CN1770669A - Td－scdma射频系统接收部分性能监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种TD－SCDMA射频系统接收部分性能监测方法，包括计算整体噪声系数NF的步骤，计算邻信道选择性Selectivity，计算n阶交调的步骤以及计算镜像频率抑制Image Rejection的步骤，本发明的该TD－SCDMA射频系统接收部分的性能监测方法完全通过获取真实的数据来监测射频系统发射部分的性能，并结合TD－SCDMA协议给出了参数指标的参考值，可用作初期设计以及后期调整系统时的标准参数。

Description

TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA射频系统，跟具体地说，涉及TD-SCDMA射频系统中移动站接收链路的射频部分的性能监测方法，可用于对射频部分的各个指标进行监测，以便于对接收链路的拓扑结构和器件选择进行改进。

背景技术

指标分配是决定任何通信系统中射频部分性能的关键要素，因此无论在初期的开发过程中还是在之后的改进中，都显得非常的重要。传统的指标分配大多采用经验值估算，一来不能够准确地计算射频部分的各个参数指标，另外经验值也不能完整的反映相关的协议要求。特别是对于TD-SCDMA这样新开发的协议而言，由于其属于第三代移动通信中较新的协议，采用经验值来估算更是有比较大的缺陷。

因此，就需要一种能够按照不依靠经验值，难能按照一定的标准来监测TD-SCDMA射频系统接收部分性能的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法，通过获取射频系统接收部分的参数，以TD-SCDMA协议为基准直接进行分析和判断，不使用经验值，从而可提高监测的准确性。

根据本发明，所述的TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法包括如下的步骤：

计算整体噪声系数NF的步骤，

获取射频系统的误码率(BER)，根据获取的误码率得到系统的信噪比E_b/N₀；

获取射频系统的处理增益G_p和用于计算噪声系数的第一最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第一最小接收信号_oc以及上一步骤中获得的信噪比E_b/N₀计算第一干扰信号I_oc；

获取射频系统的信道带宽BW_RF，根据上一步骤中获得的第一干扰信号I_oc计算整体噪声系数NF；计算邻信道选择性Selectivity，

获取用于计算邻信道选择性的第二最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第二最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第二干扰信号I_oc；

获取干扰信号功率P_ACI，根据干扰信号功率P_ACI和第二干扰信号I_oc计算邻信道选择性Selctivity；

计算n阶交调的步骤：

获取用于计算n阶交调的第三最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第三最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第三干扰信号I_oc；

获取n阶交调指标，根据n阶交调指标和第三干扰信号I_oc计算n阶交调；计算镜像频率抑制Image Rejection的步骤：

获取用于计算镜像频率抑制的第四最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第四最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第四干扰信号I_oc；

获取阻塞信号P_BLOCK，根据阻塞信号P_BLOCK和第四干扰信号I_oc计算镜像频率抑制Image Rejection。

根据本发明的实施例，在计算第一、第二、第三以及第四干扰信号是采用相同的公式，只需使用不同的第一、第二、第三、以及第四最小接收信号值即可，该根据处理增益G_p、各最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算各干扰信号I_oc的公式如下：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}$

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10\log G_P+{\hat{I}}_{\mathrm{or}}-I_{\mathrm{oc}}$

根据本发明的实施例，在根据第一干扰信号I_oc计算整体噪声系数NF的步骤中：

首先根据下述关系式计算噪声信号N₀：

I_oc＝N₀·BW_RF

再根据下述关系式计算整体噪声系数NF：

NF≤-10log(kT)+N₀

根据本发明的实施例，在根据干扰信号功率P_ACI和第二干扰信号I_oc计算邻信道选择性Selectivity采用如下的关系式：

Selectivity≥P_ACI-I_oc

根据本发明的实施例，所述计算n阶交调的步骤包括计算二阶交调和三阶交调，其中计算二阶交调IIP2时，所述的交调指标为阻塞信号P_BLOCK；根据阻塞信号P_BLOCK和第三干扰信号I_oc计算二阶交调IIP2采用如下关系式：

IIP2≥2P_BLOCK-I_oc

而计算三阶交调IIP3时，其中所述的交调指标为交调要求P_INT；根据交调要求P_INT和第三干扰信号I_oc计算三阶交调IIP3采用如下关系式：

$\mathrm{IIP}3\≥P_{\mathrm{INT}}+\frac{1}{2}(P_{\mathrm{INT}}-I_{\mathrm{oc}})$

根据本发明的实施例，根据阻塞信号P_BLOCK和第四干扰信号I_oc计算镜像频率抑制Image Rejection采用如下的关系式：

Image Rejection≥P_BLOCK-I_oc

采用了上述的技术方案后，本发明的方法通过获取射频系统接收部分的参数，以TD-SCDMA协议为基准直接进行分析和判断，不使用经验值，提高了监测的准确性。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，所属领域的技术人员对本发明的上述和其他的特征和优势将有更加清楚的了解，附图中相同的标记表示相同的特征，其中：

图1是根据本发明的TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法的一

实施例的流程图；

图2是根据QPSK调制方式中误码率(BER)和信噪比E_b/N₀的对应关系图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

图1所示是根据本发明的TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法的一实施例，包括如下的步骤：

S10.计算整体噪声系数NF的步骤，其中具体包括如下的步骤：

S11.获取射频系统的误码率(BER)，根据获取的误码率得到系统的信噪比E_b/N₀。由于TD-SCDMA采用QPSK调制。对于QPSK调制方法而言，误码率(BER)和信噪比E_b/N₀的关系如图2所示。从图2可看出，要满足TD-SCDMA协议所规定的0.1％的误码率，则信噪比E_b/N₀必须大于7.1dB。在考虑设计裕量和信道编码对信噪比E_b/N₀3dB提高后，最终信噪比E_b/N₀的最小要求为4.8dB。

S12.获取射频系统的处理增益G_p和用于计算噪声系数的第一最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第一最小接收信号_oc以及上一步骤中获得的信噪比E_b/N₀计算第一干扰信号I_oc。

对于反向链路，E_b/N₀表示信号的功率谱密度比上噪声的功率谱密度，也既是：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}$ 等式(1)

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10\log G_P+{\hat{I}}_{\mathrm{or}}-I_{\mathrm{oc}}$ 等式(2)

其中G_P为处理增益(Processing Gain)，对TD-SCDMA中12.2kbps的参考测试信道而言，扩频系数等于8，从而处理增益等于

G_P＝10log8＝9dB                          等式(3)

同时根据3GPP TS25.102标准，最小接收信号为：

_or＝-108dBm                             等式(4)

并且，根据对于信噪比E_b/N₀的要求：

$\frac{E_b}{N_0}\≥4.8\mathrm{dB}$ 等式(5)

把等式(3)、(4)、(5)代入等式(2)，可得到对第一干扰信号的要求为：

I_oc≤-103.8dBm                           等式(6)；

S13.获取射频系统的信道带宽BW_RF，根据上一步骤中获得的第一干扰信号I_oc计算整体噪声系数NF。对射频前端接收机而言，由于TD-SCDMA的TDD工作方式，第一干扰信号仅包括信道的高斯白噪声。也既是：

I_oc＝N₀·BW_RF                               等式(7)

其中BW_RF＝1.28Mcps，为TD-SCDMA的信道带宽，可得到

N₀≤-164.9dBm/Hz                              等式(8)

从而接收机在包括前端分路器后的整体噪声系数NF要求就为

NF≤-10log(kT)+N₀＝9.1dB                      等式(9)

S20.计算邻信道选择性Selectivity，其具体包括如下的步骤：

S21.获取用于计算邻信道选择性的第二最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第二最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第二干扰信号I_oc，计算第二干扰信号I_oc的方法和上述的步骤S10中相同，同样是使用等式(1)和(2)来计算。只是在计算邻信道选择性时，选取的第二最小接收信号_oc的值是不同的：

根据3GPP TS25.102在邻信道选择性下，第二最小接收信号的取值为：

_or＝-91dBm                                  等式(10)

将其代入上面的公式中计算得到(信噪比 E_b/N₀的取值仍然和上一步骤中相同)得到要求的第二干扰信号I_oc必须满足：

I_oc≤-86.8dBm                                 等式(11)

S22.获取干扰信号功率P_ACI，根据干扰信号功率P_ACI和第二干扰信号I_oc计算邻信道选择性Selectivity，

根据3GPP TS25.102在邻信道选择性下，干扰信号功率P_ACI的取值为

P_ACI＝-54dBm                                  等式(12)

根据邻信道选择滤波器的选择性必须满足的条件得到邻信道选择性Selectivity的值为

Selectivity≥P_ACI-I_oc＝32.8dB                等式(13)

特别的，对于第二邻信道和第三邻信道而言，按照标准它们的最小接收信号均为：

_or＝-105dBm                                 等式(14)

而干扰信号功率P_ACI分别为：

第二邻信道：P_ACI＝-61dBm@3.2MHz                    等式(15)

第三邻信道：P_ACI＝-49dBm@4.8MHz                    等式(16)

此时，根据上述等式(14)的最小接收信号计算得到干扰信号必须满足：

I_oc≤-100.8dBm                                     等式(17)

从而对第二邻信道和第三邻信道，信道选择滤波器的选择性必须满足：

第二邻信道：Selectivity≥P_ACI-I_oc＝39.8dB@3.2MHz  等式(18)

第三邻信道：Selectivity≥P_ACI-I_oc＝51.8dB@4.8MHz  等式(19)

S30.计算n阶交调的步骤，其具体包括如下的步骤：

S31.获取用于计算n阶交调的第三最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第三最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第三干扰信号I_oc。计算第三干扰信号I_oc的方法和上述的步骤S10中相同，同样是使用等式(1)和(2)来计算。只是在计算邻信道选择性时，选取的第三最小接收信号_oc的值是不同的：

根据3GPP TS25.102，计算n阶交调时最小接收信号均为：

_or＝-105dBm                                      等式(20)

从而，通过运用前述的公式，计算得到干扰信号必须满足：

I_oc≤-100.8dBm                                     等式(21)

S32.获取n阶交调指标，根据n阶交调指标和第三干扰信号I_oc计算n阶交调，对于不同的阶数，所选用的交调指标也是不相同的，其中：

对于二阶交调IIP2来说，二阶交调IIP2的指标由阻塞(Blocking)决定，因此选取的交调指标为阻塞信号P_BLOCK。根据3GPP TS25.102的规定，在阻塞条件下，阻塞信号功率为

P_BLOCK＝-44dBm                                     等式(22)

再根据公式计算输入二阶交调IIP2的要求为：

IIP2≥2P_BLOCK-I_oc＝2×(-44)+100.8＝12.8dBm        等式(23)

对于三阶交调IIP3来说，三阶交调IIP3的指标由交调要求(Intermodulation)决定，因此选取的交调指标为交调要求P_INT。同样，根据3GPP TS25.102的规定，此时交调要求P_INT为

P_INT＝-46dBm                                      等式(24)

再根据公式计算输入三阶交调IIP3的要求为：

$\mathrm{IIP}3\≥P_{\mathrm{INT}}+\frac{1}{2}(P_{\mathrm{INT}}-I_{\mathrm{oc}})=-18.6\mathrm{dBm}$ 等式(25)

S40.计算镜像频率抑制Image Rejection的步骤，具体包括：

S41.获取用于计算镜像频率抑制的第四最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第四最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第四干扰信号I_oc，计算第四干扰信号I_oc的方法和上述的步骤S10中相同，同样是使用等式(1)和(2)来计算。只是在计算邻信道选择性时，选取的第四最小接收信号_oc的值是不同的：

S42.获取阻塞信号P_BLOCK，根据阻塞信号P_BLOCK和第四干扰信号I_oc计算镜像频率抑制Image Rejection；

镜像频率抑制滤波器的抑制特性与链路拓扑结构和选择的中频有关系，一般情况下由阻塞(Blocking)，即阻塞信号P_BLOCK决定。根据3GPP TS25.102的规定，

P_BLOCK＝100.8dB                                             等式(26)

在计算得到此时的第四干扰信号I_oc为：

I_oc＝44dB                                                  等式(27)

得到镜像频率抑制Image Rejection的值为

ImageRejection≥P_BLOCK-I_oc＝100.8-44＝56.8dB               等式(28)

由此得到系统的相位噪声为：

根据协议，带内干扰信号的要求为：

频偏(Hz)	有用信号(dB)	干扰信号(dB)
			1.6MHz	-91dB	-54dB
3.2MHz	-105dB	-61dB
			4.8MHz	-105dB	-49dB

相应的，相位噪声的规定就为：

L{1.6MHz}≤-91-(-54)+4.2-10log(1.6MHz)＝-95dBc/Hz           等式(29)

L{3.2MHz}≤-105-(-61)+4.2-10log(1.6MHz)＝-100dBc/Hz         等式(30)

L{4.8MHz}≤-105-(-49)+4.2-10log(1.6MHz)＝-112dBc/Hz         等式(31)

最终，根据一般情况下本振端相位噪声功率谱密度的分布特性，也既是在近端满足高斯分布，在远端满足洛仑兹分布，可得到相位噪声的指标要求：

频偏(Hz)	1MHz	100kHz	10kHz	1Khz	100Hz
						相噪(dBc/Hz)	-112dBc/Hz	-102dBc/Hz	-82dBc/Hz	-52dBc/Hz	-42dBc/Hz

根据上面的描述，TD-SCDMA射频系统接收部分较佳性能指标为：

噪声系数(dB)≤9.1

二阶交调(dBm)≥12.8

三阶交调(dBm)≥-18.6

镜像抑制(dB)≥56.8

第一邻信道(1.6MHz)≥32.8

第一邻信道(3.2MHz)≥39.8

第一邻信道(4.8MHz)≥51.8

1MHz频偏相位噪声(dBc/Hz)＝-112

100kHz频偏相位噪声(dBc/Hz)＝-102

10kHz频偏相位噪声(dBc/Hz)＝-82

1kHz频偏相位噪声(dBc/Hz)＝-52

100Hz频偏相位噪声(dBc/Hz)＝-42

对于上述的TD-SCDMA射频系统接收部分较佳性能指标，镜像抑制指标有链路拓扑结构和中频选择决定，对于零中频接收系统而言就不存在镜像频率干扰。在其余指标中比较苛刻的是邻信道选择性。邻信道选择性的实现可通过两种方法实现。一种是完全在接收链路上实现，也就是在混频器之后通过信道选择滤波器实现，这样就要求较高滤波器带外抑制特性，若采用外接声表面波滤波器的话，就会增大射频部分面积；另一种方法是在AD转换之后的数字部分实现，这就要求AD转换器要有足够大的动态范围。

总上所述，本发明提供了一种新的TD-SCDMA射频系统接收部分的性能监测方法，完全通过获取真实的数据来监测射频系统发射部分的性能，并结合TD-SCDMA协议给出了一些参数指标的参考值，可用作初期设计以及后期调整系统时的标准参数。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种TD-SCDMA射频系统接收部分性能监测方法，包括如下步骤：计算整体噪声系数NF的步骤，

获取射频系统的误码率(BER)，根据获取的误码率得到系统的信噪比E_b/N₀；

获取射频系统的处理增益G_p和用于计算噪声系数的第一最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第一最小接收信号_oc以及上一步骤中获得的信噪比E_b/N₀计算第一干扰信号I_oc；

获取射频系统的信道带宽BW_RF，根据上一步骤中获得的第一干扰信号I_oc计算整体噪声系数NF；

计算邻信道选择性Selectivity，

获取用于计算邻信道选择性的第二最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第二最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第二干扰信号I_oc；

获取干扰信号功率P_ACI，根据干扰信号功率P_ACI和第二干扰信号I_oc计算邻信道选择性Selectivity；

计算n阶交调的步骤：

获取用于计算n阶交调的第三最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第三最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第三干扰信号I_oc；

获取n阶交调指标，根据n阶交调指标和第三干扰信号I_oc计算n阶交调；

计算镜像频率抑制Image Rejection的步骤：

获取用于计算镜像频率抑制的第四最小接收信号_oc，根据处理增益G_p、第四最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第四干扰信号I_oc；

获取阻塞信号P_BLOCK，根据阻塞信号P_BLOCK和第四干扰信号I_oc计算镜像频率抑制Image Rejection。

2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述根据处理增益G_p、第一最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第一干扰信号I_oc采用如下的关系式：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{\widehat{I_{\mathrm{or}}}}$

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10{\log G}_P+\widehat{I_{\mathrm{or}}}-I_{\mathrm{oc}}$

3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，根据第一干扰信号I_oc计算整体噪声系数NF的步骤包括：

首先根据下述关系式计算噪声信号N₀：

I_oc＝N₀·BW_RF

再根据下述关系式计算整体噪声系数NF：

NF≤-10log(kT)+N₀

4.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述根据处理增益G_p、第二最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第二干扰信号I_oc采用如下的关系式：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{\widehat{I_{\mathrm{or}}}}$

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10{\log G}_P+\widehat{I_{\mathrm{or}}}-I_{\mathrm{oc}}$

5.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述根据干扰信号功率P_ACI和第二干扰信号I_oc计算邻信道选择性Selectivity采用如下的关系式：

Selectivity≥P_ACI-I_oc

6.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述根据处理增益G_p、第三最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第三干扰信号I_oc采用如下的关系式：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{\widehat{I_{\mathrm{or}}}}$

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10{\log G}_P+\widehat{I_{\mathrm{or}}}-I_{\mathrm{oc}}$

7.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述计算n阶交调的步骤为计算二阶交调IIP2，其中所述的交调指标为阻塞信号P_BLOCK；根据阻塞信号P_BLOCK和第三干扰信号I_oc计算二阶交调IIP2采用如下关系式：

IIP2≥2P_BLOCK-I_oc

8.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述计算n阶交调的步骤为计算三阶交调IIP3，其中所述的交调指标为交调要求P_INT；根据交调要求P_INT和第三干扰信号I_oc计算三阶交调IIP3采用如下关系式：

$\mathrm{IIP}3\≥P_{\mathrm{INT}}+\frac{1}{2}(P_{\mathrm{INT}}-I_{\mathrm{oc}})$

9.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述根据处理增益G_p、第四最小接收信号_oc以及信噪比E_b/N₀计算第四干扰信号I_oc采用如下的关系式：

$\frac{E_b}{N_0}=G_P/\frac{I_{\mathrm{oc}}}{\widehat{I_{\mathrm{or}}}}$

$\frac{E_b}{N_0}\left(\mathrm{dB}\right)=10{\log G}_P+\widehat{I_{\mathrm{or}}}-I_{\mathrm{oc}}$

10.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，根据阻塞信号P_BLOCK和第四干扰信号I_oc计算镜像频率抑制Image Rejection采用如下的关系式：

Image Rejection≥P_BLOCK-I_oc

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