浅谈WCDMA终端射频一致性之发射功率测试

摘要：WCDMA终端射频一致性测试遵循的是3GPP TS 34.121的要求，该规范分别针对终端的发射机与接收机，定义了一系列的测试项目及其测试方法和指标要求。该文主要阐述如何依据3GPP规范设置具体的测试参数，完成终端发射功率测试。

关键词：射频一致性；最大发射功率；HSDPA发射功率；HSUPA发射功率

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）20-4849-02

Talking about WCDMA UE Transmitter Output Power Test

CHEN Jia-xin

（School of Electronics and Electric Engineering， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 20030，China）

Abstract： 3GPP TS 34.121 is the specification of conformance test for WCDMA user equipment （UE） that specifies a set of test items and its test methods， test requirement for UE transmitting characteristics and receiving characteristics. This paper mainly expound how to set detail parameter for transmitter output power test based on 3GPP specification.

Key words： RF Conformance； maximum transmit power； HSDPA transmit power； HSUPA transmission power

1 射频一致性测试

任何一款WCDMA终端在投放市场之前，都必须经过一系列的认证测试，以确保其各项性能指标符合相关法规或行业标准的要求。这些法规或标准的制定主要是为了维护终端用户的健康、安全以及保证移动通信系统的正常运行。其中一致性测试是GCF与PTCRB等组织要求的最基本和最关键的测试。所谓射频一致性测试是按照所定义的核心标准与测试标准进行测试，反映出各个终端的一致性程度。具体来说，是指利用一系列规范定义的测试用例，在一定的测试条件下对被测设备进行黑盒测试，再判断仪器输出的测试结果是否符合规范的指标要求。终端行为与规范要求一致是其能够在不同网络保持稳定一致以符合运营商要求的基础。3GPP TS 34.121是WCDMA终端射频一致性测试所遵循的规范标准，其中包含了终端发射机和接收机性能的一系列测试要求。

2 最大发射功率测试定义与目的

最大发射功率是终端发射机测试的基本测项，旨在确保终端的最大发送功率稳定在容差允许范围之内。终端发射的功率如果过大，会干扰其他信道或其他通信系统；如果过小则覆盖范围受到影响。所以规范定义了最大发射功率的测试：测试仪器模拟基站，给终端持续发送“上升”功率控制命令使其达到最大能够输出的功率，再在至少（1+α）倍码片速率的带宽内进行功率测量，其中α为根升余弦滤波滚降系数，取值0.22。不同功率等级的终端有不同的最大发射功率指标。人们通常使用的手机，平板电脑等消费类电子产品，一般以功率等级 3居多，要求在24dBm +/-2dB。

3 HSDPA的最大功率测试

HSDPA在上行引入了HS-DPCCH物理信道用来传输控制信息，所以当DPCCH、DPDCH、HS-DPCCH在上行同时存在时，终端发射的总功率P= PDPCCH + PDPDCH + PHS-DPCCH。测试中，需要保证HS-DPCCH在上行连续稳定发射，所以要正确设置该信道的参数，比如?ACK、 ?NACK、?CQI、CQI Feedback Cycle和CQI Repetition Factor等。另外，信道类型选用12.2k RMC+HSDPA，其中HSDPA的FRC 采用H-Set 1。再根据指标要求，见表1，分别设置不同的功率增益因子来验证最大输出的功率是否在容限范围之内。

4 HSUPA的最大功率测试

HSUPA在上行引入了E-DPCCH和E-DPDCH两个物理信道，所以在上行有DPCCH、DPDCH、HS-DPCCH、E-DPCCH、E-DPDCH五个物理信道同时存在的情况，测试过程中这些信道相关的参数都需要正确设置。3GPP规范定义了5个子测试，对应不同的参数设置情况和指标要求。下面以子测试Sub-test1为例，介绍一下HSUPA最大发射功率测试过程中仪器（Agilent 8960）的一些关键参数设置：

1） 上行信道类型选用12.2k RMC+HSPA，FRC为H-Set 1。测试终端进入环回测试模式，将仪器发送的HSDPA数据在E-DCH上发送回去。

2） 设置上行DPCH 功率增益因子bc和bd，分别为11/15和15/15。

3 ）设置HSDPA参数：由于bHS=22/15，bc =11/15，所以AHS =bHS/bc =30/15，则对应的信令参数为8，与HSDPA最大功率测试一样，为了保证HS-DPCCH信道在上行连续稳定发射，需将?ACK ， ?NACK 和?CQI均设置为8。另外，Ack-Nack Repetition Factor设为3，CQI Repetition Factor设为2，CQI Feedback Cycle设为4 ms。

4） 设置HSUPA参数：由于bec=209/225，bc =11/15，所以Aes =bec/bc =19/15，则对应的信令参数?E-DPCCH设置为6。而bed=1309/225这个参数需要通过设置AG值来实现，表格中的AG Index为20，是参照3GPP TS 25.212规范，将bed=1309/225映射为在E-AGCH发射的索引值20，再参照3GPP TS 25.321，相对应的在RB Setup消息中的AG索引为26，所以在仪器设置中AG索引值应设为26。

终端目标功率设置：按照测试步骤要求，需先将终端的功率设置在至少低于最大功率7.5dB（对Power Class 3终端，即小于24dBm-7.5dB=16.5dBm）。通常我们是在仪器中设置好终端目标功率，以使得仪器通过功率控制命令终端达到期望的功率值，但在此项测试中并不能直接将目标功率设为16.5 dBm，因为仪器中的终端目标功率仅仅是DPDCH+DPCCH的功率。那么需要下列通过计算得出：

设目标功率值为Ptarget，设HS-DPCCH、E-DPCCH、E-DPDCH带来的功率变化为Pchange；

Pchange=10 log 10 （bc ^2 + bd ^2 + bHS ^2 + bec ^2 + bed ^2） ― 10 log 10 （bd ^2 + bc ^2） = 14 dB；

Ptarget≤16.5dBm-Pchange=2.5dBm。

所以，通常将目标功率值设置为2.5dBm。

以上是最大发射功率测试中一些与HSPA相关的参数设置，正确设置这些参数，并且按照规范的测试步骤下发功率控制命令，终端上报的E-TFCI将会固定在表格中给定的E-TFCI值，并且终端达到其最大发射功率。另外，不同的Sub-test允许的最大功率回退MPR有所不同，即指标要求略有不同。

参考文献：

[1] 3GPP Technical Specification 34.121-1，User Equipment （UE） conformance specification， Radio transmission and reception （FDD）， Part 1： Conformance specification.

[2] 3GPP Technical Specification 25.215，Physical Layer―Measurements（FDD）.

[3] 3GPP Technical Specification 25.101，UE Radio Transmission and Reception（FDD）.

[4] 3GPP Technical Specification 25.214，Physical Layer Procedures（FDD）.

[5] Harri Holma， Antti Toskala，WCDMA FOR UMTS―HSPA EVOLUTION AND LTE， 2007.

[6] Dixon， R.， Spread Spectrum Systems with Commercial Applications， JohnWiley & Sons，1994.

[7] Andrew Richardson，WCDMA Design Handbook，Cambridge University Press，2005.

[8] 霍尔马，托斯卡拉著，杨大成译.UMTS中的WCDMA―HSPA演进及LTE[M].北京：机械工业出版社，2008.