一般而言,一個通信產(chǎn)品從設計定義到產(chǎn)品定型可以分為四個階段:系統(tǒng)設計和仿真階段;元器件/電路/部件設計和驗證階段;系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試階段;預認證和一致性測試階段
根據(jù)不同階段的不同特點,需要應用不同的測試解決方案。由于TD-SCDMA集中了TDD、FDMA、CDMA、TDMA、智能天線,聯(lián)合檢測等諸多特點,使其在各個階段的測試上都有一些特殊的要求的挑戰(zhàn)
系統(tǒng)設計和仿真
TD-SCDMA的系統(tǒng)設計涉及算法開發(fā)、DSP設計、數(shù)字電路設計、RFIC設計和射頻電路設計等各個方面。系統(tǒng)設計必須通過全面的仿真進行驗證。仿真可分為計算機仿真和半實物仿真。計算機仿真是系統(tǒng)設計階段不可缺少的一項工作。通過計算機仿真,系統(tǒng)設計初期即可驗證設計的正確性和可實現(xiàn)性。半實物仿真是把系統(tǒng)設計與關鍵器件或部件結合起來,使系統(tǒng)設計能夠在硬件和軟件開發(fā)過程中不斷得到優(yōu)化。
Agilent ADS(Advanced Design System)是專門針對電子系統(tǒng)和電路設計的EDA仿真工具,可以提供目前最為完整的系統(tǒng)及電路的計算機和半實物仿真功能。ADS包含各種系統(tǒng)的設計庫,其中TD-SCDMA設計庫是專門根據(jù)3GPPLCR-TDD標準的物理層所開發(fā)的仿真設計庫。除了包括符合規(guī)范的完整行為級模塊之外,TD-SCDMA設計庫還包括預建的系統(tǒng)仿真和應用范例。這些范例均選擇于TD-SCDMA系統(tǒng)的一些典型應用,用戶可以直接利用這些預建的系統(tǒng)或范例,也可以參考或修改它們構造自己的系統(tǒng),把系統(tǒng)設計和硬件原型結合在一起進行仿真。ADS可以完成各種設計和仿真工作,包括系統(tǒng)級設計、DSP設計、RFIC設計、微波電路設計和RF電路板設計。并且ADS一個特有的功能是可以很容易地與安捷倫科技的測試儀表如E4438C、E4406A、89600等相連實現(xiàn)虛擬原型,進行半實物仿真。其中,ADS與E4438C和89600的互連可以大大縮短電路仿真和設計的周期,并且節(jié)省研發(fā)的成本。
ADS與儀器的連接方案及其應用。ADS環(huán)境中設計的一個系統(tǒng),產(chǎn)生TD-SCDMA信號源?梢钥闯鲈撛O計是利用一些模塊構建而成的,這些模塊是ADS的通用模塊或TD-SCDMA設計庫中的模塊,可方便的改變其參數(shù)得到不同的應用。在ADS中模擬的TD-SCDMA信號源產(chǎn)生的I/Q信號,可以通過LAN或GPIB接口直接下載到E4438CESG中,ESG將輸出實際的射頻TD-SCDMA信號,送給被測器件,DUT可為功率放大器、濾波器,甚至TD-SCDMA接收機。E4440APSA接收通過DUT的信號,進行分析或送給89601A矢量信號分析軟件分析信號的頻域、碼域、時域和調(diào)制域的性能。另外89601A可直接與ADS連接,這時89601A直接接收ADS的信號進行分析,通過89601A對設計中的系統(tǒng)和電路進行分析。ADS也能接收89601A通過PSA捕獲的的實際信號,如利用89601A捕獲的信號來仿真分析非理想的實際信號對接收機性能的影響,幫助改進接收機性能。
元器件/電路/部件設計和驗證
在經(jīng)過系統(tǒng)設計和仿真驗證之后,研發(fā)將進入元器件選擇以及電路和部件的設計和驗證階段。即使系統(tǒng)設計完全正確,如果要保證最終的產(chǎn)品通過嚴格的一致性測試,也必須首先保證基帶和射頻的器件電路符合更嚴格的要求。在此階段的測試,既有矢量網(wǎng)絡分析儀,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、三階交調(diào)等),又有數(shù)字信號源和矢量信號分析儀所提供的時域、頻域、碼域和調(diào)制域的分析(如CCDF、ACP、EVM等)。這部分在安捷倫的其它文章中都有介紹,本文不再贅述。
系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試
系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試是研發(fā)過程中的核心階段。在這一階段中要對發(fā)射機和接收機的軟硬件進行聯(lián)合調(diào)試,對整機進行總體驗證。對此,安捷倫可以提供完整的解決方案,幫助用戶診斷和定位故障。測試儀器包括E4438C數(shù)字信號發(fā)生器,89600矢量信號分析儀和PSA系列高性能頻譜分析儀。ADS軟件也可用于這一階段的半實物仿真。
不同于其它兩個FDD3G系統(tǒng),TD-SCDMA測試標準中定義了嚴格的功率與時間關系,也稱為PvT。PvT測試保證TD-SCDMA的射頻突發(fā)信號落在特定的時間模板內(nèi),是TD-SCDMA系統(tǒng)的一個重要指標。由于TD-SCDMA也是一個TDMA系統(tǒng),PvT時間模板的定義是為了避免一個或多個時隙的突發(fā)信號對其它時隙的用戶造成干擾。TD-SCDMA終端和基站的發(fā)射信號都必須滿足相應的要求。
PSA的PvT測量支持TD-SCDMA所有3類時隙:業(yè)務時隙、上行導頻時隙(UpPTS)和下行導頻時隙(DwPTS)。PSA使用了特殊的掃頻方式實現(xiàn)了112dB的開關電平測量動態(tài)范圍,甚至可以支持TD-SCDMA基站在最大30dBm的發(fā)射功率下的PvT測試。
另外PSA還能根據(jù)3GPP測試標準中的規(guī)定測量發(fā)射機的鄰近信道泄漏比(ACLR),雜散發(fā)射和發(fā)射頻譜等指標。
89601A是個功能非常強大的測量分析軟件。它可以提供時域、頻域、碼域和調(diào)制域的測量,并提供許多輔助信息幫助調(diào)試,如對EVM的測量,除EVM結果外,同時還提供豐富的分析功能幫助分析TD-SCDMA的數(shù)字調(diào)制信號,精確地定位出導致信號EVM惡化的原因。在分析結果中,除EVM和Rho值外,還包括幅度誤差、相位誤差、頻率誤差、I/Q偏移等信息。這些測量信息對系統(tǒng)調(diào)試和故障定位非常有幫助。
安捷倫對TD-SCDMA接收機的測量也提供了完整的解決方案。接收機的測量包括靈敏度、最大輸入電平、鄰道選擇性、雜散響應特性、交調(diào)特性,以及在噪聲、衰落等各種接收條件下的性能。這些測量最終是對在不同條件下的誤碼率或誤幀率的測量。TD-SCDMA SignalStudio能靈活配置成各種所需的TD-SCDMA信號源,通過E4438C輸出射頻信號。同時,TD-SCDMA SignalStudio已預先配置好了標準所定義的各種參考測量信道(RMC),非常方便使用。另外,通過一些選件和模塊,可以得到加上AWGN的一定信噪比的信號,也可以仿真通過衰落信道后的信號,用于對在各種信道條件下接收機性能的測試。另外,在一些測試中,需要采用兩個E4438C數(shù)字信號源產(chǎn)生TD-SCDMA調(diào)制信號,另一個射頻信號源產(chǎn)生連續(xù)波信號作為干擾信號。
預認證和一致性測試
當產(chǎn)品的主要軟硬件聯(lián)調(diào)完成最終形成樣機后,就進入預認證和一致性測試階段。測試主要依據(jù)34.122和25.142終端和基站的測試標準,標準中對各種測試都定義了相應的測試條件和信道結構,將安捷倫的相關儀器集成可實現(xiàn)規(guī)范中的所有測試例,并可借助測試軟件完成自動化測試。安捷倫公司具有多年系統(tǒng)集成和測試軟件的開發(fā)經(jīng)驗,可以為用戶構造TD-SCDMA測試系統(tǒng)提供幫助。
----《通信產(chǎn)業(yè)報》