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一般而言，一個(gè)通信產(chǎn)品從設(shè)計(jì)定義到產(chǎn)品定型可以分為四個(gè)階段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真階段；元器件/電路/部件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段；系統(tǒng)集成和聯(lián)合調(diào)試階段；預(yù)認(rèn)證和一致性測試階段。
根據(jù)不同階段的不同特點(diǎn)，需要應(yīng)用不同的測試解決方案。由于TD-SCDMA集中了TDD，F(xiàn)DMA，CDMA，TDMA，智能天線，聯(lián)合檢測等諸多特點(diǎn)，使其在各個(gè)階段的測試上都有一些特殊的要求的挑戰(zhàn)。本文將介紹安捷倫的測試方案在產(chǎn)品研發(fā)的各個(gè)階段的應(yīng)用。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真
TD-SCDMA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及算法開發(fā)，DSP設(shè)計(jì)，數(shù)字電路設(shè)計(jì)，RFIC設(shè)計(jì)和射頻電路設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須通過全面的仿真進(jìn)行驗(yàn)證。仿真可分為計(jì)算機(jī)仿真和半實(shí)物仿真。計(jì)算機(jī)仿真是系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段不可缺少的一項(xiàng)工作。通過計(jì)算機(jī)仿真，系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期即可驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性和可實(shí)現(xiàn)性。半實(shí)物仿真是把系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵器件或部件結(jié)合起來，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)和半實(shí)物仿真功能。ADS包含各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)庫，其中TD-SCDMA設(shè)計(jì)庫是專門根據(jù)3GPP LCR-TDD標(biāo)準(zhǔn)的物理層所開發(fā)的仿真設(shè)計(jì)庫。除了包括符合規(guī)范的完整行為級模塊之外，TD-SCDMA設(shè)計(jì)庫還包括預(yù)建的系統(tǒng)仿真和應(yīng)用范例。這些范例均選擇于TD-SCDMA系統(tǒng)的一些典型應(yīng)用，用戶可以直接利用這些預(yù)建的系統(tǒng)或范例，也可以參考或修改它們構(gòu)造自己的系統(tǒng)，把系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件原型結(jié)合在一起進(jìn)行仿真。ADS可以完成各種設(shè)計(jì)和仿真工作，包括系統(tǒng)級設(shè)計(jì)、DSP設(shè)計(jì)、RFIC設(shè)計(jì)、微波電路設(shè)計(jì)和RF電路板設(shè)計(jì)。并且ADS一個(gè)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(shí)現(xiàn)虛擬原型，進(jìn)行半實(shí)物仿真。其中，ADS與E4438C和89600的互聯(lián)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。
下面以圖1為例說明ADS與儀器的連接方案及其應(yīng)用。圖1左上角為在ADS環(huán)境中設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)，產(chǎn)生TD-SCDMA信號(hào)源�？梢钥闯鲈撛O(shè)計(jì)是利用一些模塊構(gòu)建而成的，這些模塊是ADS的通用模塊或TD-SCDMA設(shè)計(jì)庫中的模塊，可方便地改變其參數(shù)得到不同的應(yīng)用。在ADS中模擬的TD-SCDMA信號(hào)源產(chǎn)生的I/O信號(hào)，可以通過LAN或GPIB接口直接下載到E4438C ESG中，ESG將輸出實(shí)際的射頻TD-SCDMA信號(hào)，送給被測器件（圖中DUT），DUT可為功率放大器、濾波器，甚至TD-SCDMA接收機(jī)。E4440APSA接收通過DUT的信號(hào)，進(jìn)行分析或送給89601A矢量信號(hào)分析軟件分析信號(hào)的頻域、碼域、時(shí)域和調(diào)制域的性能。另外，89601A可直接與ADS連接，這時(shí)89601A直接接收ADS的信號(hào)進(jìn)行分析，通過89601A對設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)和電路進(jìn)行分析。ADS也能接收89601A通過PSA捕獲的實(shí)際信號(hào)，如利用89601A捕獲的信號(hào)來仿真分析非理想的實(shí)際信號(hào)對接收機(jī)性能的影響，幫助改進(jìn)接收機(jī)性能。
3、元器件/電路/部件設(shè)計(jì)和驗(yàn)證
在經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證之后，研發(fā)將進(jìn)入元器件選擇以及電路和部件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段。即使系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全正確，如果要保證最終的產(chǎn)品通過嚴(yán)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(yán)格的要求。在此階段的測試，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)分析儀所提供的時(shí)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。
4、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(jī)和接收機(jī)的軟硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，對整機(jī)進(jìn)行總體驗(yàn)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(hào)發(fā)生器、89600矢量信號(hào)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(shí)物仿真。
不同于其它兩個(gè)FDD 3G系統(tǒng)，TD-SCDMA測試標(biāo)準(zhǔn)中定義了嚴(yán)格的功率與時(shí)間關(guān)系，也稱為PvT。PvT測試保證TD-SCDMA的射頻突發(fā)信號(hào)落在特定的時(shí)間模板內(nèi)，是TD-SCDMA系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。由于TD-SCDMA也是一個(gè)TDMA系統(tǒng)，PvT時(shí)間模板的定義是為了避免一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙的突發(fā)信號(hào)對其它時(shí)隙的用戶造成干擾。TD-SCDMA終端和基站的發(fā)射信號(hào)都必須滿足相應(yīng)的要求。
PSA的PvT測量支持TD-SCDMA所有3類時(shí)隙：業(yè)務(wù)時(shí)隙、上行導(dǎo)頻時(shí)隙（UpPTS）和下行導(dǎo)頻時(shí)隙（DwPTS）。PSA使用了特殊的掃頻方式實(shí)現(xiàn)了112dB的開關(guān)電平測量動(dòng)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（見圖2）。圖中實(shí)際被測信號(hào)功率與時(shí)間的曲線用黃線表示，綠線為標(biāo)準(zhǔn)所要求的時(shí)間模板。若黃線落在綠線中，則測試通過。否則可根據(jù)兩者的關(guān)系調(diào)整設(shè)計(jì)。
另外，PSA還能根據(jù)3GPP測試標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定測量發(fā)射機(jī)的鄰近信道泄漏比（ACLR），雜散發(fā)射和發(fā)射頻譜等指標(biāo)。
89601A是個(gè)功能非常強(qiáng)大的測量分析軟件。它可以提供時(shí)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(jié)果外。同時(shí)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(hào)，精確地定位出導(dǎo)致信號(hào)EVM惡化的原因。如圖3所示，在分析結(jié)果中，出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。圖4給出了利用89601提供的信息進(jìn)行差錯(cuò)分析的流程。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(jī)的測量也提供了完整的解決方案。接收機(jī)的測量包括靈敏度，最大輸入電平，鄰道選擇性，雜散響應(yīng)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。常用的測試系統(tǒng)如圖5所示。TD-SCDMA SignalStudio能靈活配置成各種所需的TD-SCDMA信號(hào)源，通過E4438C輸出射頻信號(hào)。同時(shí)，TD-SCDMA SignalStudio已預(yù)先配置好了標(biāo)準(zhǔn)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(hào)，也可以仿真通過衰落信道后的信號(hào)，用于對在各種信道條件下接收機(jī)性能的測試。
在一些測量中，除了用一個(gè)數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生所需的TD-SCDMA信號(hào)外，有時(shí)還需要采用其它數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生指定的調(diào)制信號(hào)來模擬干擾源。例如測量接收機(jī)的交調(diào)特性時(shí)，需要采用兩個(gè)E4438C數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生TD-SCDMA調(diào)制信號(hào)，另一個(gè)射頻信號(hào)源產(chǎn)生連續(xù)波信號(hào)作為干擾信號(hào)。
5、預(yù)認(rèn)證和一致性測試
當(dāng)產(chǎn)品的主要軟硬件聯(lián)調(diào)完成最終形成樣機(jī)后，就進(jìn)入預(yù)認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中對各種測試都定義了相應(yīng)的測試條件和信道結(jié)構(gòu)，將安捷倫的相關(guān)儀器集成可實(shí)現(xiàn)規(guī)范中的所有測試?yán)�，并可借助測試軟件完成自動(dòng)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(yàn)，可以為用戶構(gòu)造TD-SCDMA測試系統(tǒng)提供幫助。
