WCDMA系統(tǒng)中無線接入網(wǎng)的測試

　　編者按：隨著移動通信新技術(shù)的發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)的容量越來越大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜。如何不斷地完善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維體系、提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和運(yùn)行水平成為各家運(yùn)營商面臨的巨大挑戰(zhàn)。

概述

WCDMA無線接入網(wǎng)的測試配置
     WCDMA系統(tǒng)無線接入網(wǎng)的測試配置如圖1所示：

    圖1  WCDMA系統(tǒng)無線接入網(wǎng)的測試配置

如圖1中所示，NodeB為基站，RNC為無線接入控制器，二者合稱無線接入網(wǎng)（RAN）或無線接入子系統(tǒng)。其中，用于接口監(jiān)視的協(xié)議測試儀可以連接在Iub、Iu接口上，監(jiān)測并分析記錄接口數(shù)據(jù)。圖中，NodeB或RNC為被測設(shè)備，MSC/VLR、HLR/AuC、SGSN、GGSN和UE為配套設(shè)備。

測試的前提條件
    ◆被測設(shè)備安裝完畢，硬件軟件全部工作正常，數(shù)據(jù)正確配置并正常運(yùn)行；
    ◆輔助測試設(shè)備硬件軟件全部工作正常，已完成各種邏輯數(shù)據(jù)的正確設(shè)置；
    ◆網(wǎng)上輔助環(huán)境正常工作運(yùn)行；
    ◆輔助測試無線環(huán)境正常工作。

測試環(huán)境
    在正常測試環(huán)境下進(jìn)行測試時，測試條件應(yīng)該介于下述最低值與最高值之間。如表1所示：

    表1  正常測試環(huán)境條件范圍

在極端測試環(huán)境下進(jìn)行測試時，依據(jù)IEC60721-3-3[6]或IEC60721-3-4[7]，廠家應(yīng)事先聲明被測設(shè)備所屬的設(shè)備類別，或相關(guān)的類別。
    ◆低溫測試環(huán)境需將被測設(shè)備置于IEC60068-2-1[8]所規(guī)定的溫度條件下測試；
    ◆高溫測試環(huán)境需將被測設(shè)備置于IEC60068-2-2[9]所規(guī)定的溫度條件下測試；
    ◆低壓測試環(huán)境需將被測設(shè)備置于廠家聲明的最低電壓條件下測試；
    ◆高壓測試環(huán)境需將被測設(shè)備置于廠家聲明的最高電壓條件下測試。

主要測試項(xiàng)目
    主要測試項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)：NodeB無線指標(biāo)測試、RNC基本功能測試、NodeB基本功能測試、操作維護(hù)功能、環(huán)境適應(yīng)性測試、安全性能測試、電磁兼容性測試。

NodeB無線指標(biāo)測試

WCDMA運(yùn)行在下述頻段：
    ◆1920～1980MHz：上行鏈路（UE發(fā)射，NodeB接收）；
    ◆2110～2170MHz：下行鏈路（NodeB發(fā)射，UE接收）；
    ◆WCDMA應(yīng)能支持190MHz的收發(fā)間隔。

對于無線產(chǎn)品來說無線指標(biāo)是非常重要的測試項(xiàng)目，NodeB也不例外。NodeB無線指標(biāo)測試分為發(fā)射機(jī)指標(biāo)測試、接收機(jī)指標(biāo)測試和性能測試三項(xiàng)。

發(fā)射機(jī)指標(biāo)測試
    （1）基站最大輸出功率
    在正常條件下，NodeB的最大輸出功率應(yīng)保持在設(shè)備的額定輸出功率±2dB范圍內(nèi)。在極端條件下，NodeB的最大輸出功率應(yīng)保持在設(shè)備的額定輸出功率±2.5dB范圍內(nèi)。

（2）頻率容限
    射頻信號和數(shù)據(jù)時鐘的發(fā)生必須使用同一個頻率源。在一個功率控制組（時隙）周期內(nèi)，NodeB的調(diào)制載波頻率應(yīng)該精確到±0.05ppm。

（3）輸出功率動態(tài)調(diào)整
     BS發(fā)射機(jī)設(shè)置內(nèi)環(huán)輸出功率的步長為1dB（必選）和0.5dB（可選）。內(nèi)環(huán)功率控制的步長范圍如表2所示。由內(nèi)環(huán)功率控制引起的累積輸出功率改變值的范圍如表3所示。

    表2  發(fā)射機(jī)功率控制步長范圍

    表3  發(fā)射機(jī)累積輸出功率改變范圍

下行信道的功率控制的動態(tài)范圍：最大碼域功率應(yīng)大于BS最大輸出功率-3dB，最小碼域功率應(yīng)小于BS最大輸出功率-28dB。下行信道總的功率動態(tài)調(diào)整范圍應(yīng)大于或等于18dB�；�本CPICH功率應(yīng)該為在信令消息指示的±2.1dB范圍內(nèi)。

（4）RF輸出
     WCDMA信道占用帶寬應(yīng)小于5MHz。帶外輻射測量范圍限定在距載波中心頻點(diǎn)±12.5MHz范圍內(nèi)。

在從離載波頻率△f=2.5MHz到△fmax的頻率范圍內(nèi)，發(fā)射值不應(yīng)該超過表4中所定義的最大值，其中，△f是載波
   
   

    注：這個頻率范圍保證了f_offset值的范圍是連續(xù)的。
    表4  頻譜發(fā)射模板值

頻率和測量濾波器最接近載波頻率的標(biāo)稱-3dB點(diǎn)之間的間隔。f_offset是載波頻率和測量濾波器中心點(diǎn)之間的間隔。等于12.5MHz和到UMTSTx頻段邊緣的偏移量兩者的最大值�！鱢max等于f_offsetmax減去測量濾波器帶寬的一半。鄰道泄漏抑制比（ACLR）應(yīng)該高于表5中所標(biāo)的值。

表5  BSACLR

雜散輻射要求適用于低于NodeB發(fā)射的第一個載波中心頻率12.5MHz以上，以及高于NodeB發(fā)射的最后一個載波中心頻率12.5MHz以上的頻率范圍。

（5）發(fā)射互調(diào)
    發(fā)射互調(diào)的電平應(yīng)不超過帶外發(fā)射或雜散發(fā)射的要求。

（6）發(fā)射調(diào)制
    發(fā)射脈沖成型濾波器是一個頻域滾降系數(shù)a為0.22的均方根濾波器（RRC）。其碼片脈沖濾波器的脈沖響應(yīng)為：

其中，矢量誤差幅度應(yīng)低于17.5%。在擴(kuò)頻因子為256時，峰值碼域誤差應(yīng)不超過-33dB。

接收機(jī)指標(biāo)測試
    （1）參考靈敏度
  參考靈敏度是指在滿足一定的誤碼率情況下，接收機(jī)可以接收的最小電平。具體指標(biāo)參見表6。

表6  BS參考靈敏度

（2）動態(tài)范圍
    接收機(jī)動態(tài)范圍是指滿足BER指標(biāo)及信干比一定情況下，接收機(jī)能夠接收最大信號的能力。在BER小于0.001的情況下，動態(tài)范圍的最小要求如表7所示。

表7  動態(tài)范圍

（3）鄰道選擇性（ACS）
鄰道選擇性是指接收機(jī)在鄰道存在干擾信號時，接收有用信號的能力。鄰道選擇性的值為接收濾波器對鄰道的抑制。當(dāng)相鄰信道選擇性優(yōu)于表8中的值時，其BER不應(yīng)超過0.001。鄰道選擇性的參數(shù)如表8所示。

    表8  鄰道選擇性

（4）阻塞特性
    阻塞特性是指在其它頻段（除去鄰道頻率）存在大的干擾信號時，接收機(jī)接收有用信號的能力。當(dāng)阻塞特性滿足表9的參數(shù)時，其BER不應(yīng)超過0.001。

在WCDMA NodeB與GSM900/DCS1800BTS共址時，為保護(hù)WCDMA NodeB接收機(jī)，在滿足表10的參數(shù)時，WCDMA NodeB的BER不應(yīng)超過0.001。

    表9  阻塞性能指標(biāo)

    表10  阻塞性能指標(biāo)

（5）互調(diào)特性
    互調(diào)特性是指存在兩個或多個跟有用信號有特定頻率關(guān)系（它們的互調(diào)產(chǎn)物剛好落在有用信號帶內(nèi)）的干擾信號的情況下的接收能力。

當(dāng)指配信道有用信號平均功率為-115dBm，兩個干擾信號滿足表11中的參數(shù)時，對12.2kb/s參考測量信道，其BER不應(yīng)超過0.001。

    表11  互調(diào)性能要求

（6）雜散輻射
    雜散輻射是測量接收機(jī)天線端口發(fā)射的無用的頻譜。如果收發(fā)共用一根天線，該指標(biāo)和發(fā)射天線處測量一致，否則不超過表12的要求。

    表12  雜散輻射的最小要求

（7）基站內(nèi)部BER計(jì)算驗(yàn)證
    基站內(nèi)部BER計(jì)算驗(yàn)證是指對于具有內(nèi)部BER計(jì)算功能的基站，可以通過已知的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)序列來同步其接收機(jī)，并且通過接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算比特誤碼率。表13為給定的數(shù)據(jù)速率和插入BER的計(jì)算誤差�；�站上報(bào)的誤碼率的誤差應(yīng)在±10%之內(nèi)。

    表13  數(shù)據(jù)速率和插入BER的計(jì)算誤差

其他幾項(xiàng)主要測試項(xiàng)

（1）RNC基本功能
     RNC基本功能主要包括：系統(tǒng)信息廣播、AMR語音編碼速率控制、安全（信令完整性保護(hù)、加密/解密）、移動性管理（尋呼、切換、小區(qū)/URA更新）、無線資源管理和控制（NodeB邏輯操作維護(hù)、測量、RRC連接建立和釋放、功率控制、碼資源分配、信道分配、信道管理）、小區(qū)廣播。

    （2）NodeB基本功能
    系統(tǒng)信息廣播、移動性管理（切換、無線資源管理和控制、NodeB邏輯操作維護(hù)、NodeB測量、無線鏈路的建立與刪除、功率控制、信道管理）、物理層功能。

（3）操作維護(hù)功能
     RNC操作維護(hù)（O&M）要求（用戶接口、配置管理的要求、性能管理的要求、告警管理的要求、維護(hù)管理的要求、安全管理的要求、其它要求）、NodeB操作維護(hù)（O&M）要求（用戶接口、安全管理、告警管理、操作維護(hù)、配置管理、其它）。

（4）環(huán)境適應(yīng)性測試在低溫、高溫、低電壓、高電壓的情況下分別測試：基站最大輸出功率、頻率容限、參考靈敏度。

（5）安全性能測試安全要求應(yīng)滿足GB4943-2001《信息技術(shù)設(shè)備的安全》。

（6）電磁兼容性測試電磁兼容指標(biāo)應(yīng)遵照：
    ◆3GPP25.113Basestationelectromagneticcompatibility(EMC)。
    ◆ETSIEN300386Electromagneticcompatibilitynetworkequipment；ElectroMagneticCompatibility(EMC)requirements（僅適用于RNC）。

總結(jié)

目前WCDMA技術(shù)已經(jīng)越來越受到業(yè)界的重視，技術(shù)也越來越趨于成熟，信息產(chǎn)業(yè)部對WCDMA也正在進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。我們相信在不久的將來，WCDMA技術(shù)必將為人類通信帶來更優(yōu)的服務(wù)。