【通信行业标准(YD)】 2GHz WCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法

ICS33.060.20
中华人民共和国通信行业标准
YD/T1978~2009
2GHzWCDMA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
2010-01-01实施
中华人民共和国工业和信息化部　发布前言
1范围·
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语·
3.1术语和定义·
3.2缩略语
4试验条件….·
4.1坐标系统
4.2测量通用条件
4.3移动台测量
5射频辐射功率测量方法·
5.1功率测量设备·
5.2功率测量通用条件
5.3WCDMA射频辐射功率测量
6接收机性能测量方法
6.1接收机性能测量通用条件
6.2WCDMA接收机性能测量
附录A（规范性附录）测试系统不确定度录
附录B（规范性附录）TIRP与TIRS计算方法：附录C（资料性附录）均匀取点法YD/T1978-2009
YD/T1978-2009
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：
2GHzTD-SCDMA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：3GPPTS34.114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：YD/T1484-2006移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法：YD/T1547-20072GHzWCDMA数字蜂宽移动通信网终端设备技术要求YD/T1595.1-20072GHzWCDMA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。1范围
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2GHzWCDMA移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法
本标准规定了2GHzWCDMA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2GHzWCDMA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2GHzWCDMA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2GHzWCDMA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。YD/T1484
3GPPTS25.101
3GPPTS34.109
3GPPTS34.121-1
3术语、定义和缩略语
移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法用户设备无线传输和接收
用户设备逻辑测试接口：特定一致性测试用户设备一致性规范；无线发射和接收（FDD）；第1部分：一致性规范下列术语、定义和缩略语适用于本标准。3.1术语和定义
YD/T1484确立的术语和定义适用于本标准。3.2缩略语
YD/T1484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，YD/T1484确立的试验条件适用于本标准。4.1坐标系统
YD/T1484确立的坐标系统适用于本标准。4.2测量通用条件
除以下规定外，YD/T1484确立的测量通用条件适用于本标准，测试系统需满足本标准附录A的要求。根据EUT的类型，除在YD/T1484中确立的自由空间，人头模型，移动台直插入笔记本和EUT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。4.2.1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，带要进行人体设备模式下1
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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测设备。RY
图1数据业务中一人体设备模式测试4.3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EIRP来衡量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。选用等角度取点法时在球坐标的Theta轴和Phi轴分别间隔15°取1个测量点，描述EUT的远场辐射模式和总全向辐射功率，其中0=0°和8=180°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-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C-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（TIRP）。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接收灵敏度最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9轴和Φ轴分别间隔30°取1个测量点来充分描述EUT的总接收灵敏度，其中6=0°和=180°不用测试。每个极化需方向测量60个点，所有测量结果按照附录B中方程B-4积分得到总全向辐射灵敏度（TIRS）。选用均匀取点法时，在上述坐标系统中按照附录C中表C-2进行取42个点测试，然后按照公式（C-4）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2
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
5.1功率测量设备
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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。5.2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TIRP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。
5.3WCDMA射频辐射功率测量
5.3.1测试步骤
按照3GPPTS34.121-1的5.2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3GPPTS34.109第5.3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“AIgorithm2”，系统模拟器按照3GPPTS34.121-1中5.2.4.2中的定义向EUT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1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12GHzWCDMAOTA测试信道列表
WCDMA2GHzL
WCDMA2GHzL
WCDMA2GHzM
WCDMA2GHzM
WCDMA 2GHz H
WCDMA2GHzH
信道号
Designation
频率（MHz）
将频谱分析仪的最小驻留时间设为100ms，触发方式设为“free-run”；零扫描带宽，分辨率带宽为5MHz，视频带宽为10MHz。接收信号必须稳定，所有数据点应在中值+0.5dB范围内，频谱分析仪采用RMS3
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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（B-1）或式（C-3）算出总全向辐射功率。
RBW5MHz
VBW10MHz
Ref25dBm
Center1.9224GHz
5.3.2限值一WCDMA辐射功率
Att50dB
SWT100ms
图2WCDMA射频辐射功率
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。
表2WCDMA辐射功率要求
功率控制
6接收机性能测量方法
接收机性能测量通用条件
自由空间最小TIRP
≥17dBm
人头模型平均TIRP
≥14dBm
总全向辐射灵敏度（TIRS）应在第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EUT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顿率。调节基站模拟器的射频输出电平，使得EUT的误码率或误顿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Theta轴和Phi轴以30°步长旋转，选用均匀取点法测试42个测试点。6.2WCDMA接收机性能测量
6.2.1测量步骤
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用基站模拟器测量移动台接收灵敏度，记录当EUT的BER达到1.2%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，EUT以最大功率发射。测试时，传输速率为12.2kbit/s,最少测试20000个比特。
按照5.3节参数进行设置，以下参数除外：前向链路功率初始值：需保证在三维空问上初始测试时，EUT的BER为零：一其他参数设置参见3GPPTS25.101中灵敏度测试相关章节。如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0.5dB。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1.2%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（C-4），计算总全向辐射灵敏度（TIRS）。在测试过程中，EUT的发射功率控制TPC应设置为“Algorithm2”
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5.3.1。对于中问信道，在满足最大间隔条件下，测量相对接收灵敏度，如图3所示。失败信道
中间信道最佳灵缴度+5dB
(中频率+低频率Y2
低信进
相对接收灵敏度测量步骤为：
频率：
中信道
图3中间信道灵敏度测试示意
(高频率+中频率y2
高信道
灵敏度随频率
的变化图
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十5dB；C.测量中间信道的BER，BER不应超过1.2%；YD/T1978-2009
d.报告中间信道的测量结果。
6.2.2·限值一WCDMA接收烫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）下进行所有信道的测试。另外，还应进行中间信道的相对灵敏度测试，具体要求见表3。表3WCDMA接收灵敏度要求
功率控制
自由空间TIRS
≤-103dBm
≤-102dBml免费标准下载网bzxz
人头模型平均TIRS
≤-100dBm
注：此限值适用于过USB接口、Express接口和PCMCIA接口等连接在便携式计算机的2GHzWCDMA数据设备6
最小测量距离
附录A
(规范性附录)
测试系统不确定度
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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A.1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^n(相位不确定度条件)，3D（幅度不确定度条件），和3入（近场反应条件），其中D为辐射体尺寸，本标准中取30cm，^为自由空间中的波长。表A.1最小测量距离R
1920~2170
最低频率
最高频率
TIRP测试系统不确定度分析
进行TIRP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A.2。表A.2TIRP测试系统不确定度因素不确定度因素
接收端失配：（如：接收设备和测量天线间失配）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，测量天线电缆和校准参考天线电缆对测试的影响插入损耗：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）测意距离：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
A.3TIRS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A.3。最小测量距离
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不确定度因素
3TIRS测试系统不确定度因素
接收端失配：（如：接收设备和校准参考天线间失配）发送端失配（如：基站模拟器与测量天线间失配）基站模拟器：绝对输出电平和稳定度电缆因子：测量天线电缆和校准参考天线电对测试的影响插入损耗：测量天线电缆和校准参考天线电缆插入损耗：测盘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
EUT的调制检测对测量结果的影响TIRS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
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