射频各项测试指标

1、双频段GSM/DCS移动电话射频指标分析2003-7-14摘要本文对GSM移动电话的射频指标进行了分析，并讨论了改进办法。其中一些测试及提高射频指标的方法是从实践经验中总结出来的，有一定的参考价值。第一部分对各射频指标作了简要介绍。第二部分介绍了射频指标的测试方法。第三部分介绍了一些提高射频指标的设计和改进方法。1射频(RF)指标的定义和要求1.1 接收灵敏度(Rxsensitivity)(1)定义接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。这里只介绍用残余误

2、比特率(RBER)来测量接收灵敏度。残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。(2)技术要求对于GSM900MHZ频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为-102dBm(分贝)时，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER=2%时，若RF输入电平为-109S-IO7dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-IO7105dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-105-。2dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平-l02dBm，则接收灵敏度为不合格。对于DCSI800MHZ频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为-

3、lOOdBm，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER=2%时，若RF输入电平为-I08705dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-105s-l03dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-103s-100dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平为-I00dBmm，则接收灵敏度为不合格。1. 2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS(1)定义测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。GSM调制方案是高斯最小频移键控(GMSK)，归一化带宽为BT=0.3。发射信号的相位误差定义为：发信机发射信号

4、的相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。它通过相应误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差(因为3=9/t)相位误差峰值Pepeak是离该回归线最远的值。相位误差有效值PeRMS即相位误差均方根值，是所有点的相位误差和其线性回归之间的差的均方根值。(2)技术要求对于GSM900MHZ频段频率误差Fe若Fev40Hz，则频率误差为优；若40HzFe660Hz，则频率误差为良好；若60HzvFe90Hz，

5、则频率误差为不合格。相位误差峰值Pepeak若Pepeakv7deg，则相位误差峰值为优；若7degwPepeakl0deg，则相位误差峰值为良好；若10deg20deg，则这项指标为不合格。相位误差有效值PeRMS若PeRMsv2.5deg，则相位误差有效值为优；若2.5deg5deg，则这项指标为不合格。对于DCS1800MHz频段频率误差Fe若Fev80Hz，则频率误差为优；若80HzFe100Hz，则频率误差为良好;若100HZCFeI80Hz，则这项指标为不合格。相位误差峰值Pepeak同GSM900MHZ的指标。相位误差有效值PeRMS同GSM900MHZ的指标。1.3 射频输出功

6、率Po（1）定义鉴于移动通信组网时的远近效应，在与基站通信过程中必须对移动台的发射功率进行控制（动态调整），以便能保证移动台与基站之间一定的通信质量而又不至于对其它移动台产生明显的干扰。同样，也可以对基站的发射功率进行射频功率控制。测试移动台的射频输出功率在功率控制的每一级电平上是否满足ETSI规定的功率要求。（2）技术要求对于GSM900MZ频段每一功率控制电平对应的标称功率和允许的误差如表1（对于classIV移动台）对于DCSI800MHZ频段每一功率控制电平对应的标称功率和允许的误差如表2 （对于class I移动台）*2Poand TOLd31 37 a;10563111213731

7、4心31711ie19its费1LevelPn andi TOL1.4 调制频谱和开关频谱定义由于GSM调制信号的突发特性，因此输出射频频谱应考虑由于调制和射频功率电平切换而引起的对相邻信道干扰。在时间上，连续调制频谱和功率切换频谱不是发生的，因而输出射频频谱可分为连续调制频谱和切态频谱来分别地加以规定和测量。连续调制是测量由GSM调制处理而产生的在其标称载频同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。开关频谱即切换瞬态频谱，是测量由于调制突发的上下降沿而产生的在其标称载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。（2）技术要求对于GSM900MHz频段调制频谱（MODpectsrum）测试指标

8、要求：调制频谱的每一条谱线均应在ETSI规定的Time-Plate的下方（具体的技术要求可参见ETSIII.10中的规定）；测试条件：功率电平设置在5（33dBm）:测试时，可选择中间信道进行测试。在衡量调制频谱时，可使用谱线的指标余量（margin）。指标余量即最接近Time-Plate的一条谱线与Time-Pkate之间的距离。指标余量越大，则调制频谱越好，即对邻道的干扰越小。对指标余量可作如下分析：若marginlOdBm，则调制频谱为优；若0vmargin1OdBm，则开关频谱为优；若0margin50%)、高效率高增益的天线。精心设计PA的匹配电路和天线的匹配电路。(5)选择高效率的

9、受话器和振铃器。(6)选择高效率的电源管理模块。(7)合理地设计LED的布局、数量、和照明时间，照明时间选择10秒左右即可。通过大量的实际测量我们发现：不同型号的GSM移动电话在通话状态下的工作电流相差不大(约210mA/atIevel5GSM)；但在待机状态下的直流平均电流相差很大(可采用示波器和在整机回路中串入一个低阻值的高精度电阻来测量波形，然后通过计算占空比得到平均功耗)因此待机时间指标相差很远。在这一方面，目前表现最好的产品是菲利蒲生产的PH-989(约28mA)03.7 -7发射机杂散指标的改进移动电话的发射杂散指标在国家无线电管理委员会的型号核准测试中，是一项非常重要的、同时也是一项比较难通过的技术指标，所以应引起设计工程师足够的重视。改进的办法如下：(1)改善调制频谱的质量；改善开关频谱的质量；powerRamp曲线的斜率不能太陡，以免引起带外频谱、杂散变大；Tx-VCO的