宽带码分多址接入(WCDMA)数字移动通信综合测试仪校准规范

1宽带码分多址接入(WCDMA)数字移动通信综合测试仪校准规范本规范规定了宽带码分多址接入(WCDMA)(widebandcodedivisionmultipleacess)数字移动通信综合测试仪(以下简称WCDMA综测仪)的校准。通过特定扩频因子将误差矢量功率映射到码域，每个码字的平均映射功率与复平面参考波形平均功率之比，并以dB表示。峰值码域误差是所有码WCDMA综测仪是由参考晶体振荡器、射频信号发生器、WCDMA信号发生器、射频功率分析仪、WCDMA分析仪、音频信号发生器、音频分析仪和频谱分析仪等功能模块构成的综合测试仪器，主要用于WCDMA终端或基站设备的生产、研发和测试。5.1参考晶体振荡器5.2.5二次谐波：<-25dBc5.2.6三次谐波：<-25dBc5.2.7二分之一次谐波：<-40dBc5.2.8非谐波：<-50dBc5.2.9单边带相位噪声：<-100dBc/Hz(偏置频率20kHz)25.3.1误差矢量幅度：≤5%5.3.2频率误差：最大允许误差±10Hz5.3.3相位误差：最大允许误差±4°5.3.4占用带宽：<5MHz5.3.5邻道功率比：频偏5MHz邻道功率比≥45dB;频偏10MHz邻道功率比5.3.8WCDMA信号发生器输出功率电平最大允许误差：±1.1dB5.4射频功率分析仪5.5.1波形质量因数：测量范围：0.9～1.0;最大允许误差：±0.0025.5.2误差矢量幅度：测量范围：0%～25%;最大允许误差：±2.5%5.5.3频率误差：测量范围<3kHz;最大允许误差±10Hz5.6.2准确度：0.025%5.6.4电平最大允许误差：±1.5%5.6.5失真度：≤0.025%5.7音频分析仪5.7.2准确度：0.02%5.7.4电压测量最大允许误差：±3%5.7.5失真度测量范围：0.1%～30%6.1.1环境温度：(23±5)℃6.1.2相对湿度：<80%36.1.3电源电压及频率：(220±11)V,(50±1)Hz参考功率测量最大允许误差：±3.0%6.2.3信号发生器(带WCDMA调制功能)单边带相位噪声：<-115dBc/Hz(偏置频率20kHz)增益：>30dB输出功率：>3W输入功率：>3W6.2.8矢量信号分析仪(带WCDMA解调功能)WCDMA数字解调分析仪波形质量因数误差测量：±0.001WCDMA数字解调分析仪误差矢量幅度误差测量：±1.0%WCDMA数字解调分析仪幅度测量：±(0.71dB～0.80dB)46.2.10数字电压表频率范围：10Hz～30kHz电压测量范围：10mV～10V电压测量最大允许误差：±0.3%6.2.11标准失真信号发生器频率输出范围：10Hz～100kHz电压输出范围：10mV～3V失真范围：0.1%～30%失真输出最大允许误差：±3%6.2.12音频失真分析仪频率测量范围：20Hz～20kHz失真度测量相对最大允许误差：士(1dB～2dB)失真度测量残余失真和噪声：<0.008%7校准项目和校准方法校准项目一览表见表1。1外观及工作正常性检查2功能检查3参考晶体振荡器输出频率准确度4567射频信号发生器单边带相位噪声89音频信号发生器频率准确度5音频信号发生器输出失真度音频分析仪频率准确度音频分析仪失真度7.1外观及工作正常性检查1)WCDMA综测仪应有说明书及2)WCDMA综测仪各开关、旋钮、按键等应安装牢固，调节正常。仪表不应有影3)进行以下校准时，WCDMA综测仪及校准用设备应按规定时间预热。1)仪表连接如图1所示。图1功能检查2)将WCDMA综测仪设置为信令模式，工作在语音模式下，打开WCDMA移动3)小区注册之后，WCDMA综测仪呼叫手机进行主叫检查，此时手机应响铃，按下手机的接听键，WCDMA综测仪应显示通话状态，按下WCDMA综测仪挂机键进行挂机检查，此时WCDMA综测仪应退出通话状态。然后从手机拨任意一个号码发出，4)进行回声检查，对手机的麦克风讲话，应能在手机的耳机中听到回声。5)进行误比特率功能检查，保持WCDMA综测仪的通话状态，能够进行误比特率、误帧率、邻道泄漏比、频谱辐射模板和频谱监控测试功能，在附录A表A.1中对1)仪器连接如图2所示。输出图2参考晶体振荡器输出频率准确度62)将WCDMA综测仪参考输出端接到频率计数器的输入端，由频率计数器读出参考频率的实际值fs,并记录于附录A7.4射频信号发生器1)仪器连接如图3所示。射频输出射频输入测试仪2)WCDMA综测仪选择射频信号发生器CW模式，将相应的射频输入输出端口的衰减设为零。设置射频信号发生器输出为一10dBm,频率为射频频率范围的最低频率3)改变WCDMA综测仪射频信号发生器的输出频率，重复步骤2)一直到射频频1)仪器连接如图4所示。输入WCDMA综合测试仪射频输入射频输出射频输入2)WCDMA综测仪选择射频信号发生器CW模式，将相应的射频输入输出端口的3)将功率计与WCDMA综测仪射频输出端口连接，从功率计上读取实际功率电平4)WCDMA综测仪射频信号发生器的输出电平按每步减小5dB继续设置，重复步骤3),将电平测量至一50dBm为止。平值为Pso。保持WCDMA综测仪射频输出电平不变，用测试电缆将WCDMA综测仪6)将频谱分析仪中心频率设置为f₁,设置适当的参考电平、输入衰减、分辨力带宽和扫频带宽。将频谱分析仪标记功能(Marker)打开，设置在峰值电平处，打开平均功能，平均次数为20次，此时频谱分析仪标记处的功率电平值为Pso。77)保持频谱分析仪的设置不变，WCDMA综测仪射频信号发生器的输出电平减小5dB,此时频谱分析仪标记处的功率电平值为Pss。8)则由公式(1)计算得到WCDMA综测仪输出电平为一55dBm时的实际值Psss,记录于附录A表A.4中对应的位置。9)WCDMA综测仪射频信号发生器的输出电平按每步减小5dB继续设置，重复步骤7)～8),将电平测量至一120dBm为止。10)改变WCDMA综测仪输出频率，重复步骤2)～9)。7.4.3频谱纯度1)仪表连接如图5所示。输出2)WCDMA综测仪选择射频信号发生器CW模式，将相应的射频输入输出端口的衰减设为零。设置射频频率为f,输出电平为一10dBm。3)设置频谱分析仪中心频率为f,将频谱分析仪的标记功能(Marker)打开，设置在中心频率f处，记录标记处的电平值P₁,并记录在附录A表A.6中。4)将频谱分析仪的中心频率分别设为2f、3f和1/2f,使用标记功能(Marker)分别读出三个频率点的功率电平P₂、P₃和P₁z,并记录在附录A表A.6中。5)分别使用公式(2)、公式(3)和公式(4)计算载波频率为f的二次谐波、三次谐波和1/2次谐波，并记录在附录A表A.6中。三次谐波a₃=P₃-P₁1/2次谐波a₁/z=P₁z-P₁(4)6)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～5)。7)WCDMA综测仪选择射频信号发生器CW模式，将相应的射频输入输出端口的衰减设为零。根据WCDMA综测仪说明书中射频信号发生器杂散信号频谱纯度的要求，设置射频频率f和输出电平L。8)设置频谱分析仪中心频率为f,将频谱分析仪的标记功能(Marker)打开，设置在中心频率f处，记录标记处的功率电平值Pc,并记录在附录A表A.7中。9)设置频谱分析仪的中心频率为杂散测量频率点fs,使用标记功能读出该杂散频率点的功率电平Ps,并记录在附录A表A.7中。10)使用公式(5)计算非谐波频谱纯度，并记录在附录A表A.7中。11)改变WCDMA综测仪的输出频率和电平，重复步骤7)～10)。87.4.4单边带相位噪声1)仪表连接如图5所示。2)WCDMA综测仪选择射频信号发生器CW模式，将相应的射频输入输出端口的3)设置频谱分析仪中心频率为f,分辨力带宽(RBW)为few,相位噪声测量处频率偏移为△f,则频谱分析仪的扫频宽度大于2×Af。4)将频谱分析仪的标记功能(Marker)打开，分别测量载波频率f和偏离载波△f处的功率电平P和PA,并记录在附录A表A.8中。6)改变频率偏移△f,重复步骤3)～5)。7)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～6)。7.5WCDMA信号发生器1)仪表连接如图6所示。输出测试仪输入射频输入2)WCDMA综测仪选择WCDMA信号发生器模式，将相应的衰减设为零。设置输出频率为f,输出电平为一10dBm,打开WCDMA数字调制，将P-CPICH信道相对功率设为0dB,关闭其他信道，如果无法关闭则将其他信道的相对3)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，将中心频率设为f,参考电平量程设置为自动(或者在输入功率电平不过载的情况下，参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择数字解调测量模式。设置同步参考信道为CPICH信道。4)将测量的平均功能打开，平均次数为20次，在测量结果中读出波形质量因数、相位误差、幅度误差、误差矢量幅度、频率误差，并记录于附录A表A.9中。5)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图6所示。2)设置同7.5.1步骤1)。3)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，将中心频率设为f,参考电平量程设置为自动(或者在输入功率电平不过载的情况下，参考电平量程尽可能地接近输入的被测信号),选择占用带宽测量模式。设置同步参考信道为CPICH信道。4)将测量的平均功能打开，平均次数为20次，在测量结果表中读出占用带宽，并95)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～4)。7.5.3峰值码域误差1)仪表连接如图6所示。2)设置同7.5.1步骤1)。3)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，将中心频率设为f,参考电平量程设置为自动(或者在输入功率电平不过载的情况下，参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择码域功率测量模式。设置同步参考信道为CPICH信道。4)将测量的平均功能打开，平均次数为20次，在测量结果中读出峰值码域误差，并记录于附录A表A.11中。5)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图6所示。2)设置同7.5.1步骤1)。3)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，将中心频率设为f,参考电平量程设置为自动(或者在输入功率电平不过载的情况下，参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择邻道功率比测量模式。设置同步参考信道为CPICH信道。4)将测量的平均功能打开，平均次数为20次，在测量结果中分别读出WCDMA信号发生器的频率偏离中心频率5MHz和10MHz邻道功率比，并记录于附录A表5)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图6所示。2)设置同7.5.1步骤1)。3)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，将中心频率设为f,参考电平量程设置为自动(或者在输入功率电平不过载的情况下，参考电平量程尽可能的接近输入的被测信号),选择频谱发射模板测量模式。设置同步参考信道为CPICH信道。4)将测量的平均功能打开，平均次数为20次。在测量结果中分别读出频率偏移，5)改变WCDMA综测仪的载波频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图7所示。输入信号发生器输出功率2)WCDMA综测仪选择WCDMA信号发生器模式，将相应的射频输入输出端口的衰减设为零。设置输出频率为fi,输出电平为最大输出电平，打开WCDMA数字调制，将P-CPICH信道相对功率设为0dB,关闭其他信道，如果无法关闭则将其他信道3)将功率计与WCDMA综测仪射频输出端口连接，从功率计上读取实际功率电平值Ps值，记录于附录A表A.14。4)WCDMA信号发生器输出电平按每步减小5dB继续设置，重复步骤3),将电为Psso。保持WCDMA综测仪射频输出电平不变，用测试电缆将WCDMA综测仪射频6)矢量信号分析仪选择WCDMA解调模式，选择信道功率测量模式，将中心频率设置为f₁,设置适当的参考电平、输入衰减。将测量的平均功能打开，平均次数为7)保持矢量信号分析仪的设置不变，WCDMA信号发生器输出电平减小5dB,此8)由公式(7)计算得到WCDMA信号发生器输出电平为一55dBm时的实际值9)WCDMA信号发生器输出电平按每步减小5dB继续设置，重复步骤7)～8),10)改变WCDMA综测仪输出频率，重复步骤2)～9)。7.6.1小功率电平(-50dBm～10dBm)1)仪表连接如图8所示。2)将信号发生器输出端口通过射频电缆与功率计连接。3)信号发生器输出连续波信号，输出频率设为f。4)调节信号发生器输出电平，使得功率计的指示值为Ps。5)信号发生器输出保持不变，将此射频电缆与WCDMA综测仪的射频输入连接，6)WCDMA综测仪选择射频分析仪功率测量模式，设置接收频率为f,接收电平大于(或等于)Ps,在WCDMA综测仪上读出功率测量值P,并记录于附录A表7)改变信号发生器输出功率，重复步骤4)～6)。8)改变信号发生器输出频率，重复步骤3)～7)。7.6.2中功率电平(10dBm～33dBm)1)仪表连接如图9所示。射频图9射频功率分析仪功率测量(中功率电平)2)信号发生器输出连续波信号，输出频率设为f。3)定向耦合器端口1与端口2之间的插损为A₂,端口1与端口3之间的耦合度为A₃,设端口2输出功率的实际值为Ps,调节信号发生器输出的电平使得功率计的指示值为Px,P由公式(8)计算得到：4)WCDMA综测仪选择射频分析仪功率测量模式，设置接收频率为f,接收电平大于(或等于)Ps,在WCDMA综测仪上读出功率测量值P,并记录于附录A表5)改变信号发生器输出功率，重复步骤3)～4)。6)改变信号发生器输出频率，重复步骤2)～5)。1)仪表连接如图10所示。图10WCDMA分析仪数字调制质量2)信号发生器选择WCDMA数字调制模式，输出频率设为f,输出电平设为L,打开WCDMA上行链路，选择DPCCH信道，输出WCDMA数字调制信号。3)WCDMA综测仪选择WCDMA调制分析仪模式，设置接收频率为f,设置适当的接收电平，选择调制准确度测量模式。4)分别在矢量信号分析仪和WCDMA综测仪的测量结果中读出波形质量因数、频率误差、相位误差、误差矢量幅度等各项参数的测量值，记录于附录A表A.18中。5)改变信号发生器输出频率，重复步骤2)～4)。7.8音频信号发生器7.8.1频率准确度1)仪表连接如图11所示。WCDMA综合测试仪2)WCDMA综测仪选择音频信号发生器模式，设置音频信号发生器输出电平，频率为音频发生器频率范围内的最低频率。3)在频率计数器上读出实际值fs,并记录在附录A表A.19中。4)改变WCDMA综测仪音频信号发生器输出频率，重复步骤2)～3),一直到音频发生器频率范围内的最高频率。1)仪表连接如图12所示。WCDMA综合测试仪2)WCDMA综测仪选择音频信号发生器模式，设置音频信号发生器的输出频率为f,输出电压为V。3)在数字电压表上读出实际值Vs,并记录于附录A表A.20。4)改变WCDMA综测仪音频信号发生器输出电压，重复步骤2)～3)。5)改变WCDMA综测仪音频信号发生器输出频率，重复步骤2)～4)。7.8.3失真度1)仪表连接如图13所示。音频失真分析仪WCDMA综合测试仪音频失真分析仪2)WCDMA综测仪选择音频信号发生器模式，设置音频信号发生器的输出频率为f,输出电压为V。3)音频分析仪选择失真度测量模式，量程设为自动，并设置合适的滤波器范围低通滤波器的频率低于f,高通滤波器的频率高于f。从音频分析仪上读出失真度实测值D,并记录于附录A表A.21。4)改变WCDMA综测仪音频信号发生器输出电压，重复步骤2)～3)。5)改变WCDMA综测仪音频信号发生器输出频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图14所示。音频输入图14音频分析仪频率测量准确度2)音频信号发生器输出电压设为V,输出频率设为f。3)在频率计数器数器上读出音频频率实际值fs,并记录于附录A表A.22。4)WCDMA综测仪音频分析仪设为频率测量模式，在WCDMA综测仪上读出频率5)改变音频信号发生器输出频率，重复步骤2)～4)。1)仪表连接如图15所示。图15音频分析仪电压测量2)设置音频信号发生器输出单音频信号，输出频率为f。3)调节音频信号发生器输出电压，使得在数字电压表上显示值为Vs。4)WCDMA综测仪音频分析仪设为电压测量模式，在WCDMA综测仪上读出音频电压测量值Vm,并记录到附录A表A.23中。5)改变音频信号发生器输出电压，重复步骤3)～4)。6)改变音频信号发生器输出频率，重复步骤2)～5)。1)仪表连接如图16所示。图16音频分析仪失真度测量2)标准失真信号发生器设置为失真输出模式，基波输出频率为f,输出失真度3)WCDMA综测仪音频分析仪设为失真测量模式，在WCDMA综测仪上读出失真度实测值D,并记录到附录A表A.24中。4)改变标准失真信号发生器输出失真度，重复步骤2)～3)。5)改变标准失真信号发生器基波输出频率，重复步骤2)～4)。7.10射频输入输出端口电压驻波比1)仪器连接如图17所示。图17射频输入输出端口电压驻波比2)网络分析仪起始频率和终止频率设为被校WCDMA综测仪射频输入输出端口的3)关闭WCDMA综测仪射频输入输出端口的输出功率，然后连接到校准面/测试2)实验室名称和地址；3)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；4)送校单位的名称和地址；5)被校对象的描述和明确标识；6)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的7)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；8)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；9)校准环境的描述；10)校准结果及其测量不确定度；11)校准证书签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期。9复校时间间隔校准时间间隔由用户根据使用情况自行确定，但推荐为1年。校准记录表格检查项目小区注册回声检查标称值/MHz实测值fs/MHz表A.3射频信号发生器频率准确度标称值f/MHz实测值fs/MHz表A.4射频信号发生器输出电平(频率fr)表A.5射频信号发生器输出电平(频率f₂)表A.6谐波失真测试项目频率/MHz载波功率P₁谐波功率P,实测值a,二次谐波分谐波载波电平L裁波功率P实测值as表A.9WCDMA信号发生器数字调制质量参数频率f/MHz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz表A.10WCDMA信号发生器占用带宽测试项目频率f/MHz实测值/MHz占用带宽频率f/MHz频偏/MHz一5.0一5.0一10.0表A.13WCDMA信号发生器频谱发射模板载波频率/MHz测量滤波器中心频率点的频率偏移fog测量带宽实测值/dBc2.515MHz≤foe<2.715MHz3.515MHz≤fuat<4MHz4MHz≤fotwt<8MHz2.515MHz≤fof<2.715MHz2.715MHz≤fot<3.515MHz3.515MHz≤faHet<4MHz2.515MHz≤foft<2.715MHz2.715MHz≤foft<3.515MHz3.515MHz≤fofet<4MHz4MHz≤fofet<8MHz表A.18WCDMA分析仪数字调制质量参数频率/MHz均方根误差矢量幅度/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz均方根误差矢量幅度/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz均方根误差矢量幅度/(%)均方根相位误差/(°)标称值f/Hz实际值fs/Hz频率f/Hz表A.20(续)频率f/Hz表A.21音频信号发生器输出失真度频率f/Hz失真度实测值D/(%)表A.22音频分析仪频率准确度标称值f/Hz实际值fs/Hz实测值fm/Hz频率f/Hz表A.24音频分析仪失真度测量基波频率f/H₂标准失真度Ds/(%)失真度实测值D/(%)频率/MHz测试端口实测值校准证书内页格式检查项目小区注册回声检查标称值/MHz实测值/MHz标称值/MHz实测值/MHz表B.5射频信号发生器输出电平(频率fz)表B.6谐波失真测试项目频率/MHz实测值/dBc二次谐波载波电平L表B.7杂散信号、非谐波电平/dBm载波频率/MHz杂散信号频率/MHz实测值/dBc表B.8射频信号发生器单边带相位噪声频偏/kHz实测值L/(dBc/Hz)表B.9WCDMA信号发生器数字调制质量参数频率/MHz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度误差/(%)均方根相位误差/(°)表B.10WCDMA信号发生器占用带宽测试项目频率/MHz实测值/MHz占用带宽频率/MHz载波频率/MHz测量滤波器中心频率点的频率偏移fottg测量带宽实测值/dBc2.515MHz≤fotw<2.7152.715MHz≤fofmt<3.515MHz3.515MHz≤foiet<4MHz2.515MHz≤fof<2.715MHz2.715MHz≤fotm<3.5154MHz≤foffm<8MHz2.515MHz≤foffet<2.715MHz2.715MHz≤foiet<3.515MHz3.515MHz≤fotsr<4MHz4MHz≤foa<8MHz8MHz≤fof<foftmax表B.17射频功率分析仪功率电平测量(频率频率/MHz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度矢量/(%)均方根相位误差/(°)均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度矢量/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz均方根误差矢量幅度/(%)均方根幅度矢量/(%)均方根相位误差/(°)频率误差/Hz标称值/H₂实际值/Hz表B.20(续)表B.21音频信号发生器输出失真度频率/Hz失真度实测值/(%)表B.22音频分析仪频率准确度标称值/Hz实际值/Hz实测值/Hz频率/H₂基波频率/Hz标准失真度/(%)失真度实测值/(%)频率/MHz测试端口实测值不确定度评定实例根据校准规范JJF1276—2011中的测量方法，在使用频谱分析仪校准时，在使用相同的量程，相同的测量参数设置条件下，频谱分析仪的量程误率误差等因素带来的误差可以消除。测量不确定度在重复性误差分量中体现。因此，不(1)功率计参考电平测量不确定度分量引人的不确定度ui;(2)功率计校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度uz;(3)功率计校准过程中由系统失配误差引入的不确定度ug;(4)功率计的功率测量线性度引入的不确定度u₄;(5)频谱分析仪的功率测量线性度引入的不确定度us;(6)频谱分析仪在校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度u₆。(1)功率计参考电平测量不确定度分量引入的不确定度u₁标准功率计在功率参考点上测量结果的不确定度由上一级功率计和功率探头的校准标准不确定度u₁=0.13dB/2=0.065dB(2)功率计校准过程中的连接及读数重复性引入的不确定度w₂在被校综测仪输出频率2110MHz,功率为-10