WCDMA終端的隨機(jī)接入過(guò)程的射頻測(cè)試

摘要　文章介紹了WCDMA終端的隨機(jī)接入過(guò)程及WCDMA終端涉及接入部分的測(cè)試內(nèi)容，同時(shí)指出了WCDMA終端的隨機(jī)接入過(guò)程的射頻測(cè)試的重要性。

1、隨機(jī)接入過(guò)程介紹

終端與系統(tǒng)的通信可分為兩個(gè)階段，一是接入階段，二是話務(wù)通信階段。由此可見(jiàn)，只有終端正確地接入到網(wǎng)絡(luò)，才使終端與網(wǎng)絡(luò)的通信成為可能。

UTRA FDD中的開(kāi)環(huán)功率控制可用于RACH（隨機(jī)接入信道）傳輸?shù)某跏蓟�過(guò)程，一般情況下，開(kāi)環(huán)功率控制精度為±9dB的范圍內(nèi)。因此，根據(jù)接收到的絕對(duì)功率來(lái)設(shè)定發(fā)射功率有很大的不確定性。UTRA中對(duì)隨機(jī)接入過(guò)程進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。簡(jiǎn)而言之，在隨機(jī)接入狀態(tài)下，手機(jī)會(huì)根據(jù)接收到的基站信號(hào)電平估計(jì)一個(gè)較小的值作為手機(jī)的初始發(fā)射功率，發(fā)送第一個(gè)前導(dǎo)，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)加大發(fā)射功率，發(fā)送第二個(gè)前導(dǎo)，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)再加大發(fā)射功率。這個(gè)過(guò)程重復(fù)下去，直到收到基站的應(yīng)答或者到達(dá)設(shè)定的最多嘗試次數(shù)為止。

每個(gè)接入時(shí)隙隨機(jī)接入突發(fā)的結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1　隨機(jī)接入突發(fā)結(jié)構(gòu)

接入突發(fā)由長(zhǎng)度為1ms的前導(dǎo)部分和長(zhǎng)度為10ms的消息部分組成。兩部分之間為0.25ms的空閑時(shí)隙。

2、WCDMA終端涉及隨機(jī)接入部分的測(cè)試內(nèi)容

2.1　上行開(kāi)環(huán)功率控制

開(kāi)環(huán)功率控制是終端發(fā)射機(jī)將它的發(fā)射功率設(shè)置為一個(gè)特定值的能力。開(kāi)環(huán)功率控制應(yīng)滿足表1的容差要求。

表1　開(kāi)環(huán)功率容差

（1）測(cè)試目的：驗(yàn)證終端開(kāi)環(huán)功率控制的容限是否超過(guò)指標(biāo)要求。

（2）測(cè)試條件

◆按照?qǐng)D2建立終端天線連接器與系統(tǒng)模擬器的連接；

◆按照通用呼叫建立過(guò)程建立一個(gè)呼叫，（基站天線接口處的下行信號(hào)總功率譜密度）根據(jù)表2設(shè)置；

表2　開(kāi)環(huán)功率控制測(cè)試參數(shù)

圖2　Ue發(fā)射機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)配置

◆在呼叫建立的過(guò)程中RACH過(guò)程會(huì)被使用。

（3）測(cè)試步驟

步驟一：設(shè)置系統(tǒng)模擬器的發(fā)射輸出電平，使得在終端的天線連接處得到的值為；

步驟二：測(cè)試終端的第一個(gè)RACH導(dǎo)引部分的輸出功率；

步驟三：按照上表重復(fù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬器的電平進(jìn)行測(cè)試。

（4）預(yù)期結(jié)果

終端的發(fā)射功率不超過(guò)：10dB（正常條件）13dB（極端條件）。

2.2　發(fā)射開(kāi)/關(guān)時(shí)間模板

發(fā)射機(jī)功率/時(shí)間模板如圖3、圖4所示，對(duì)PRACH Preamble功率應(yīng)符合圖3的規(guī)定，DPDCH和PRACH的數(shù)據(jù)部分和控制部分的發(fā)射開(kāi)/關(guān)時(shí)間模板應(yīng)符合圖4的規(guī)定。

圖3　PRACH Preamble的發(fā)射開(kāi)/關(guān)模板

圖4　DPDCH和PRACH的數(shù)據(jù)部分和控制部分的發(fā)射開(kāi)/關(guān)時(shí)間模板

兩種模板中的各物理信道的功率精確度應(yīng)滿足以下要求：

◆PRACH的第一個(gè)preamble應(yīng)滿足表1的要求；

◆PRACH的preamble功率提升期間以及最后一個(gè)preamble與信息部分（控制部分+數(shù)據(jù)部分）之間的功率精確度應(yīng)滿足表3的要求；

表3　PRACH的preamble功率提升期間以及最后一個(gè)preamble與信息部分之間的發(fā)射功率誤差容限

◆壓縮模式發(fā)射間隔后的功率精確度應(yīng)滿足表4的要求；

表4　發(fā)射間隔（14個(gè)時(shí)隙）后發(fā)射功率誤差容限

◆最后最大發(fā)射功率的精確度應(yīng)滿足表3的要求。

（1）測(cè)試目的

驗(yàn)證終端發(fā)射開(kāi)/關(guān)的過(guò)程與時(shí)間的關(guān)系符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，避免超過(guò)指標(biāo)要求的發(fā)射開(kāi)/關(guān)響應(yīng)誤差會(huì)增加對(duì)其他信道的干擾或本信道上行鏈路的發(fā)射誤差。

（2）測(cè)試條件

◆按照?qǐng)D2建立終端天線連接器與系統(tǒng)模擬器的連接；

◆按照通用呼叫建立過(guò)程建立一個(gè)呼叫，符合表5的規(guī)定。

表5　發(fā)射開(kāi)/關(guān)時(shí)間模板參數(shù)

（3）測(cè)試步驟

步驟一：設(shè)置系統(tǒng)模擬器的輸出功率使在天線連接器處的為*106.7 dBm/3.84MHZ；

步驟二：測(cè)試終端的第一個(gè)RACH導(dǎo)頻部分的輸出功率（開(kāi)功率），測(cè)試不包括瞬時(shí)功率；

◆測(cè)試終端的第一個(gè)RACH導(dǎo)頻部分的輸出功率（開(kāi)功率）之前或之后的關(guān)功率，測(cè)試不包括瞬時(shí)功率。

（4）預(yù)期結(jié)果

步驟三：在第（2）步中終端的發(fā)射功率不超過(guò)終端最大發(fā)射功率的上限和上行開(kāi)環(huán)功率控制的下限；

◆在第（3）步中終端的發(fā)射功率應(yīng)小于*56dBm。

2.3　前導(dǎo)脈沖質(zhì)量

PRACH前導(dǎo)脈沖序列質(zhì)量是根據(jù)核心網(wǎng)要求對(duì)終端發(fā)射PRACH前導(dǎo)序列能力的測(cè)量，對(duì)Node B（基站）正確解調(diào)PRACH信道提供保證。

在3904個(gè)碼片（不包括過(guò)渡時(shí)間）中觀察到的PRACH前導(dǎo)脈沖序列的EVM（誤差矢量幅度）不應(yīng)該超過(guò)17.5%。

在3904個(gè)碼片（不包括過(guò)渡時(shí)間）中觀察到的用于發(fā)射PRACH前導(dǎo)序列的終端調(diào)制載波頻率在±0.1 PPM之內(nèi)（與從Node B接收到的載波頻率相比）

PRACH前導(dǎo)序列的發(fā)射應(yīng)該在使用網(wǎng)絡(luò)指定的簽名參數(shù)和接入時(shí)隙進(jìn)行。

（1）測(cè)試目的

證明第一個(gè)PRACH前導(dǎo)脈沖的發(fā)射質(zhì)量符合技術(shù)要求中定義的調(diào)制質(zhì)量、載波頻率、接入時(shí)隙和簽名的要求。終端在最大發(fā)射功率和模擬小區(qū)邊緣環(huán)境并高于參考靈敏度5dB的無(wú)線環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。接入時(shí)隙和簽名從RACH信道形成過(guò)程中可以選擇的所有可能中隨機(jī)選擇。共有384種配置可供選擇，但是為降低測(cè)試時(shí)間，測(cè)試中只選擇其中的10種。

（2）測(cè)試條件

測(cè)試信道：低信道，中間信道，高信道。

◆根據(jù)圖2連接系統(tǒng)模擬器和終端的天線連接處。

◆使用表6和表7的參數(shù)，根據(jù)通常的呼叫建立流程建立一個(gè)呼叫。呼叫建立過(guò)程中使用物理層隨機(jī)接入流程。

表6　前導(dǎo)脈沖質(zhì)量的固定的參數(shù)設(shè)置

注：期望的UE發(fā)射功率的計(jì)算與開(kāi)環(huán)功率控制中的計(jì)算方法相同。

表7　前導(dǎo)脈沖質(zhì)量的隨機(jī)參數(shù)設(shè)置

注：為避免出現(xiàn)固定的測(cè)試配置，每一次執(zhí)行PACH過(guò)程的時(shí)候，表中的參數(shù)根據(jù)設(shè)定范圍隨機(jī)選擇，并且每一種選擇被選中的概率是相同的。

（3）測(cè)試步驟

步驟一：設(shè)定系統(tǒng)模擬器的發(fā)射功率電平使到達(dá)終端天線連接處的電平為。的值應(yīng)該根據(jù)表6的具體的UE的功率等級(jí)的要求一致。

步驟二：系統(tǒng)模擬器應(yīng)該建立一個(gè)呼叫并測(cè)量終端首次的射頻發(fā)射功率。

步驟三：系統(tǒng)模擬器測(cè)量使用的接入時(shí)隙、接收到的簽名、EVM以及頻率誤差。

步驟四：根據(jù)表7選擇一個(gè)新的參數(shù)配置。

步驟五：根據(jù)表8發(fā)送包括BCCH修改信息的PAGING TYPE1。

表8　PAGING TYPE 1信息內(nèi)容

◆等待5秒鐘，使終端能夠讀取新的SIB5信息。

◆從步驟（二）開(kāi)始重復(fù)10次。

（4）預(yù)期結(jié)果

對(duì)于步驟（三）中的所有的PRACH前導(dǎo)的發(fā)射測(cè)量：

◆EVM不應(yīng)該超過(guò)17.5%。

◆頻率誤差不應(yīng)該超過(guò)*（0，1 ppm+10Hz）。

◆檢測(cè)到的接入時(shí)隙和簽名應(yīng)該使用正確。

3、結(jié)束語(yǔ)

隨機(jī)接入過(guò)程是一個(gè)初始化的過(guò)程。只有隨機(jī)接入過(guò)程成功，終端才能進(jìn)行小區(qū)駐留等后續(xù)動(dòng)作。因此，隨機(jī)接入過(guò)程是成功通話或進(jìn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)測(cè)試，可以有助于提高WCDMA終端的隨機(jī)接入成功率，提高WCDMA系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。因此，對(duì)WCDMA終端的隨機(jī)接入過(guò)程的測(cè)試和研究尤為重要。