CN1996802B

CN1996802B - 时分同步码分多址接入终端射频一致性测试系统

Info

Publication number: CN1996802B
Application number: CN2006101637296A
Authority: CN
Inventors: 魏然; 马鑫; 孙元宇; 张玉凤; 李军辉; 魏阳; 陈永欣; 来志京; 韩玲; 石美宪
Original assignee: Telecommunication Research Institute Ministry Of Information Industry
Current assignee: China Academy of Information and Communications Technology CAICT
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2026-12-04
Also published as: CN1996802A

Abstract

本发明提供了一种用于TD-SCDMA终端射频一致性测试的系统，其在硬件设计上可完成工作在2010～2025MHz的TD-SCDMA终端的发射机性能、接收机性能以及复杂环境下的解调性能的测试，同时具有一定的扩展能力，可扩展到3GPP TS 34.122中规定的其它频段。

Description

时分同步码分多址接入终端射频一致性测试系统

技术领域

本发明涉及时分同步码分多址接入(TD-SCDMA)系统，尤其涉及TD-SCDMA终端射频一致性测试系统。

背景技术

在对移动通信终端产品的各种检测和验证中，一致性测试是其中最关键的一环，因为一致性测试是对终端的全面设计验证，验证终端是否全面符合标准。可以说，一致性测试是对终端整机设计方案的检验，在测试过程中，终端厂家可以不断的发现问题，解决问题，逐步完善设计方案，使终端的商用化程度不断提高。一致性测试作为终端真正走向市场的第一步，其作用是不可忽视的。需要说明的是，一致性测试与入网测试有着本质的区别，入网测试的主要目的是保证批量上市的终端，其质量达到相应的要求，以保证消费者的权益；而一致性测试主要是针对研发阶段的终端而进行的，其目的在于促进终端解决方案的不断成熟和完善，保证终端全面符合标准。

一致性测试作为对终端设计方案的全面验证，主要关注终端的射频指标。射频一致性测试至关重要，射频指标合格与否直接决定了终端的性能。TD-SCDMA是被国际认可的3G标准之一，在无线指标方面大致与其他标准相同，根据3GPP TS34.122，包括三个部分：(a)发射机特性测试；(b)接收机特性测试；(c)复杂传播环境下性能指标测试。

射频一致性测试的具体测试项目包括：

(a)发射机部分：

UE最大输出功率；频率误差；上行开环功率控制；上行闭环功率控制；最小输出功率；发射关功率；发射开/关时间模板；连续发射模式下，输出功率的失步处理；不连续发射模式下，输出功率的失步处理；占用带宽；频谱发射模板；邻道泄漏抑制比(ACLR)；杂散辐射；发射互调；矢量幅度误差(EVM)；峰值码域误差；

(b)接收机部分：

参考灵敏度电平；最大输入电平；邻信道选择性；阻塞特性；杂散响应；互调特性；杂散辐射；

(c)复杂传播环境下性能指标要求：

静态传播条件下的DCH解调；多径衰落条件1传播条件下的DCH解调；多径衰落条件2传播条件下的DCH解调；多径衰落条件3传播条件下的DCH解调；下行功率控制，恒定BLER目标值。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于TD-SCDMA终端射频一致性测试的系统。

根据本发明，提供了一种测试系统，其在硬件设计上可完成工作在2010～2025MHz的TD-SCDMA终端的发射机性能、接收机性能以及复杂环境下的解调性能的测试，同时具有一定的扩展能力，可扩展到3GPP TS 34.122中规定的其它频段。

根据本发明的时分同步码分多址接入终端射频一致性测试系统，包括：系统模拟器，用于模拟时分同步码分多址接入的核心网和基站；矢量信号源，用于提供带内调制干扰信号；宽带信号源，用于提供宽带干扰源；信道模拟器，用于模拟移动通信的多径衰落信道；频谱分析仪，用于杂散测试；矢量信号分析仪，用于测量被测终端的信号；信道调理单元，用于连接上述所有部件以及被测终端。所述信道调理单元包括多路转接开关、分/合路器、合路器、环形器、低通滤波器、高通滤波器和负载，其中：第一多路转接开关(S1)，用于将连接被测终端的测试端选择性地连接到第一环形器(R1)的第一端口和分/合路器(S/C)的单接口侧；分/合路器(S/C)，用于将双接口侧的两个接口所接入的信号合路输出到单接口侧的接口，或将单接口侧的接口分路输出到双接口侧的两个接口；第二多路转接开关(S2)，用于将所述分/合路器(S/C)的双接口侧的一个接口选择性地与低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、所述频谱分析仪以及第三多路转接开关(S3)的一个转接口相连；第三多路转接开关(S3)，用于将所述宽带信号源选择性地连接到所述低通滤波器(LPF)、所述高通滤波器(HPF)、第二环形器(R2)的第一端口以及所述第二多路转接开关(S2)的一个转接口；第四多路转接开关(S4)，用于将连接系统模拟器的端口选择性地连接到第一合路器(C1)的一个输入端以及第三环形器(R3)的第二端口；所述第三环形器(R3)，用于分离上行信号/下行信号，其第一端口连接到第二合路器(C2)的一个输入端，而第三端口连接到所述信道模拟器的输入端口；所述第二合路器(C2)的另一输入端连接到所述矢量信号分析仪，用于将来自所述矢量信号分析仪的信号和来自所述第三环形器(R3)的第一端口的信号合路输出到第四环形器(R4)的第二端口；所述第二环形器(R2)的第二端口连接到第五环形器(R5)的第一端口；第五多路转接开关(S5)，用于将所述第五环形器(R5)的第二端口选择性地连接到所述第一合路器(C1)的另一输入端和第三合路器(C3)的一个输入端；所述第一合路器(C1)将来自所述第四多路转接开关(S4)和来自所述第五多路转换开关(S5)的信号合路输出到所述分/合路器(S/C)的双接口侧的另一接口；所述第三合路器(C3)的另一输入端通过串联的第六和第七环形器(R6，R7)连接到所述矢量信号源，用于将来自所述矢量信号源的信号和来自所述第五多路转接开关(S5)的信号合路输出到第四合路器(C4)的一个输入端；所述第四合路器(C4)的另一输入端连接到所述信道模拟器的输出端，用于将来自所述信道模拟器的信号和来自所述第三合路器(C3)的信号合路输出到所述第一环路器(R1)的第三端口；其中所述第二、第四、第五、第六和第七环形器的第三端口连接到各自的负载。

附图说明

以下参考附图借助实施例详细介绍本发明。其中，

图1表示了根据本发明的TD-SCDMA终端射频一致性测试系统的框图；

图2详细表示根据本发明的系统中信号调理单元的具体连接图；

图3表示在进行发射机和接收机杂散辐射测试时根据本发明的系统中信号调理单元的连接状态；

图4表示在进行发射机互调特性测试时根据本发明的系统中信号调理单元的连接状态；

图5a-5c表示在进行带外阻塞测试时根据本发明的系统中信号调理单元的连接状态；

图6表示在进行其余测试时根据本发明的系统中信号调理单元的连接状态。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的TD-SCDMA终端射频一致性测试系统的框图。如图所示，根据本发明的TD-SCDMA终端射频一致性测试系统包括系统模拟器、矢量信号源、宽带信号源、频谱分析仪、矢量信号分析仪、信道模拟器和信号调理单元。

系统模拟器是系统的核心仪表，它作为测试系统的协议和信令单元，用于模拟TD-SCDMA的核心网和基站。通过系统模拟器建立测试系统和被测终端之间的信令连接(如呼叫等)，从而才能进行射频一致性测试。系统模拟器发射的信号为标准的TD-SCDMA信号，至少提供2路载波，可以配置为不同频率的两个独立的小区，每个小区支持16个物理信道。系统模拟器至少支持12.2K的参考测量信道，能够与被测终端建立环回链路，能够测量BER和BLER。射频一致性测试系统中需要两台系统模拟器，以完成切换测试等。

矢量信号源为测试系统提供带内调制干扰信号，以产生系统校准和接收机测试时所需要的调制干扰信号。

宽带信号源用作为阻塞特性测试中的宽带干扰源和用于宽带射频校准，可以产生大功率高频信号。

频谱分析仪主要用于杂散测试。

矢量信号分析仪对待测终端进行各种发射机性能指标测试。

信道模拟器在复杂传播环境测试中使用，用于模拟移动通信的多径衰落信道。

信号调理单元用于连接测试系统中所有射频仪表和被测终端。它也用于分路、合路、滤波、衰减和放大RF信号来满足测试需要。

其中，系统模拟器、矢量信号源、宽带信号源、频谱分析仪、矢量信号分析仪、信道模拟器分别连接到信号调理单元，通过信号调理单元与被测终端相连。

TD-SCDMA终端射频一致性测试系统可以包括铷标准时钟，用于产生精确的10MHz参考时钟信号来同步系统中的所有仪表，确保所有的仪表有最好的频率稳定度。

优选地，还设置有主控计算机，与系统中其他单元相连，控制各单元以实现自动测试。

优选地，还设置有功率计。功率计也与信号调理单元相连，在所有测试中作为可追踪内部参考以及进行系统射频校准。

图2详细示出了根据本发明的系统中信号调理单元的具体连接图。如图2所示，信号调理单元有8个接口，分别连接频谱分析仪、系统模拟器、信道模拟器的输入端和输出端、矢量信号分析器、矢量信号源、宽带信号源和待测终端。

在信号调理单元中，连接待测终端的测试端可以通过第一多路转接开关S1选择性地连接到分/合路器S/C的一侧和第一环形器R1的第一端口。

分/合路器S/C的另一侧有两个接头，其中一个接头可以通过第二多路转接开关S2选择性地与低通滤波器LPF、高通滤波器HPF、频谱分析仪接口、以及第三多路转接开关S3的一个转接口相连。而分/合路器S/C的这个另一侧中另一接头连接到第一合路器C1的输出端。

宽带信号源可以通过第三多路转接开关S3选择性地连接到所述低通滤波器LPF、所述高通滤波器HPF、第二环形器R2的第一端口以及第二多路转接开关S2的一个转接口。

系统模拟器可以通过第四多路转接开关S4选择性地连接到第一合路器C1的一个输入端和第三环形器R3的第二端口。第三环形器R3的第三端口与信道模拟器输入端相连，而第一端口连接到第二合路器C2的一个输入端。信道模拟器输出端与第四合路器C4的一个输入端相连。第二合路器C2的另一输入端连接到矢量信号分析仪，而第二合路器C2的输出端连接到第四环形器R4的第二端口。第四环形器R4的第一端口连接到第一环形器R1的第二端口。

矢量信号源经由串联的第六和第七环形器R6、R7连接到第三合路器C3的一个输入端。第二环形器R2的第二端口与第五环形器R5的第一端口相连。第五环形器R5的第二端口可以通过第五多路转接开关S5选择性地连接到第一合路器C1的另一输入端和第三合路器C3的另一输入端。第三合路器C3的输出端连接到第四合路器C4的另一输入端。而第四合路器C4的输出端连接到第一环形器R1的第三端口。

其中，第二、第四、第五、第六、第七环形器R2、R4、R5、R6、R7的第三端口与各自的负载相连。

优选地，第三环形器R3不是直接与第二合路器C2的一个输入端以及信道模拟器的输入端相连，而是分别经由第八和第九环形器R8、R9与其相连。

第一环形器R1和第三环形器R3的作用是分离上行(uplink)/下行(downlink)信号，在测试的某些项目中必须将上行信号和下行信号分离，比如在静态传播条件下的DCH解调；多径衰落条件case1，case2，case3下的DCH解调。第一环形器R1和第三环形器R3的性能指标直接决定整个系统上下行信号间的隔离度，是系统内最关键的器件之一。其他环形器的作用是隔离反向信号和保护仪表。系统中有一些高灵敏度的仪表对反射信号敏感，必需对反向信号加以隔离。环形器的性能越好，对仪表的保护作用越强。

以下参考附图3至6介绍根据本发明进行各种测试时信号调理单元的具体连接关系。

图3表示了根据本发明的信号调理单元在进行发射机和接收机杂散测试时的连接关系。

如图3所示，在进行发射机和接收机杂散测试时，测试端通过第一多路转接开关S1连接到分/合路器S/C。分/合路器S/C的双接口侧的一个接口经由第二多路转接开关S2连接到频谱分析仪。系统模拟器经由第四多路转接开关S4连接到第一合路器C1的一个输入端，而宽带信号源经由第三多路转接开关S3、第二和第五环形器R2、R5、以及第五多路转接开关S5连接到第一合路器C1的另一输入端。需要指出的是，在进行发射机和接收机杂散测试时，宽带信号源被用作为负载，并且优选为50欧姆的负载。

图4表示了根据本发明的信号调理单元在进行发射机互调特性测试时的连接关系。

由图4可知，信号调理单元在进行发射机互调特性测试时的连接关系与进行发射机和接收机杂散辐射测试时的连接关系相同。其区别仅仅在于，在进行发射机和接收机杂散辐射测试时，宽带信号源用作为负载，而在进行发射机互调特性测试时，宽带信号源用作为宽带干扰源。

图5表示根据本发明的信号调理单元在进行带外阻塞测试时的连接关系。其中图5a表示干扰信号频率为DC～1.2GHz时的连接关系，图5b表示干扰信号频率为3.7～13GHz时的连接关系，而图5c表示对于其他干扰信号频率的连接关系。

如图5a至5c所示，在进行带外阻塞测试时，测试端通过第一多路转接开关S1连接到分/合路器S/C，分/合路器S/C的双接口侧的一个接口经由第二、第三多路转接开关S2和S3连接到宽带信号源。系统模拟器通过第四多路转接开关S4连接到第一合路器C1的一个输入端。而第一合路器C1的另一个输入端连接到内负载，即第一合路器C1经由第五多路转接开关S5连接到第五和第二环形器R5和R2。

图5a至5c所示的三种情况中，连接关系的区别仅仅在于第二和第三多路转接开关S2和S3之间是如何连接的。如图5a所示，对于干扰信号频率为DC～1.2GHz的情况，第二和第三多路转接开关S2和S3之间连接有低通滤波器LPF。而图5b表示干扰信号频率为3.7～13GHz时的连接关系，其中第二和第三多路转接开关S2和S3之间连接有高通滤波器HPF。在其他干扰信号频率的情况下，如图5c所示，第二和第三多路转接开关S2和S3之间不连接任何滤波器，而是直接相连。

图6表示了在进行除以上所述测试之外的其他测试时信号调理单元的连接关系，包括以下测试：最大输出功率；频率误差；上行开环功率控制；上行闭环功率控制；最小输出功率；输出功率的失步处理；发射关功率；发射开/关时间模板；占用带宽；频谱发射模板；邻道泄漏抑制比(ACLR)；矢量幅度误差(EVM)；峰值码域误差；参考灵敏度电平；最大输入电平；邻信道选择性；带内阻塞特性；接收机互调特性；静态传播条件下的DCH解调；多径衰落条件1传播条件下的DCH解调；多径衰落条件2传播条件下的DCH解调；多径衰落条件3传播条件下的DCH解调；下行功率控制，恒定BLER目标值。

如图6所示，在进行上述测试时，测试端通过第一多路转接开关S1连接到第一环形器R1。系统模拟器通过第四多路转接开关S4连接到第三环形器R3。宽带信号源经由第三多路转接开关S3、第二、第五环形器R2、R5、以及第五多路转接开关S5连接到第三合路器C3的一个输入端。

以上具体介绍了如何利用根据本发明的用于TD-SCDMA终端射频一致性测试系统进行各种射频测试。

根据本发明的TD-SCDMA终端射频一致性测试系统在硬件设计上可完成工作在2010～2025MHz的TD-SCDMA终端的发射机性能、接收机性能以及复杂环境下的解调性能的测试，同时具有一定的扩展能力，可扩展到3GPP TS 34.122中规定的其它频段。

Claims

1.一种时分同步码分多址接入终端射频一致性测试系统，包括：

系统模拟器，用于模拟时分同步码分多址接入的核心网和基站；

矢量信号源，用于提供带内调制干扰信号；

宽带信号源，用于提供宽带干扰源；

信道模拟器，用于模拟移动通信的多径衰落信道；

频谱分析仪，用于杂散测试；

矢量信号分析仪，用于测量被测终端的信号；

信道调理单元，用于连接上述所有部件以及被测终端；

所述信道调理单元包括多路转接开关、分/合路器、合路器、环形器、低通滤波器、高通滤波器和负载，其中：

第一多路转接开关(S1)，用于将连接被测终端的测试端选择性地连接到第一环形器(R1)的第一端口和分/合路器(S/C)的单接口侧；

分/合路器(S/C)，用于将双接口侧的两个接口所接入的信号合路输出到单接口侧的接口，或将单接口侧的接口分路输出到双接口侧的两个接口；

第二多路转接开关(S2)，用于将所述分/合路器(S/C)的双接口侧的一个接口选择性地与低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、所述频谱分析仪以及第三多路转接开关(S3)的一个转接口相连；

第三多路转接开关(S3)，用于将所述宽带信号源选择性地连接到所述低通滤波器(LPF)、所述高通滤波器(HPF)、第二环形器(R2)的第一端口以及所述第二多路转接开关(S2)的一个转接口；

第四多路转接开关(S4)，用于将连接系统模拟器的端口选择性地连接到第一合路器(C1)的一个输入端以及第三环形器(R3)的第二端口；

所述第三环形器(R3)，用于分离上行信号/下行信号，其第一端口连接到第二合路器(C2)的一个输入端，而第三端口连接到所述信道模拟器的输入端口；

所述第二合路器(C2)的另一输入端连接到所述矢量信号分析仪，用于将来自所述矢量信号分析仪的信号和来自所述第三环形器(R3)的第一端口的信号合路输出到第四环形器(R4)的第二端口；

所述第二环形器(R2)的第二端口连接到第五环形器(R5)的第一端口；

第五多路转接开关(S5)，用于将所述第五环形器(R5)的第二端口选择性地连接到所述第一合路器(C1)的另一输入端和第三合路器(C3)的一个输入端；

所述第一合路器(C1)将来自所述第四多路转接开关(S4)和来自所述第五多路转换开关(S5)的信号合路输出到所述分/合路器(S/C)的双接口侧的另一接口；

所述第三合路器(C3)的另一输入端通过串联的第六和第七环形器(R6，R7)连接到所述矢量信号源，用于将来自所述矢量信号源的信号和来自所述第五多路转接开关(S5)的信号合路输出到第四合路器(C4)的一个输入端；

所述第四合路器(C4)的另一输入端连接到所述信道模拟器的输出端，用于将来自所述信道模拟器的信号和来自所述第三合路器(C3)的信号合路输出到所述第一环路器(R1)的第三端口；

其中所述第二、第四、第五、第六和第七环形器的第三端口连接到各自的负载。

2.根据权利要求1的系统，其中所述系统还包括主控计算机，与系统中其他单元相连，用于控制各单元以实现自动测试。

3.根据权利要求1或2的系统，其中所述系统还包括功率计，其中所述功率计与所述信号调理单元相连，在所有测试中作为可追踪内部参考以及进行系统射频校准。

4.根据权利要求1或2的系统，其中所述系统还包括铷标准时钟，用于产生参考时钟信号以同步系统中的所有仪表。

5.根据权利要求1或2的系统，其中所述系统包括两个系统模拟器。

6.根据权利要求1或2的系统，其中所述系统模拟器发射标准的时分同步码分多址接入信号。

7.根据权利要求1或2的系统，其中所述第三环形器(R3)的第一端口经由第八环形器(R8)连接到所述第二合路器(C2)的一个输入端。

8.根据权利要求1或2的系统，其中所述第三环形器(R3)的第三端口经由第九环形器(R9)连接到所述信道模拟器的输入端。

9.根据权利要求1或2的系统，其中在进行发射机和接收机杂散辐射测试时，所述测试端通过所述第一多路转接开关(S1)连接到所述分/合路器(S/C)，所述分/合路器(S/C)的双接口侧的两个接口其中一个接口经由所述第二多路转接开关(S2)连接到所述频谱分析仪，所述宽带信号源经由所述第三多路转接开关(S3)、所述第二和第五环形器(R2，R5)、以及所述第五多路转接开关(S5)连接到所述第一合路器(C1)的一个输入端，所述第一合路器(C1)的另一输入端经由所述第四多路转接开关(S4)连接到所述系统模拟器，其中所述宽带信号源用作为负载。

10.根据权利要求9的系统，其中在进行发射机和接收机杂散辐射测试时，所述宽带信号源用作为50欧姆的负载。

11.根据权利要求1或2的系统，其中在进行发射机互调特性测试时，所述测试端通过所述第一多路转接开关(S1)连接到所述分/合路器(S/C)，所述分/合路器(S/C)的双接口侧的两个接口其中一个接口经由所述第二多路转接开关(S2)连接到所述频谱分析仪，所述宽带信号源经由所述第三多路转接开关(S3)、所述第二和第五环形器(R2，R5)、以及所述第五多路转接开关(S5)连接到所述第一合路器(C1)的一个输入端，所述第一合路器(C1)的另一输入端经由所述第四多路转接开关(S4)连接到所述系统模拟器。

12.根据权利要求1或2的系统，其中在进行带外阻塞测试时，所述测试端通过所述第一多路转接开关(S1)连接到所述分/合路器(S/C)，所述分/合路器(S/C)的双接口侧的两个接口其中一个接口经所述第二和第三多路转接开关(S2，S3)连接到所述宽带信号源，所述系统模拟器经由所述第四多路转接开关(S4)连接到所述第一合路器(C1)的一个输入端，所述第一合路器(C1)的另一输入端连接到内负载。

13.根据权利要求12的系统，其中在进行带外阻塞测试时，如果干扰信号频率为直流到1.2GHz，则所述第二和第三多路转接开关(S2，S3)之间连接有所述低通滤波器(LPF)。

14.根据权利要求12的系统，其中在进行带外阻塞测试时，如果干扰信号频率为3.7至13GHz，则所述第二和第三多路转接开关(S2，S3)之间连接有所述高通滤波器。

15.根据权利要求12的系统，其中在进行带外阻塞测试时，如果干扰信号频率为直流到1.2GHz以及3.7至13GHz之外的其他频率，则所述第二和第三多路转接开关(2，3)之间直接相连。

16.根据权利要求1或2的系统，其中在进行除发射机和接收机杂散辐射测试、发射机互调特性测试、带外阻塞测试之外的其他测试时，所述测试端经由所述第一多路转接开关(S1)连接到所述第一环形器(R1)，所述系统模拟器经由所述第四多路转接开关(S4)连接到所述第三环形器(R3)，所述宽带信号源经由所述第三多路转接开关(S3)、所述第二和第五环形器(R2，R5)、所述第五多路转接开关(S5)连接到所述第三合路器(C3)的一个输入端。