3g移動通信基站中的射頻測量技術移動通信系統促使語音服務走向.docVIP

3G移動通信基站中的射頻測量技術 移動通信系統促使語音服務走向無線傳輸，甚至在一些無線通信市場較發達的國家，移動電話的數量已超過了固定電話的數量。然而，目前第二代移動電話（GSM）處理數據的能力是有限的。因此，第三代移動通信系統儼然已成為目前無線通信發展的焦點。發展第三代移動電話的目標，是希望透過一個全球一致、且能夠在各種不同的通信環境下皆可使用的通信系統，達到利用無線的方式提供語音、圖像、數據等多媒體傳輸服務，使用戶能夠利用此系統作多元化的通信應用。1997年國際電信聯盟（ITU）將3G無線標準命名為IMT-2000：面向21世紀的國際移動通信系統。第三代行動通信系統的通信技術分別為：IMT-2000 Direct Spread（CDMA-DS），或Wideband-CDMA（W-CDMA），而它也有另外一個熟悉的名字——UMTS（通用移動通信系統）FDD（頻分雙工模式）。 IMT-2000 Multi Carriers（CDMA-MC），或CDMA2000：它是以現存IS-95 CDMA標準為發展基礎演變而來。 IMT-2000 CDMA TDD（CDMA-TDD）：即Time Division Duplex模式。 IMT-2000 TDMA Single Carrier，或UWC-136：以現存IS-136技術為發展基礎演變而來。 IMT-2000 FDMA/TDMA，或稱Digital Enhance Cordless Telecommunication（DECT-2000）。 世界上幾個不同地區都在進行著這些技術的標準化。很明顯的一點，在各地區自行發展的環境下若想達到全球相容性與一致性的規範是相當困難的。此外，不同地區同時發展相似的問題將對參與的廠商造成資源的浪費。因此，所有支持CDMA-DS的團體便組成一個組織3GPP（Next Generation Partnership Project），集合所有力量來發展CDMA-DS標準和技術規範。同理，支持CDMA-MC的團體亦組成另一個組織3GPP2，以發展及制定CDMA-MC的標準和技術規範為宗旨。此外，中國大陸為了能走向通訊自主化，並積極培養自己的通訊產業及通訊人才，所以也自行發展一套3G標準TD-SCDMA，企圖以大陸廣大手機用戶群與市場來發展屬於自己的標準。 根據3GPP TS25.141，WCDMA基地站（Node B）的主要測量項目包括： 頻率選擇性測量（Frequency Selective Measurements）：發射機功率（Transmit Power）、佔用的頻寬（Occupied Bandwidth）、鄰近頻道洩露功率（ACLR）頻譜。 頻譜波罩（Emission Mask）及頻率誤差調制（Frequency Error Modulation）分析：誤差向量振幅（Error Vector Magnitude, EVM）與調變品質（Rho Factor）。 ? 此外，還有統計測量CCDF （Crest Factor），以及編碼選擇性測量（Code Selective Measurements），如Code Domain Power、Peak Code Domain Error等。 以下針對空中接口（air interface）測量，歸納出幾個測量項目加以介紹。 最大輸出功率 最大輸出功率Pmax的測試目的是讓我們能夠瞭解，究竟在實際運用下待測發射機最大輸出功率與設備製造商提供規格的差異有多大。目前在測量平均功率（mean power）時，可利用兩種不同的方式求得： 在頻域中，利用集成帶寬（IBM）方式，加上RMS檢測器可測量到既準確又可重復的結果。然而，這種方式所求得的結果與WCDMA信號的時槽（Specific Slots）無關聯性。 在已選定的時槽（Selected Slots）下，利用Code Domain中將所有的Code Power累加起來。 在測量的同時，基地站必須要傳送Test Mode 1-16的信號，配合RS FSX系列頻譜分析儀可得到量測值，其測試原理如圖1所示。 圖1. 最大輸出功率測試圖。其中，衰減器為100W/30dB/DC-18GHz 在TS25.141規範中，最大輸出功率規定必須維持在額定輸出功率+2.7dB至-2.7dB之內。其測量結果如圖2所示。 圖2. 最大輸出功率測量結果。其中，圖a為通過FSIQ屏幕觀察到的結果，圖b為通過3GnodeB程序得到的結果 佔用的頻寬佔用頻寬（OBW）系測量所觀察的信號涵蓋了多少頻寬，單位為Hz。此測量通常會指出功率百分比或比率，一般來說會指定欲測量信號的總功率比例。當此項測試規定99%時，基站傳送Test Mode 1的信號，其佔用頻寬應小於5M