安捷倫CDMA2000測(cè)試解決方案

1、CDMA2000系統(tǒng)概述

起源于北美、由高通公司開(kāi)發(fā)的CDMA一碼分多址數(shù)字通信系統(tǒng)引入了全新的通信概念，如今CDMA已擴(kuò)展應(yīng)用到第三代移動(dòng)通信技術(shù)。和傳統(tǒng)的模擬以及普通第二代數(shù)字蜂窩技術(shù)相比，CDMA技術(shù)提供了更高的系統(tǒng)容量和頻譜利用率，并有著接近有線系統(tǒng)的話音質(zhì)量，手機(jī)輻射功率小。

在CDMA2000系統(tǒng)中采用了新技術(shù)。比如移動(dòng)臺(tái)發(fā)射導(dǎo)頻信道；采用真正的QPSK調(diào)制，而在cdmaOne中，采用的是兩路BPSK；另外，采用速率更高的卷積編碼；在傳送高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)候，還采用處理增益比卷積編碼更高的TURBO編碼；同時(shí)，CDMA2000前向和反向鏈路都采用閉環(huán)功率控制。由于CDMA2000的反向鏈路包含導(dǎo)頻、接入、業(yè)務(wù)、控制等信道，采用OQPSK已經(jīng)不能有效降低發(fā)射信號(hào)的峰均比。為了降低反向信道的峰均比，采用了HPSK調(diào)制方式。

2、CDMA2000測(cè)試要求

對(duì)于CDMA/CDMA2000手機(jī)測(cè)試而言，依據(jù)的是手機(jī)最低性能要求測(cè)試規(guī)范IS-98E。手機(jī)空中接口測(cè)試主要包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的測(cè)試。

CDMA2000基站的測(cè)試包括系統(tǒng)測(cè)試和元器件、部件的測(cè)試。其中，系統(tǒng)測(cè)試同樣也分為發(fā)信機(jī)和收信機(jī)的測(cè)試。表1針對(duì)手機(jī)和基站的主要測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比介紹。

表1　手機(jī)和基站的主要測(cè)試指標(biāo)對(duì)比

補(bǔ)充：

1.利用矢量信號(hào)分析儀的強(qiáng)大的調(diào)制分析功能，包括頻域、時(shí)域、相位和矢量圖、星座圖、相位圖，矢量誤差等深層次分析可以找出問(wèn)題或故障的根源。

2.分析儀器：安捷倫89600系列矢量信號(hào)分析儀，或可用E4445A配以89601A矢量分析軟件。

3.安捷倫儀器的AWGN和CDMA信號(hào)之間的相對(duì)精度，完全滿足IS-98E標(biāo)準(zhǔn)的要求（+/-0.2dB）。另外，平均功率測(cè)試的精度，滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器0.2dB精度的要求。

3、CDMA2000系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程以及安捷倫公司測(cè)試解決方案

CDMA2000研發(fā)一般可分為四個(gè)階段：

●系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真階段

●元器件/電路/部件設(shè)計(jì)與驗(yàn)證階段

●系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試階段

●預(yù)認(rèn)證和一致性測(cè)試階段

根據(jù)研發(fā)過(guò)程中不同階段的不同特點(diǎn)，需要應(yīng)用不同的測(cè)試解決方案

3.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真階段以及安捷倫公司測(cè)試解決方案

Agilent ADS（Advanced Design System）是專門(mén)針對(duì)電子系統(tǒng)，電路設(shè)計(jì)仿真的EDA工具，可以提供目前最為完整的系統(tǒng)及電路計(jì)算機(jī)和半實(shí)物仿真功能，把系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件原型緊密地結(jié)合在一起，就可以更快、更高效地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。ADS可以很容易地與安捷倫科技的測(cè)試儀表相連實(shí)現(xiàn)虛擬原型，進(jìn)行半實(shí)物仿真�？梢允褂冒步輦惪萍嫉腅SG、E4406A、89600等。其中，ADS與E4438C和89600的互連可以大大縮短電路仿真和設(shè)計(jì)的周期，并且節(jié)省研發(fā)的成本。充分利用ADS和安捷倫科技其它測(cè)試設(shè)備的強(qiáng)大功能，您就得到了一種全新而高效的，軟件設(shè)計(jì)與硬件原型相交換的研發(fā)解決方案。

3.2　元器件/電路/部件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段以及安捷倫公司測(cè)試解決方案

在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證之后，就進(jìn)入元器件選擇以及電路和部件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段。即使由完全正確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果要保證最終的產(chǎn)品通過(guò)嚴(yán)格的一致性測(cè)試，就必須保證基帶和射頻的器件電路首先符合更嚴(yán)格的要求。在此階段的測(cè)試，既有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，頻譜分析儀所提供的傳統(tǒng)線性和非線性分析（如S參數(shù)，壓縮點(diǎn)，三階交調(diào)等），又有數(shù)字信號(hào)源和矢量信號(hào)分析儀所構(gòu)成的新型數(shù)字調(diào)制激勵(lì)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)分析（如CCDF，ACP，EVM等）。這部分另文闡述。

3.3　系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試階段以及安捷倫公司測(cè)試解決方案

系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試是CDMA2000研發(fā)過(guò)程中的核心階段。在這一階段中要針對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的軟硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，對(duì)整機(jī)進(jìn)行關(guān)鍵項(xiàng)目的總體驗(yàn)證，對(duì)高層協(xié)議進(jìn)行功能測(cè)試和信令分析以及大量的故障診斷和排除。對(duì)此，安捷倫可以提供完整的解決方案，包括8960WCDMA手機(jī)綜合測(cè)試儀，E4438C數(shù)字信號(hào)源，89600矢量信號(hào)分析儀和PSA系列高性能頻譜分析儀。ADS軟件可用于這一階段的半實(shí)物仿真。

下面介紹一下安捷倫公司用于CDMA2000研發(fā)該階段的主要測(cè)試儀表：

8960移動(dòng)臺(tái)綜合測(cè)試儀

E5515C是真正多制式的移動(dòng)臺(tái)綜合測(cè)試儀，它不僅支持CDMA2000手機(jī)測(cè)試，還支持GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、AMPS、IS-136、cdmaOne、CDMA20001xEV-DO、等各種制式，是真正的多制式，不僅支持收發(fā)信機(jī)測(cè)試，還支持協(xié)議分析和音頻和頻譜分析，具有相當(dāng)高的測(cè)試精度和測(cè)試速度，并且只需要每?jī)赡晷��?zhǔn)一次。使用8960可以對(duì)各種制式的手機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確權(quán)威的測(cè)試。例如，在對(duì)CDMA和CDMA2000手機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IS-98標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)試儀表的AWGN噪聲源和CDMA信號(hào)源的相對(duì)精度必須在+/-0.2dB之內(nèi)。8960是唯一完全滿足這一指標(biāo)的手機(jī)綜合測(cè)試儀。

8960綜合測(cè)試儀的基本配置如下表所示：

圖1

表2

E4438C模擬和數(shù)字信號(hào)發(fā)生器

E4438C信號(hào)發(fā)生器具有優(yōu)良的模擬性能，并提供多種數(shù)字調(diào)制功能。它們不僅可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的W-CDMA、GSM、cdmaOne、CDMA2000、CDMA2000 1xEV-DO、EDGE、NADC、PDC、DECT、PHS、TETRA信號(hào)，還可以產(chǎn)生用戶自定義的調(diào)制信號(hào)，它支持支持基站和移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)測(cè)試，并可以產(chǎn)生多信道、多載波的CDMA信號(hào)，通過(guò)64M內(nèi)存和6GB硬盤(pán)可以存儲(chǔ)超長(zhǎng)波形數(shù)據(jù)。

圖2

表3

PSA系列高性能頻譜分析儀

Agilent E4440A是Agilent公司高性能頻譜分析儀。該頻譜分析儀是第一臺(tái)采用全數(shù)字中頻處理技術(shù)的高性能頻譜分析儀，測(cè)試精度、動(dòng)態(tài)范圍和測(cè)試速度都代表當(dāng)今頻譜儀的最高水平。它能夠完成多種制式發(fā)射機(jī)的測(cè)試，包括W-CDMA以及GSM、cdmaOne、CDMA2000、CDMA2000 1xEV-DO、EDGE、NADC、PDC的基站和移動(dòng)臺(tái)的測(cè)試。另外，PSA還提供噪聲系數(shù)（NF）和相位噪聲的測(cè)試。PSA還可以用作一個(gè)下變頻器。它提供一個(gè)321.4MHz和一個(gè)70MHz（選件H70）的中頻輸出。輸入的頻率根據(jù)PSA型號(hào)的不同，可以高達(dá)50GHz（E4448A）。

圖3

表4

89600系列矢量信號(hào)分析儀

89600是一個(gè)功能強(qiáng)大的矢量信號(hào)分析儀系列。它們由運(yùn)行在Windows2000和Windows XP上的矢量信號(hào)分析軟件和射頻以及A/D前端組成，可以連接包括VXI結(jié)構(gòu)的射頻和A/D模塊，PSA系列頻譜分析儀，ESA系列頻譜分析儀，Infinium數(shù)字存儲(chǔ)示波器等多種儀表，配置極為靈活，其頻率范圍可達(dá)26.5GHz，分析帶寬可達(dá)80MHz，具有各種靈活解調(diào)測(cè)量能力和強(qiáng)大的矢量分析手段，支持各種2G，2.5G和3G制式，是WCDMA研發(fā)中重要的分析和診斷工具。

圖4

圖5

信道衰落模擬器和數(shù)字輸入輸出接口N5101A+N5115A+N5102A

安捷倫的信道衰落仿真器由基帶處理PCI卡N5101A和仿真軟件N5115A組成如下圖：

圖6

圖7

安捷倫的信道衰落仿真器是基于基帶的仿真器，相對(duì)于射頻信道衰落仿真器有其優(yōu)點(diǎn)：

A.軟件預(yù)先內(nèi)置了各種標(biāo)準(zhǔn)定義的衰落參數(shù)，使用起來(lái)非常簡(jiǎn)便，不需要進(jìn)行繁瑣的逐項(xiàng)設(shè)置。

B.沒(méi)有射頻信道衰落仿真器要將射頻信號(hào)先下變頻再上變頻，所以信號(hào)更精確、純凈。

C.內(nèi)置的噪聲源，且該噪聲源沒(méi)有被衰落，而且可以設(shè)置C/N或Eb/No值。既節(jié)省了一般仿真器需要額外噪聲源的成本，而且避免了外部衰落信號(hào)和噪聲的校準(zhǔn)的繁瑣過(guò)程和因此帶來(lái)的誤差。