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2GHz WCDMA终端设备射频测试介绍（五）
2009-11-27 10:49:45 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
WCDMA射频测试、终端设备占用带宽、频谱发射模板测试、3GPP合规认证、2GHz移动通信测试
内容摘要：
本文详细介绍2GHz WCDMA终端设备的占用带宽和频谱发射模板两项关键射频测试，涵盖测试目的、条件、步骤及限值要求，帮助工程师掌握3GPP标准下的合规测试方法，确保终端设备满足5MHz带宽限制并控制带外杂散干扰。
AI 深度解读
WCDMA作为第三代移动通信的核心技术，采用3.84Mcps码片速率实现宽带直扩码分多址，其5MHz载波带宽对频谱资源利用提出了严苛要求。本文聚焦的占用带宽测试与频谱发射模板测试，是3GPP TS 25.101标准中的强制性认证项目，直接关系到终端设备的市场准入资格。占用带宽测试通过计算99%能量集中度确保设备不侵占邻频资源，而频谱发射模板则针对2.5MHz-12.5MHz带外区域设定-71.1dBm至-49dBc的多级功率门限，防范对GPS、蓝牙等异系统的干扰。对于测试实验室而言，需特别注意RF线损补偿、TPC功率控制及高斯滤波器配置等操作细节；对终端厂商来说，这两项测试的失效往往源于功放线性度不足或滤波器设计缺陷，建议在研发阶段即导入预测试流程。随着5G NSA/SA网络的部署，WCDMA终端仍将在相当长时期内承担语音回落功能，射频合规性测试的准确性将持续影响用户体验与网络质量。
WCDMA是一个宽带直扩码分多址（DS-CDMA）系统，即通过用户数据与由CDMA扩频码得来的伪随机序列相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。使用3.84Mcps的码片速率的WCDMA系统需要大约5MHz的载波带宽，而带宽为1MHz的DS-CDMA系统，如IS-95，相比之下，通常称为窄带CDMA系统。受移动通信频谱资源限制，相关标准对终端工作时占用带宽和频谱发射时的干扰情况有严格要求。本期摩尔实验室（MORLAB）将继续为您介绍2GHz WCDMA终端设备射频测试之占用带宽和频谱发射模板这两项测试。
（一）占用带宽（Occupied Bandwidth）
占用带宽是指包含发射频谱99%总能量所使用的带宽。
1. 测试目的：
验证UE（被测物）的占用带宽是否符合指标要求，避免超过指标要求的占用带宽增加对其他信道或其他系统的干扰。
2. 测试条件：
1） 使用射频线将手机和系统模拟器连接，需要注意RF线的补偿损耗；
2） 按照通用呼叫过程建立一个通信连接；
3） 将UE（被测物）设置在loopback模式进行测试；
3. 测试步骤：
1） 设置连续上升的TPC命令使得UE输出功率达到最大；
2） 以工作载频为中心频率，在大于或等于2被OBW带宽的上测试功率频谱分布，采用的RBW为小于或者等于30kHz；
3） 从步骤（2）的频谱分布中计算总功率；
4） 从步骤（2）中的最低边界开始计算功率和，当功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最低频率；
5） 从步骤（2）中的最高边界开始计算功率和，当功率和为总功率的0.5%时的频率值记为最高频率；
6） 基于（4）和（5）计算OBW，占用带宽=最高频率-最低频率；
4. 测试限值：
UE的占用带宽不应超过5MHz。
5. 测试结果举例：
（二）频谱发射模板
频谱发射模板测试主要关注距离UE中心载波频率2.5MHz-12.5MHz的带外杂散发射。
1. 测试目的：
验证UE的发射功率不超过标准要求，避免超过指标要求的频谱辐射模板会增加对其他信道或其他系统的干扰。
2. 测试条件：
1） 使用射频线将手机和系统模拟器连接，需要注意RF线的补偿。
2） 按照通用呼叫建立一个呼叫；
3） 将UE设置于loopback回环测试模式下进行测试；
3. 测试步骤：
1） 需设置连续上升的TPC命令使得UE输出功率达到最大；
2） 按照“表1”的频率范围设置相关滤波器并测试UE发射信号的功率，偏离载频2.515-3.485MHz之间的信号通过30kHz的滤波器进行测试；偏离载频4-12MHz之间的信号通过1MHz的滤波器完成测试；所用滤波器的特征近似于高斯滤波器，滤波器的中心频率依次符合表1的频率段，功率每频率段记录一次；
3） 测试有用信号输出功率；
4） 计算表1中各个频率偏置处的测量值与有用信号输出功率比值。
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Δf in MHz |
Minimum requirement (Note 2) |
Measurement bandwidth | |
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Relative requirement |
Absolute requirement | ||
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2.5 - 3.5 |
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-71.1 dBm |
30 kHz |
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3.5 - 7.5 |
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-55.8 dBm |
1 MHz |
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7.5 - 8.5 |
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-55.8 dBm |
1 MHz |
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8.5 - 12.5 MHz |
-49 dBc |
-55.8 dBm |
1 MHz |
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Note 1: The first and last measurement position with a 30 kHz filter is at Df equals to 2.515 MHz and 3.485 MHz. Note 2: The first and last measurement position with a 1 MHz filter is at Df equals to 4 MHz and 12 MHz. | ||||
表1：频谱发射模板要求
4. 测试限值：
测试限值可参照表1中的“Minimum requirement”；
5. 测试结果举例：
以上是摩尔实验室（MORLAB）关于WCDMA射频测试的占用带宽和频谱发射模板的介绍。前几期我们介绍的发射机测试项目部分可以在单台仪表上完成，但是WCDMA接收机的大部分测试项目都必须在测试系统上完成，MORLAB的3G实验室配置有全套WCDMA/HSDPA/HSUPA,CDMA2000/1xEV-DO射频一致性测试系统，并可基于此系统升级到TD-SCDMA的射频测试。后面几期我们将结合我们的3G测试系统给大家重点介绍一下WCDMA接收机部分的测试项目和要求。
如需更多资料请发信到以下地址：Service@morlab.cn或致电：0755－86130268。
常见问题
Q: WCDMA终端占用带宽测试的限值是多少？
A: 根据3GPP标准要求，UE（被测终端设备）的占用带宽不应超过5MHz。该测试通过计算包含发射频谱99%总能量所使用的带宽来验证，目的是避免过宽的占用带宽对其他信道或系统造成干扰。
Q: 频谱发射模板测试主要关注哪些频率范围？
A: 频谱发射模板测试主要关注距离UE中心载波频率2.5MHz-12.5MHz的带外杂散发射区域。具体分为三个频段：2.515-3.485MHz（30kHz滤波器）、3.5-7.5MHz及7.5-8.5MHz（1MHz滤波器）、8.5-12.5MHz（1MHz滤波器），各频段设有不同的相对和绝对功率限值要求。
Q: 进行WCDMA射频测试时为什么需要设置loopback模式？
A: Loopback（环回）模式是终端射频测试的标准配置状态，该模式下UE将接收到的信号直接返回发射通路，形成完整的信号环路。这种设置可以确保在系统模拟器控制下，终端以稳定的功率和调制状态工作，便于准确测量占用带宽、频谱模板等发射机性能指标，同时避免实际业务数据对测试结果的干扰。
