YD T 1978-2009 2GHz WCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法.pdf

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1、lCS 3306020M 36 Y口中华人民共和国通信行业标准YD厂r 1 978-20092GHz WCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法Measurement method for radiated RF power and receiverperformance of 2GHz WCDMA mobile stations2009-12-11发布 20100101实施中华人民共和国工业和信息化部发布目 录前言II1范围12规范性引用文件13术语、定义和缩略语131术语和定义132缩略语14试验条件141坐标系统142测量通用条件143移动台测量25射频辐射功率测量方法351功

2、率测量设备352功率测量通用条件353 WCDMA射频辐射功率测量36接收机性能测量方法461接收机性能测量通用条件462 WCDMA接收机性能测量5附录A(规范性附录)测试系统不确定度7附录B(规范性附录)TIRP与TIRS计算方法9附录C(资料性附录)均匀取点法10日lJ 吾YD厂r 1978-2009本标准是(2GHz移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法系列标准之一，该系列标准还包括以下标准：2GHz TDSCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法本标准在起草过程中主要参考了如下标准；3GPPTS 34114用户设备，移动终端OTA天线性能，一致性测试与本标准技术内容相关

3、的有如下标准，在本标准的制定过程中还注意了与以下标准的协调统一：YDT 1484-2006移动台空问射频辐射功率和接收机性能测量方法；YDT 1547-2007 2GHz wCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求iYDfr 15951-2007 2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法第1部分：用户设备及其辅助设备。本标准的附录A和附录B为规范性附录，附录c为资料性附录。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：工业和信息化部电信研究院、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司。本标准主要起草人：郭琳、肖雳、禹忠、王丽娟、谢玉明、张兴海、周北琦。YD厂r

4、1 97820092GHz WCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法1范围本标准规定了2GHz WCDMA移动台的空间射频辐射功率和接收机性能测量方法。包括频率范围和限值。本标准适用于便携和车载使用的2GHz WCDMA移动台，也适用于那些由交流电源供电且在固定位置使用的2GI-Iz WCDMA移动台以及通过uSB接口、Express接口和PCMCIA接口等连接在便携式计算机的2GHz WCDMA数据设备。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成

5、协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。YDT 1484 移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法3GPPTS25101 用户设备无线传输和接收3GPPTS34109 用户设备逻辑测试接口：特定一致性测试3GPPTS34121-I 用户设备一致性规范；无线发射和接收(FDD)：第1部分：一致性规范3术语、定义和缩略语下列术语、定义和缩略语适用于本标准。31术语和定义YDfr 1484确立的术语和定义适用于本标准。32缩略语YDfr 1484确立的缩略语适用于本标准。4试验条件除以下的特殊说明外，YDT 1484确立的试验条件适用于本标准。4

6、1坐标系统YDfr 1484确立的坐标系统适用于本标准。42测量通用条件除以下规定外，YI)T 1484确立的测量通用条件适用于本标准，钡0试系统需满足本标准附录A的要求。根据EuT的类型，除在YDT 14845b确立的自由空间，人头模型，移动台直插入笔记本和Eur使用线缆与笔记本连接的测试配置外，按照以下规定进行数据业务中一人体模型下的测试。421 数据业务中一人体设备模式当EUT为掌上电脑、PDA、小型游戏机设备、多媒体无线手持终端等时，需要进行人体设备模式下1YD厂r 1978-2009的测试。人体设备模式主要包括人手、头部及其空间组合，如图1所示，此时人体设备位于XYZ定位系统中，坐标

7、中心位于由人耳RE点至上嘴唇中点M点延长线上EUT天线处即O点，取MO=30cm，此时+z轴指向人头模型顶部右手法则定义+x和+Y轴，人手保持单或双手持被铡设备。目1数镕业务中人体设备模式“试43移动台测量4 3 1发射机射频辐射功率测量通过在移动台周围球面上不同位置测量移动台EIRF来衡盘EUT的射频辐射性能。本标准通过分析球面上每个测量点的测量数据来评估有效辐射功率得到EUT的三维辐射特性。选用锌角度取点法时在球坐标的Them轴和Phi轴分别间隔15。取1个测量点描述ELrf的远场辐射模式和总全向辐射功率，其中0=oa和e=180a不用测试。每个极化方向需测量264个点按照附录B中公式(B

8、1)积分得到总全向辐射功率(TIRP)。选用均匀取点法时在上述坐标系统中按照附录c中表(2-1进行取162个点测试，然后按照公式(C-3)计算总全向辐射功率(TmP)。若以上两种方法的测试结果出现差异时，以等角度测试方法为准。4 3 2接收机性能测量通过在移动台周围球面上不同位置测量EUT在一定误码率(BER)条件下的最小前向链路功率来衡量EUT的接收机性能。本标准规定在EUT接收灵敏度螭差的配置下进行试验通过分析球面上每个测量点的测量数据来评估有效接收机灵敏度，从而得到EUT的三维接收机特性选用等角度取点法时球坐标的0轴和m轴分别间隔3矿取1个测量点来充分描述EUT的总接收灵敏度，其中o=0

9、。和e=180。不用测试。每个极化需方向测量60个点所有测量结粜按照附录B中方程B4积分得到总全向辐射灵敏度(TIRS)。选用均匀取点去时，在上述坐标系统中按照附录C中表c一2进行取42个点测试，然后按照公式(c4)计算总全向辐射功率(TIRS)。由于某些数字技术的EUT需要特殊的控制方法才能对BER进行测量，在这种情况下，该设备就可能需要外部电缆和手动命令来进入设置状态，但这些只能用于对EUT进行设置在测试过程中，必须拆YD厂r 1 978-2009除所有电缆连接，EUT运行在独立电池供电模式。5射频辐射功率测量方法51功率测量设备推荐的功率测量设备为频谱分析仪，频谱分析仪可以直接控制相关参

10、数来满足不同通信信号功率测量要求。由于功率计探头的宽带响应，很难将反向链路功率与前向功率进行隔离，因此不推荐使用功率计作为本标准的功率测量设备，除非功率探头有合适的响应时间和隔离度，并满足相应的不确定度要求。52功率测量通用条件本节列出所有功率测量的通用要求。假定使用频谱仪作为功率测量设备，除非特殊注明，频谱仪使用RMS检波方式。频谱仪接收的峰值信号强度至少要高于本底噪声40dB。调整频谱仪的参考电平和衰减值，使接收的峰值信号比频谱分析仪显示方格最大值至少低5dB。为了满足不同调制信号的特性要求，频谱仪应支持扫描时间和测试数据点的调整功能。频谱仪用来进行数据分析的软、硬件必须支持相应的数字信号

11、分析功能来得到所需的结果。在测试过程中，EUT应以最大功率发射。对支持多种制式的EUT，每一种制式都应进行测试。在进行RP测试前，需要进行EuT的传导功率测试，测试频点和设置与进行TIRP时一致，将测试结果记录在测试报告中。53 WCDMA射频辐射功率测量531 测试步骤按照3GPPTS341211的52节(最大输出功率测试)定义的参数来调整wCDMA基站模拟器的设置，运用3GPP TS34109第53节中定义的在移动台与基站模拟器之间建立起环回测试模式。在测试过程中，EUT的发射功率控制TPc应设置为“Algorithm 2”，系统模拟器按照3GPP TS341211中5242中的定义向Eu

12、T持续发射“功率升”命令，以保证EUT在整个测试过程中以最大功率发射。在EUT所支持的国家许可频段内选择高、中、低3个不同的信道进行测试，未来EUT所支持的国家许可频段可能会增加，此时还需选择增加以后各频段的高、中、低3个信道进行测试，以保证EUT的性能在其支持的所有国家许可频段内的性能都能进行测试。表l给出了按照以上原则选出的2GHz频段上的高、中、低3个信道，其他许可的频段按照相同原则进行选择。表1 2GHz WCDMA OTA测试信道列表频段 信道号 Designation 频率(MHz)WCDMA2GHzL 9612 上行 19224WCDMA2GHzL 10562 下行 21124W

13、MA2GHzM 9700 上行 19500WCDMA 2GHzM 10700 下行 21柏OWCDMA 2GHzH 9888 上行 19776WCDMA 2GHzH 10838 下行 21676将频谱分析仪的最小驻留时间设为lOOms，触发方式设为“freeiun”，零扫描带宽，分辨率带宽为5MHz，视频带宽为IOMHz。接收信号必须稳定，所有数据点应在中值如5dB范围内，频谱分析仪采用RMSYD厂r 1978_2009检波方式。典型测量结果如图2所示。按照以上方法和顺序测试三维空间上的所有点的EIRP，按照式(B1)或式(c3)算出总全向辐射功率。RBW5hIzVBW lIHzRd2,5,m

14、m Art50dB SWT 100wJ-20V一一20洲-一柏-一5060-一70Ccnt=f l_9224GHzt 10ms,图2 WCDMA射频辐射功率53_2限值-WCDMA辐射功率完整的射频辐射功率测量应该包括在自由空间和人头模型两种配置下(如果适用)和EUT所支持的主机械模式下(如翻盖EUT的翻盖打开状态，滑盖EUT的滑盖打开状态及天线可伸缩EUT的天线拔出状态)进行所有测试信道的测试。裹2 WCDMA辐射功率要求WCDMA功率控制 自由空间最,J,TmP 人头模型平均TIRPAul 17dBm 14dBm6接收机性能测量方法61接收机性能测量通用条件总全向辐射灵敏度(TIRS)应在

15、第5章中定义的EUT所支持频段的高、中、低3个信道上进行完整测试。其他信道还需进行中间信道相对接收灵敏度的测试。由于某些EUT支持大量的中间信道，此时只要实际测量的两个连续信道之间间隔不大于500kHz，则可以将它们之间的中间信道忽略不测。非便携式肌需要进行自由空间下的测试，便携式EuT还需要进行人头模型下的测试。EUT在规定的测试信道和配置下，与基站模拟器建立连接，基站模拟器记录EUT向它报告的误码率或误帧率。调节基站模拟器的射频输出电平，使得EUT的误码率或误帧率在每一个球形测量点上达到期望值。测量的比特数或帧数必须足够多以使得误码率的置信水平大于95。由于接收机灵敏度测量没有发射机射频辐

16、射功率测量精确，本标准允许进行TIRS测试时，选用等角度取点法时Thcta轴和Phi轴以300步长旋转，选用均匀取点法测试42个测试点。4YD丌19781200962 WCDMA接收机性能测量621测量步骤用基站模拟器测量移动台接收灵敏度，记录当Etrr的BER达N12并且置信水平大于95时的最小前向链路功率。功率控制采用闭环功率控制模式。EUr以最大功率发射。测试时，传输速率为122kbiffs，最少测试20 000个比特。按照53节参数进行设置。以下参数除外：前向链路功率初始值：需保证在三维空间上初始测试时，EUT的BER为零；其他参数设置参见3GPPTS25101中灵敏度测试相关章节。如

17、果某个测试点无法建立连接，可以增大前向链路功率来建立或保持连接。在规定的测试信道上建立连接，移动台以最大功率发射，启动BER测量，测量的比特数应使BER的置信水平大于95，最少测试20000个比特。当前向链路功率接近WCDMA灵敏度电平时，基站模拟器的功率下降步长应不大于O5dB。降低基站模拟器输出功率，直到BER上升到1，2。记录当EUT的BER达到12并且置信水平大于95时的最小前向链路功率值，作为该点的EIS数值，待三维空间所有测试点的灵敏度测试完毕后，按照公式(B-4)或(c4)，计算总全向辐射灵敏度(TIRS)。在测试过程中，ELrr的发射功率控制TIC应设置为“Algontrun

18、2”在EUT所支持频段的高中，低3个信道作完整TIRS测试，关于信道的选择原则，见53，l。对于中间信道，在满足最大间隔条件下，测量相对接收灵敏度，如图3所示。(高额串+中频率y2(中频串低频率y2 鼍I 一) 景、。 小L j夕?f l高信道j 。泖r二 灵敏度随频率、1的变化图k低信道中1频率_-I卜围3中间信道灵敏廑测试示意相对接收灵敏度测量步骤为：a找到最佳接收灵敏度的测量点，调整EuT、定位器以及测量天线的位置和极化，使之与该测量点相同，在最接近该测量点并满足两相邻连续信道间隔不大于500kHz的信道上进行测量；b将基站模拟器输出功率提高到最佳接收灵敏度+5dB；c测量中间倍道的BE

19、R，BER不应超过12；5YD厂r 1 978-2009d报告中阅信道的测量结果。622限值-WCDMA接收夏敏度完整的接收机灵敏度测量应该包括在自由空间和人头模型两种配置下(如果适用)和EUT所支持的主机械模式下(如翻IEUT的翻盖打开状态，滑盖Eur的滑盖打开状态及天线可伸缩EUT的天线拔出状态)下进行所有信道的测试。另外，还应进行中闻信道的相对灵敏度测试，具体要求见表3。囊3 WCDMA接收见敏度要求坶C翻泓功率控制 自由空间TIRS 人头模型平均TRS1103dBmAlll 一100dBm一102dBm注：此限值适用于通过USB接口、Expre,8s接1：3和PCIVICIA接口等连接

20、在便携式计算机的2GHzWCDMA数据设备6附录A(规范性附录)测试系统不确定度A1 最小测量距离本节给出了远场测试所需的最小测量距离R的要求。测量距离是指EUT旋转中心与测量天线相位中心之间的距离。为保证测试在远场中进行，本标准要求测试场地必须满足表A1中最小测量距离的要求，该表中最小测量距离由以下3个约束条件得到：2D纨(相位不确定度条件)，3D(幅度不确定度条件)，和3X(近场反应条件)，其中D为辐射体尺寸，本标准中取30era，X为自由空间中的波长。表A1最小测量距离R频段 最低频率 最高频率 R，掣R3D R3h最小测量距离(悃z) (MHz) (MHz)h h 钿(m)I 1920

21、。2170 1920 2170 0156 nt38 1，304 090 a468 l 304A2 TIRP测试系统不确定度分析进行RP测试时，整个测量系统不确定度主要从以下方面进行分析，见表A2。表A2 TlRP测试系统不确定度因素不确定度因素接收端失配t (如：接收设备和测量天线问失配)发送端失配(如：信号源与校准参考天线间失配)信号源；绝对输出电平和稳定度电缆因子t测量天线电缆和校准参考天线电缆对畏9试的影响插入损耗；测量天线电缆和校准参考天线电缆插入损耗：测量天线端衰减器和校准参考天线端衰减器(若存在)测量距离：校准参考天线相位中心与旋转中心的偏差静区内纹波对测量结果的影响天线：测量天线

22、以及校准参考天线的增益测量距离：Eul相位中心与旋转轴中心的偏差EUT对测量天线阻塞影响VSWR_暗室驻波EuT的相位曲率测试中环境温度影响ELrr在人头模型下的定位不确定度随机不确定度A3 TIRS测试系统的不确定度分析进行TIRS测试时，整个测量系统不确定度主要从以下方面进行分析，见表A3。7裹A3 TIR$测试系统不确定度因素不确定度因素接收端失配； (如：接收设备和校准参考天线问失配)发送端失配(如：基站模拟器与测量天线间失配)基站模拟器t绝对输出电平和稳定度电缆因子一测量天线电缆和校准参考天线电缆对铡试的影响插入损耗t测量天线电缆和校准参考天线电缆插入损耗：测量天线端衰减器和校准参考

23、天线端衰减器(若存在)测量距离：校准参考天线相位中心与旋转中心的偏差静区内纹波对测量结果的影响EUT的调制检测对测量结果的影响TIPS测试过程中取点步长对测试结果的影响天线：测量天线以及校准参考天线的增益测量距离：EUT相位中心与旋转轴中心的偏差EUT对测量天线阻塞影响VSWR暗室驻波EUT的相位曲率测试中环境温度影响EUT在人头模型下的定位不确定度随机不确定度8附录B(规范性附录)TIRP与TIRS计算方法本节定义总全向辐射功率(13RP)和总全向辐射灵敏度(TmS)的计算方法。假设N和M分别是33【leta轴和Phi轴的采样点数。对于TIRP测试和T取S测试，N和M的数量不同，TIRPi奥

24、d试时，N=12，M=24。TmS澳U试时，N=6，M=12。下式中，EIRP；TtflEIS分别表示单方向、单极化下的峰值等效全向功率和等效全向灵敏度，其下标表明测试时的极化情况。B1总全向辐射功率(TIRP)存 N-I村-1 r ，nRP2i惫善荟陋伊一(6：办)十Eirp，(0-，办)】sill(q)(B-1)B2接近水平部分辐射功率(NHPIRP)假定完整的球面用N=12个0和M个由间隔表示，NHPIRP可以用下式表示接近水平+45度辐射功率舰最”；互惫善9 M丢-I陋嘞(塌谚)+Eirp$(01嘭)】sin(岛) (B-2)接近水平+30度辐射功率珊f兰丽备8 M去-I【丘巾。(q，

25、办)+尉巾(q，办)】sin(只) (B_3)B3总全向辐射灵敏度(TIRS)删；B4接近水平部分全向灵敏度(NHPIRS)接近水平4-30度灵敏度：珊2_ir22厂”善丢面南+硎窃卜印B5人头模型平均TIRP计算方法(B4)(B5)圳log型型兰坐掣些坐塑竺 。，B6人头模型平均TIRS计算方法知矿蚓。畋面岳+而1丽+杀+而1丽+而1丽+丽 (B7)9YD厂r 1978_2009附录C(资料性附录)均匀取点法除YDrfl494中推荐的等角度取点方法外还可咀使用本附录的均匀取点方法对移动台进行你P和1ms的测试。均匀测试点在不增加机械实现难度的情况下，可以减少涮试点，保持铡试精度，取点步骤如下

26、：首先对整个球面取正20面体进行三角化，取得均匀分布在球面上12个顶点每一个面对应一个球面三角形，然后连接球面三角形三条边的中点把每一个球面三角形划分为4个球面三角形，如此递归划分直到选到需要的三角形个数。测试点选在各个球面三角形的顶点，测试点均匀分布在球面上。图C1为进行三次三角化得到162个测量点的分布，坐标列表见表C1。囤C 2所示为进行两次三角化的所得到42个测量点，坐标列表见表C 2所示。固c2 二发三角化测试点分布测试点均匀分布在披测设备为中心的球面上，总全向辐射功率或总全向辐射灵敏度可以由每个点测试结果进行线性平均得到。一s击喜喜地()+“毋() 。一磊翮NL 到赢南+面南I Y

27、D厂r 1 9782009 (C2)推荐二次三角化得到的测试点用于TIRS测试，三次三角化的点可用于TRP测试，测试结果：脚；壶喜封倒慨()+尉竹(酬 。c劂= 42琢磊磊翮需要测量的点的坐标如表所示裹C1 均匀取点法TRP测试时测量点坐标11RPl62个测量点0 由0 016 3印 288 216 144 7226 324 252 180 108 3632 360 288 216 144 7244 338 310 266 238 194 166 122 94 50 2248 360 288 216 144 7258 324 252 180 108 3660 342 306 270 234 1

28、98 162 126 90 54 1864 360 288 216 144 7274 334 314 262 “2 190 170 118 98 46 2676 350 298 278 226 206 154 134 82 62 1090 360 342 324 306 288 270 252 234 216 19890 180 162 144 126 108 90 72 54 36 18104 334 314 262 242 190 170 118 98 46 26106 350 298 278 226 206 154 134 82 62 10116 324 252 180 108 3612

29、0 342 306 270 234 198 162 126 90 54 18122 360 288 216 144 72132 324 252 180 108 36136 346 302 274 230 202 158 130 86 58 14148 324 252 180 108 36154 360 288 216 144 72164 324 252 180 108 36180 O(C-4)寰C2均匀取点法TIS测试时洲点坐标TIRS42个测量点0 o0 032 3印 288 216 144 7258 324 252 180 108 3664 360 288 216 144 7290 342

30、 306 270 234 198 162 l 126 90 54 l 18116 324 252 180 108 36122 360 288 216 144 72148 324 ”2 180 1 361 0中华人民共和国通信行业标准2GHz WCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法YD，r 19782009人民邮电出版社出版发行北京市崇文区夕照寺街14号A座邮政编码：100061北京新瑞铭印刷有限公司印刷版权所有不得翻印开本：880 x 1230 116印张：I字数：29千字2010年1月第1版2010年1月北京第1次印刷ISBN978711520231085定价：10元本书如有印装质量问题，请与本社联系电话t(010)67114922