浅谈第三代移动电话的测试技术

南京邮电学院　楚贵平


　　随着第三代移动通信网络的逐步成熟，３Ｇ已经由最初的概念化标准发展成了触手可及的现实产物，让人们能在任何时候、任何地点都能随心所欲地享受通信的乐趣。与以往不同的是，由于网络带宽的大幅提高，第三代移动通信系统为人们带来了全新的语音、图像、数据业务，让用户能够利用该系统做到多元化的通信应用。虽然整个通信系统仍在最后的测试和完善当中，但几个主要被用来满足第三代移动通信系统的通信技术，都是基于宽带码分多址（Ｗａｎｄ－ＣＤＭＡ）方式。如果对应到目前主要的通信规范上，美国高通公司所提出的ＣＤＭＡ２０００主要采用多重载波方式（直接序列扩展频谱也被包括在此规范中），而欧洲、日本等提出的ＷＣＤＭＡ采用的则是直接序列扩展频谱技术。

　　虽然ＣＤＭＡ２０００与ＷＣＤＭＡ的相关的通信网络仍在继续完善当中，但是我们知道ＣＤＭＡ２０００可与第二代码分多址系统相容，同时ＷＣＤＭＡ和第二代码分多址系统同样使用直接序列扩展频谱技术。因此根据第二代系统的测量规范及经验，再考虑第三代系统的变革，可初步归纳出几个关键测量项目。以下针对这些测量项目加以介绍。

　　一、邻道功率比

　　这是第二代码分多址系统中放大器的主要测试项目，亦可视为是传统元件测试中“２／３阶互调”的延伸。由于码分多址信号属于宽频信号，若将它视为大量的单频音之组合，那么这些单频音通过非线性放大器所造成的互调失真便形成邻道信号的频率的增量。若待测放大器的特性曲线不够线性化，导致邻道信号功率过大，便会影响通信质量。

　　邻道功率比测量需要信号源和频谱分析仪。信号源产生一个第三代码分多址的模拟信号，输入到待测放大器之后，再将放大器送出的信号用频谱分析仪来观察。此时频谱分析仪的测量动态范围必须够大，以符合邻道功率比测试规格的要求。在第二代码分多址系统中，一般定在８８５ＫＨｚ频偏位置，基地台功率放大器的邻道功率比必须小于－５５ｄＢ，而手机放大器的邻道功率比必须小于－４０ｄＢ。此外，频谱分析仪应能够针对数次测量的功率结果进行平均计算。而在信号源方面，同样是码分多址信号，不同的码通道构成的组合、调制方式、各码通道中符号元速率及相对时序微调都会造成不同的统计特性。一般而言，用峰均值功率比的概率分布来表示一个码分多址信号的统计特性。通常进行邻道功率比测试所用的信号源必须能够明确界定这些会影响信号统计特性的参数，以产生正确的测试信号。通常可利用附加在信号源或频谱分析仪上的互补累积分布函数测量归纳来确认测试信号的特性。此外，测试信号源本身的邻道功率比也必须优于待测元件的测试规格，避免发生测试结果不良是由于测试信号不良的影响。

　　二、码域功率

　　正如在频分多址ＦＤＭＡ系统中测量频域功率、在时分多址系统中测量时域功率一样，为了了解码分多址系统中每个通信信道的功率分布状况，我们必须测量码域功率。然而和所有第二代系统不同的是，第三代系统每个通信信道所承载的是不同位元速率的信息，同时代表每个通信信道的沃什码长度也可能不同。根据第三代系统产生的沃什码的运算程序，我们可以用不同的“码层”来区分不同长度的沃什码。以ＣＤＭＡ２０００系统为例，不同的无线电配置对应不同的位元速率及沃什码长度，其中４位元沃什码属于第２码层、８位元沃什码属于第３码层、依此类推，长度为２ｎ之沃什码属于第２ｎ码层。

　　因此在观察码域功率时，除了区分不同的码通道及其所占的功率大小之外，我们还希望能分辨出每个码对应的位元速率所属码层，才能对整个码域组合有全盘的了解。

　　码域功率分布属于发射器的测量项目之一。当在码域观测到的噪声位准比理想状况高出许多时，我们可以判断被测系统会产生与各码通道不相关的干扰信号源。其中有噪声的影响，但一般更常见的原因是本地振荡泄漏或是Ｉ／Ｑ调制过程出了问题。真正的原因可进一步通过频域或解调测量出来。

　　三、误差向量值

　　误差向量值的测量可用来验证所有的数字调制系统发射信号的调制品质。如果利用一个极坐标表示数字调制信号的变化轨迹，那么任何时刻信号的大小便与此时轨迹到坐标原点的距离成正比，同时信号的相位便是此时轨迹与原点连线和正水平轴之夹角。换句话说，一个数字调制信号可以用一个坐标平面上的向量来表示，而任何时刻理想信号轨迹与实际被测信号轨迹的差异便能够用一个差向量来表示，这个差向量的大小便定义为误差向量值。误差向量值愈大表示被测信号的调制品质愈差。

　　在码分多址系统中，误差向量值可分为未编码及编码后两种。未编码的误差向量值是在被测信号被解调后，尚未经过解扩和解码前测量出来的；同时仪器所参考的理想信号是由被测信号中检测出的ｃｈｉｐ