GSM手机射频指标介绍

GSM手机射频指标介绍第一部分发射机指标1.1发射载波峰值功率•定义：指发射机载波功率在一个突发脉冲的有用信息比特时间上的平均值。即对该载频时隙突发脉冲串的有用信息比特部分（即时隙中段突发的有用信息比特部分，对常规信道为147比特，对允许接入信道（RACH）为87比特）测量的功率的平均值。1.1发射载波峰值功率•目的：如果发射功率在相应的级别达不到指标要求，会造成很难打出电话的毛病，即离基站近时容易打出而离基站远时不易打出困难，往往表现出发射时总是提示用户重拨号码。如果发射功率在相应的级别超出指标的要求，一方面可以客服空中损耗，降低对接收机接收灵敏度的要求，但则会造成电池损耗大，待机时间短；另外扩大小区覆盖范围，引入邻道干扰。则需测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标。1.1发射载波峰值功率•技术要求1.1发射载波峰值功率表1.2GSM900发射功率等级表1.1发射载波峰值功率表1.3DCS1800发射功率等级表1.2发射载频包络•定义：发信载频包络是指发信载频功率相对于时间的关系。（PowerRAMP）由于GSM系统是一个TDMA的系统，八个用户共用一个频点，手机只在分配给它的时间内打开，然后必须及时关闭，以免影响相邻时隙的用户。由于这一原因，GSM规范对一个时隙中的RF突发的幅度包络作了规定，对于时隙中间有用信号的平坦度也作了相应的规定，这个幅度包络在577us的一个时隙内，其动态范围大于70dB，而时隙有用部分平坦度应小于±1dB。1.2发射载频包络•目的：该测试主要是验证发射机发射的载频包络在一个时隙期间是否严格满足GSM规定的TDMA时隙幅度的上升沿、下降沿及幅度平坦部分与模块的吻合程度。手机发射突发信号的上升与下降部分应在＋4dB－-30dB，模块范围之内，顶部起伏部分应在±1dB模板范围之内。若突发信号超出模板范围，将会对临近时隙的用户产生干扰。1.2发射载频包络1.2发射载频包络•技术要求GSM对常规突发规定的功率／时间框罩要求见图2，对接入突发规定的功率／时间框罩要求见图3。在任何频率上，对正常和极限测试条件的每一种组合及每一种功率控制电平下，对常规突发的抽样测量其功率／时间关系（即功率包络）都应在图2所示的阴影限制之内。对接入突发的抽样测量其功率包络应在图3所示的阴影限制之内。特别是对在147比特（对常规突发）和87比特（对接入突发）期间的幅度平坦度要求在±1dB以内。对图中所示的±28us处其上升沿／下降沿功率应不大于－59dBc（若此时-59dBc的实际功率值低于－36dBm，则该处要求为上升／下降沿功率不大于－36dBm），在±18us处其上升／下降沿－6dBc。1.2发射载频包络图2常规突发1.2发射载频包络图3接入突发脉冲1.3调制频谱（SpectrumDuetoModulation）•定义调制频谱指数字比特流信息经GMSK调制后在临近频带上所产生的频谱。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的干扰。在时间上，连续调制频谱和功率切换频谱不是同时发生的，因而输出射频频谱可分为连续调制频谱和切换瞬态频谱。连续调制频谱是由GSM调制而产生的在其载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率1.3调制频谱（SpectrumDuetoModulation）•目的防止带外频谱辐射，以免引起邻到干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。1.3调制频谱（SpectrumDuetoModulation）1.4开关频谱（SpectrumDuetoSwitching）•定义指由于功率切换而在标称载频的临近频带上产生的射频频谱。即由于调制突发的上升和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•目的防止频段切换时的开关脉冲对邻频道产生干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）1.4开关频谱（SpectrumDuetoSwitching）1.4开关频谱（SpectrumDuetoSwitching）1.5频率误差（FrequencyError）•定义GSM调制方案是高斯最小移频键控（GMSK），归一化带宽BT＝0.3。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。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对应的标称频率之间的差。它可通过对相位误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差。•目的通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小，则表示频率合成器能很快切换频率，并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定，手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求（±0.1ppm），手机将出现信号弱甚至无信号的故障，若基准频率调节范围不够，还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。1.5频率误差（FrequencyError）•技术要求GSM手机各信道的载波频率误差极限应小于±0.1PPM,在校准调试阶段的目标值应小于0.07PPM,频率误差平均值应小于0.05PPM。GSM频段的频率误差范围为＋90HZ～－90HZ。若Fe＜40Hz，则频率误差为优；若40Hz≤Fe≤60Hz，则频率误差为良好；若60Hz≤Fe≤90Hz，则频率误差为一般；若Fe＞90Hz，则频率误差为不合格。DCS频段的频率误差范围为＋180HZ～－180HZ。若Fe＜80Hz，则频率误差为优；若80Hz≤Fe≤100Hz，则频率误差为良好；若100Hz≤Fe≤180Hz，则频率误差为一般；若Fe＞180Hz，则频率误差为不合格。1.6相位误差（PhaseError）•定义GSM调制方案是高斯最小移频键控（GMSK），归一化带宽BT＝0.3。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。发射信号的相位误差定义为发信机发射信号的相位与理论上最好信号（即理论上按GMSK调制出来的信号）之间的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个已知的伪随机比特流通过0.3GMSK脉冲成形滤波器得到。相位轨迹可看作与载波相位相比较的相位变化曲线。连续的1将引起连续的90度相位的递减，而连续的0将引起连续的90度相位的递减。1.6相位误差（PhaseError）•目的通过测试相位误差了解手机发射通路的信号调制准确度及其噪声特性。可以看出调制器是否正常工作，功率放大器是否产生失真，相位误差的大小显示了I、Q数位类比转换器和高斯滤波器性能的好坏。发射机的调制信号质量必须保持一定的指标，才能当存在着各种外界干扰源时保持无线链路上的低误码率。1.6相位误差（PhaseError）•技术要求相位误差均方根值（RMS）对每个突发小于5°。每个突发的最大峰值相位误差应不超过20°。相位误差峰值Pepeak：若Pepeak＜7deg，则相位误差峰值为优；若7deg≤Pepeak≤l0deg，则相位误差峰值为良好；若10deg≤Pepeak≤20deg则相位误差峰值为一般；若Pepesk＞20deg，则这项指标为不合格。相位误差有效值PeRMS：若PeRMs＜2．5deg，则相位误差有效值为优；若2．5deg≤PeRMS≤4deg，则相位误差有效值为良好；若4deg≤PeRMS≤5deg，则相位误差有效值为一般；若PeRMS＞5deg，则这项指标为不合格。1.7传导杂散骚扰（ConductSpuriousEmissions）•定义发信机的杂散辐射是指用标准测试信号调制时在除载频和由于正常调制和切换瞬态引起的边带以及邻道以外离散频率上的辐射。杂散辐射按其来源的不同可分为传导型和辐射型两种。传导型杂散辐射是指由天线连接器处或进入电源引线（仅指基站）引起的任何杂散辐射；辐射型杂散辐射是指由于机箱(或机柜)以及设备的结构而引起的任何杂散辐射。传导型杂散辐射是指在天线的插头处50欧负载上测得的任意离散信号的电平功率。1.7传导杂散骚扰（ConductSpuriousEmissions）•目的检验手机天线端的离散辐射功率是否符合GSM规范及国家行业标准1.7传导杂散骚扰（ConductSpuriousEmissions）CMU200MS图二频谱分析仪定向耦合器衰减器陷波滤波器•测试方法1.7传导杂散骚扰（ConductSpuriousEmissions）第二部分接收机指标2.1接收灵敏度（RxSensitivity）•定义收信机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。接收机在各种不同输入信号环境下的工作性能是由比特误码率来表示的。接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原，然后再发送给基站，基站接收到解调后与原来的数据信号进行比较，两则之差即为误码，用百分比表示为误码率。2.1接收灵敏度（RxSensitivity）衡量接收机误码性能主要有帧删除率（FER）、残余误码比特率（RBER）和误比特率（BER）三个参数。当接收机中的误码检测功能指示一个帧中有错误时，该帧就被定义为删除。帧删除率（FER）定义为被删除的帧数占接收帧总数之比。对全速率话音信道来说，这通常是因为3比持的循环冗余校验（CRC）检验出错误或其它处理功能引起坏帧指示（BFI）产生的。对信令信道，通常是由于法尔码（FIRE）或其它分组码检验出错误产生的。对数据业务无帧删除率（FER）定义。2.1接收灵敏度（RxSensitivity）残余误比特率（RBER）定义为在那些没有被声明为被删除帧中的误比特率。即在那些检测为“好”的帧中错误比特的数目与“好”帧中传输的总比特数之比。误比特率（BER）定义为接收到的错误比特与所有发送的数据比特之比。2.1接收灵敏度（RxSensitivity）由于信道误码率的随机性，因此对收信机误码率的测量常采用统计测量法。即时每—信道采取多次抽样测量，在—定的抽样测量数目下，每个测量得到的误码率在一定的测试误码限制范围内，则认为该信道的误码率达到规定的误码率要求。因此，测量收信机灵敏度可通过在收信机输入灵敏度电平时测量收信机的误码率是否达到规定的要求方法来测试2.1接收灵敏度（RxSensitivity）•目的测量接收机的接收灵敏度是为了检验接收机射频电路，中频电路及解调、解码电路的性能。提高接收灵敏度，也就是从本质上提高手机接收信号能力，从而提高手机通话质量，所以在各个公司，提高手机接收灵敏度都是重要任务之一。2.1接收灵敏度（RxSensitivity）•技术要求：对于GSM900MHz频段：接收灵敏度要求：当RF输入电平为－102dBm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－l09～－l07dBm，则接收灵敏度为优；RF输入电平为－l07～－105dBm，则接收灵敏度为良好；RF输入电平为－105～－l02dBm，则接收灵敏度为一般；RF输入电平＞－l02dBm，则接收灵敏度为不合格。对于DCS1800MHz频段：接收灵敏度要求：当RF输入电平为－100dBm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－l08～－l05dBm，则接收灵敏度为优；RF输入电平为－l05～－103dBm，则接收灵敏度为良好；RF输入电平为－103～－l00dBm，则接收灵敏度为一般；RF输入电平＞－l00dBm，则接收灵敏度为不合格。2.2接收信号指示质量（RXQuality）•定义接收报告质量指手机在业务信道（TCH）上不同功率级别时接收信号的强度，它是由移动台产生的对接收信号质量的评价，在移动通信中作为射频功率控制和切换。此值表明在当前接收强度信号下，产生的误码率的表示值，所以指示了信号质量。2.2接收信号指示质量（RXQuality）•目的检验手机的接收性能。当手机在小区移动时，由于传播路径衰耗的影响，手机接收下行链路的信号电平也将发生变化，基站将利用手机的RXLEV报告了解手机接收信号的强