase Discontinuity . 19 EVM 指标意义指标意义：指误差矢量信号平均功率和参考信号平均功率之间的比值，即误差矢量信号和参考信号的 均方根值之间的比值，并把这种比值以百分比的形式表示。 测试目的：测试目的：验证UE发射信号的调制质量。超标会增加本信道上行链路的发射误差 选择Waveform Quality 测量界面 . 20 Peak code domain err

16、or PCDE 指标意义：指标意义：指误差向量功率等效到特定扩频因子的码域所得到的误差，定义为被测码道的平均功率 与参考波形平均功率之比，用dB表示。峰值码域误差定义为最大的码域误差。 测试目的：测试目的：验证UE的调制精度和限制码道间的串扰能力，超标会增加本信道上行链路的发射误差。 作为选择，调制质量也可以用码域来表示。全部发射功率分割为能表现CDMA系统特征的单个的代码信 道。没有分配的代码信道不传送数据，只是具有噪声，可以看作是分配信道之间的串扰。计算各未分配 代码信道与已分配代码信道的功率比，得到代码域误差 测试标准：测试标准：-15dB . 21 PRACH Quality 指标意义

17、：指标意义：PRACH报头质量测试，是衡量UE上行物理随机接入信道PRACH报头的调制质量以便基站 能够确解调这个重要的控制信道信息。PRACH在发送信息时分两部分，称为Preamble报头部分和 Message消息部分，其中Preamble报头部分是为了完成开环功控。UE将试探性地以初始功率Po发送该序 列，直至下行链路上有应答，才停止发送Preamble，转为发送消息部分 测试目的：测试目的：验证UE的第一个PRACH前导脉冲的发射质量符合技术要求中定义的调制质量、载波频率 、接入时隙和签名序列的要求，以确保PRACH能够被正确解调 指标要求：指标要求：EVM要求小于17.5%；频率误差要

18、求小于0.10ppm PRACH Preamble要求在正确的接入时隙被发送，且签名序列符合规定 . 22 PRACH Quality . 23 Reference sensitivity level 测试意义测试意义：指BER不超过给0.001（0.1%）时，天线端口处测得的接收机最小接收平均功率 测试目的：测试目的：检验接收机射频电路，中频电路及解调、解码电路的性能，避免参考灵敏电平过高从而 减少基站的覆盖距离 测试注意测试注意：如果如果Confidence Test Result 显示显示Max Bits Tested ，应该重新测试一次，还出现，应该重新测试一次，还出现 Max Bit

19、s Tested，应该增加，应该增加Number of Bits to Test直至不再直至不再 Max Bits Tested . 24 Reference sensitivity level . 25 Max input level 指标定义：指标定义：指在不降低BER性能的情况下，UE天线端口处接收机的最大输入功率 测试目的：测试目的：过低则会对终端在基站的近距离的通信效果产生不利影响，衡量接收机在大信号电平输 入条件下产生非线性失真对BER的影响 测试标准：测试标准：or为 -25dBm/3.84MHz，发射功率为20dBm(power class3)时，BER0.1% . 26 HS

20、DPA . 27 缩写缩写名称名称功能功能 HS-DSCH下行共享数据信道共享信道码资源 HS-SCCH下行共享控制信道承载从MAC-hs到UE的控制信息，包括 UE身份标记、H-ARQ相关参数以及HS- DSCH使用的传输格式 HS-DPCCH上行专用物理控制信道承载上行链路物理层的反馈信息， ACK/NACK/CQI HSDPA(高速下行分组接入，High Speed Downlink Packages Access)技术 是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术。 HSDPA引入新技术引入新技术 1.码资源共享 2.快速调度，自适应编码，高阶调制 TTI 10ms2ms

21、 AMC:根据信道状况(C/I)调整调制方式 16QAM/QPSK 3.混合传输ARQ NACK数据重传给nodeB (wcdma重传给RNC) .重传方式有两种软合并及递增冗余模式 4. 新的媒体接入控制(MAC)实体MAC-hs . 28 5.7A HS-DPCCH power control 指标意义指标意义：当HS-DPCCH传输ACK/NACK以及CQI时可能引起的上行发射功率的变化。对于不同的承载信息 ，HS-DPCCH的功率不同。所以除了内环功控，在HS-DPCCH上ACK/NACK或者CQI的发射，也将影响UE 发射功率 测试目的：测试目的：为了验证当HS-DPCCH传输ACK

22、/NACK以及CQI时可能引起的上行发射功率的变化，以及HS- DPCCH传输功率在允许的功率步长容忍度之内。 . 29 HSDPA power control . 30 TPC_cmd=0 power=0dbm HSDPA power control . 31 TPC_cmd=1 power=max HSDPA RCDPA 指标意义：指标意义：手机的各码道电平值与总码道的电平比值要在一定的误差内 . 32 HSDPA RCDE 指标意义：指标意义：相对码域误差 . 33 DC HSDPA DC-HSDPA（Dual-cell HSDPA）是通过更大的频谱带宽来提升用户的吞吐率）是通过更大的频

23、谱带宽来提升用户的吞吐率 。允许用户同时接收来自。允许用户同时接收来自两个相邻频点两个相邻频点异频同覆盖小区发送的异频同覆盖小区发送的HSDPA数据。物数据。物 理层峰值速率可以达到理层峰值速率可以达到42M . 34 DC HSDPA Sensitivity . 35 DC HSDPA throughput . 36 物理层峰值速率可以达到42M.cell1/cell2 码道电平配置如下： 5.11 TX Spurious 指标定义：指标定义：杂散辐射指必要带宽以外频率的辐射，如谐波分量、寄生分量、互调产物和频率变换分 量等。但不包括由调制过程产生的带外辐射，即不包括偏离载波频率2.5MHz

24、12.5MHz范围内的辐射 . 37 5.11 TX Spurious . 38 5.12 TX InterModulation 指标定义：指标定义：指有用信号和通过天线进入发射机的干扰信号共同存在时，发射机对由非线性器件产生的 互调信号的抑制能力 . 39 5.12 TX InterModulation 互调：互调：系统中二个的载频信号（f1/f2）因为非线性因素,通常会产生互调产物（f1+f2/f1-f2）,以及 他们的及其二次谐波（2f1和2f2）也会进一步产生互调产物，就是三阶互调（2f1-f2和2f2-f1）。以此类 推， 可用nf1+mf2表示互调信号，即（n+m）阶互调。互调产生

25、的信号对通信系统的发射和接收性能 都会造成影响。 举例：载波信号f1，CW信号f2=f1+5M,三阶互调信号2f2-f1=f1+10;2f1-f2=f1-5 . 40 5.12 TX InterModulation . 41 Note1:8800系统只测试了三阶互调 Note2:CW信号为未调制信号，单一连续波 6.4 Adjacent channel selectivity (ACS) 指标定义指标定义：是指接收滤波器对载波信道的滤波衰减和对相邻信道信号的滤波衰减的比例 ，体现了终端在邻信道有干扰信号存在时接收有用信号的能力 . 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:指其他频率(除去邻道频率和杂散响应频率)存在较强的干扰信号条件下，接收机接收有用信号时， 控制性能下降不超过给定恶化限值的能力。带内阻塞指落在UE接收频