PHS基站測試

安立有限公司 雷莉

　　PHS （Personal Handy phone System）技術(shù)起源日本，它在日本作為第二代無線通信技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展。在中國，根據(jù)我國的國情，充分利用中國固定電話網(wǎng)的富裕資源將市話交換、傳輸技術(shù)有機地結(jié)合起來，組成小靈通系統(tǒng)。對于小靈通網(wǎng)絡(luò)運營商來說，建網(wǎng)速度快，投資小；對于用戶來說，經(jīng)濟方便，花20%的錢享受80%的移動服務(wù)。PHS在我國發(fā)展迅速，據(jù)統(tǒng)計，2002年底PHS用戶已超過 1千萬，2003用戶將新增2倍以上。在對小靈通網(wǎng)絡(luò)進行維護時，非常有必要對基站的射頻指標進行測試，并將測試結(jié)果和門限進行對比，進而判
斷基站的好壞，提高整個網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量，同時也減小不同無線網(wǎng)絡(luò)間的干擾。



一、PHS 基站維護測試


　　PHS 基站維護測試主要有以下三個方面：


　�。�1） 建站時使用PHS基站測試儀表進行基站的安裝驗收測試和開通測試，這是網(wǎng)絡(luò)運營管理部門接手新基站并使之正常運行的第一步，此時要采用離線測試方法，即控制基站進入測試模式后測試基站的各項指標。測試的目的是：建立初始檔案數(shù)據(jù)，為將來的運維工作做參考準備；為網(wǎng)優(yōu)部門提供一些有參考價值的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置數(shù)據(jù)；可以使運維商在與基站供應(yīng)商的交往中占據(jù)自主地位。


　�。�2） 在日常的基站維護工作中，可采用離線測試和在線測試相結(jié)合的方式。目的是監(jiān)測并記錄基站的收發(fā)信電路和其他部分電路功能的老化過程，建立基站的日常狀態(tài)檔案。


　　（3） 當基站發(fā)生故障時：當?shù)粼捖矢�、接通率低、聲音不清晰、話音質(zhì)量低、手機難撥通等投訴出現(xiàn)時，首先應(yīng)該從基站找原因，應(yīng)該用離線測試方法測試基站的各項指標，進一步確認是基站的問題還是外部原因；為重新進行基站設(shè)置向網(wǎng)管部門或網(wǎng)優(yōu)部門提供參考數(shù)據(jù)；建立基站的故障狀態(tài)檔案。而在線測試方法的測試結(jié)果已經(jīng)無法對這些網(wǎng)絡(luò)運行問題進行解釋，他們不足以來評判基站的好壞，因此測試意義也不大。比如說，在網(wǎng)絡(luò)中處于工作狀態(tài)的基站可能會同時和幾個手機保持通信，它們有可能占用同一個頻點的相鄰時隙，互相的干擾是非常大的，所以此時在線測試結(jié)果就非�？赡艹�出門限的要求，如載波關(guān)斷泄漏功率等；當然，還有其他周圍的工作基站造成的干擾也不可忽視。


　　為了對PHS基站射頻指標進行準確的測試，需要采用離線測試方法，即將基站從網(wǎng)絡(luò)中獨立出來，控制基站進入測試模式，令基站在某個輸出端口發(fā)射一個穩(wěn)定頻點、功率的PHS信號。一般是執(zhí)行一個運行在PC上的基站控制軟件，PC通過RS232和基站連接，進而控制PHS基站進入測試模式。目前我國PHS基站的供應(yīng)商有UTStarcom、中興通信、郎訊，基站型號繁多，控制不同類型基站進入測試模式的軟件是不同的。PHS測試遵循的規(guī)范為：
無線工商業(yè)協(xié)會ARIB（Association of Radio Industries and Businesses）的STD 28，即Personal Handy Phone System ARIB Standard。


　　表1簡單列舉了PHS的部分主要的射頻指標，主要發(fā)射機測試項目包括頻率、調(diào)制精度、傳輸率、發(fā)信功率、載波開關(guān)比、瞬態(tài)特性、占用帶寬及鄰道功率等；接收機的指標有收信靈敏度等。標準STD-28要求在測試模式狀態(tài)下對這些指標進行測試，并給出了相應(yīng)門限。





表1 PHS主要射頻指標



二、安立的 PHS基站測試方案


　　安立在PHS測試方面具有豐富的經(jīng)驗，下面將介紹安立公司針對PHS基站維護測試應(yīng)用的無線綜合測試儀MT8801C和PHS基站中文自動測試系統(tǒng)。


1、綜合測試儀MT8801C


　　安立公司的無線通信綜合測試儀MT8801C集PHS發(fā)信機測試、收信機測試功能于一體，此外，它還集多系統(tǒng)測試功能于一體，支持GSM、GPRS和CDMA等系統(tǒng)。下面結(jié)合MT8801C對表1中的PHS主要射頻指標做一簡單介紹。
對于小靈通基站來說，有室內(nèi)低功率型和室外標準功率型及高功率型之分，它們的發(fā)射功率分別為10mw，20mw，100mw，500mw等。載波開關(guān)比是指載波開時的發(fā)射功率與載波關(guān)時的發(fā)射功率的差。PHS是時分多址的，對于基站來說，只在某一時隙對一特定的手機發(fā)射功率，在其他的三個時隙，無信息傳送，載波是關(guān)的。SDT28規(guī)范要求載波關(guān)時的泄漏功率要小于80nw，如果載波關(guān)功率超過此門限，將會對其余時隙上的手機造成干擾。利用MT8801C不僅可以得到功率的具體數(shù)值：發(fā)信功率、載波關(guān)泄漏功率、調(diào)制功率等，而且可以直觀地觀看到波形，并且不僅可以看到單個時隙的，而且可以看到一幀的，參見圖1。在MT8801C上還有波形模板，如果射頻信號的波形落在模板以內(nèi)，就是合格的，如果超出了模板，就是不符合標準的。MT8801C會直接給出“Pass/Fail”判斷。在MT8801C上還可以看到一個突發(fā)的上跳沿和下降沿的波形。MT8801C有內(nèi)置的熱耦功率計，能對基站的發(fā)信功率實現(xiàn)高精度測試，而且此熱耦功率計是自動校零的。





圖1 突發(fā)（單時隙）






圖2 調(diào)制分析




　　圖2是對PHS信號的調(diào)制性能的測試結(jié)果。標準的數(shù)據(jù)傳輸速率為384kbps，STD 28規(guī)范對傳碼率精度的要求為：小于5ppm。STD-28對頻率的精度要求為：小于3ppm，對于頻點1895.15MHz來說，要求小于5.68545kHz。根據(jù)圖2，其頻穩(wěn)度和傳碼率精度是符合規(guī)范的要求的。MT8801C可以測試矢量誤差，峰值矢量誤差，幅度誤差，相位誤差，初始偏移，并且可直觀的看到5種波形：


（1）星座圖


（2）眼圖


（3）矢量誤差圖


（4）相位誤差圖


　　（5）幅度誤差圖


　　比如說，在眼圖上，通過觀察眼的張開度，就可以了解調(diào)制性能的好壞。STD-28規(guī)范要求調(diào)制精度，即矢量誤差的均方根值小于12.5%。





圖 3 占用帶寬



　　占用帶寬（OBW）是指99%的發(fā)射功率所占用的頻帶范圍，各有0.5%的發(fā)射功率位于范圍的兩邊。STD28規(guī)范要求占用帶寬不大于288kHz，如果超過此范圍，就會對其他頻道產(chǎn)生比較大的干擾。
在圖3可以看到，按照頻率規(guī)劃，雖然該頻道的標稱頻點為1895.15MHz，但根據(jù)MT8801C的測量，實際的工作頻點為1895.1518MHz。





圖 4 鄰道泄漏功率




　　如圖4示，鄰道泄漏功率是指總的射頻輸出功率落入相鄰頻道接收帶寬內(nèi)的部分，主要是由調(diào)制波的頻譜展寬，哼聲和噪聲產(chǎn)生的。STD-28規(guī)范對鄰道泄漏功率的定義為以載頻間隔DfHz處為中心頻率，計算兩邊±96kHz范圍內(nèi)的平均功率。Df分別為600kHz，900kHz。要求當Df=600kHz時，功率不大于800nw；當Df=900kHz時，功率不大于250nw。


　　在小靈通基站建設(shè)的初期，一定要測試以上的發(fā)射機的指標，以便了解并且控制不同頻道間的干擾，或者控制小靈通系統(tǒng)對其他無線通信系統(tǒng)，如GSM，CDMA等的系統(tǒng)間頻率干擾。






圖5 批測試



　　為了提高測試效率，MT8801C提供批測試功能。只要將要測試的項目選中，按單鍵就可立刻得到所有發(fā)射機指標的測試結(jié)果，見圖5，測試時間小于1.5秒，這對于對小靈通系統(tǒng)的維護是非常有用的，利用MT8801C可以迅速對小靈通基站進行測試，并且將各個指標的測試結(jié)果與門限進行比較，得出是否通過的判斷。




2、PHS發(fā)射機測試系統(tǒng)ACHK-8609-001



　　安立公司的PHS基站發(fā)射機測試系統(tǒng)是基于先進的發(fā)射機測試儀MS8609A基礎(chǔ)上的全中文的自動測試系統(tǒng)。所有參數(shù)的設(shè)置和測試的執(zhí)行都在PC上完成，并將測試結(jié)果自動生成測試報表格式或工程師自定義的形式，還可以在屏幕上預(yù)覽整個測試數(shù)據(jù)，或通過打印機打印或把所有的測試數(shù)據(jù)和波形存放到電腦中做后續(xù)處理。此系統(tǒng)完成PHS基站發(fā)射機所有指標的測試，請參見圖6。具體的測試項目包括載波頻率及頻率誤差 ； 載波輸出功率和載波關(guān)斷泄漏功率 ；發(fā)射瞬態(tài)響應(yīng)特性如上升沿/下跳沿的瞬態(tài)特性；鄰道功率；調(diào)制精度 ，包括矢量誤差、相位誤差、幅度誤差等；傳輸速率精度；占用帶寬；發(fā)射雜散。因為發(fā)射機測試儀MS8609A的頻率覆蓋范圍高到13GHz，因此該系統(tǒng)能夠完成PHS雜散的測試。





圖6 PHS基站發(fā)射機測試系統(tǒng)


　　PHS基站發(fā)射機測試系統(tǒng)具有友好的全中文操作界面和靈活的測試選項，能夠進行高精度，快速有效的測試。它有強大的系統(tǒng)管理功能，分配不同的登陸密碼給不同等級的用戶，并賦予不同的操作權(quán)限。它能夠自動搜索被測信道和頻率 ，這非常利于基站維護工程師對基站進行快速的故障診斷。它有強大的分類檢索功能利于做數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析。 只需輸入幾個關(guān)鍵詞就能進行搜索，參見圖7。如：根據(jù)基站編號、測試日期、測試人員姓名、測試合格/失敗的狀態(tài)等檢索條件對一大堆的基站測試歷史數(shù)據(jù)進行檢索整理，生成綜合測試報告。





圖 7 分類檢索



由CHINA通信網(wǎng)組稿