WCDMA系统中无线接入网的测试

编者按：随着移动通信新技术的发展，移动通信网络的容量越来越大，系统越来越复杂。如何不断地完善网络运维体系、提高网络稳定性和运行水平成为各家运营商面临的巨大挑战。

概述

WCDMA无线接入网的测试配置
     WCDMA系统无线接入网的测试配置如图1所示：

    图1  WCDMA系统无线接入网的测试配置

如图1中所示，NodeB为基站，RNC为无线接入控制器，二者合称无线接入网（RAN）或无线接入子系统。其中，用于接口监视的协议测试仪可以连接在Iub、Iu接口上，监测并分析记录接口数据。图中，NodeB或RNC为被测设备，MSC/VLR、HLR/AuC、SGSN、GGSN和UE为配套设备。

测试的前提条件
    ◆被测设备安装完毕，硬件软件全部工作正常，数据正确配置并正常运行；
    ◆辅助测试设备硬件软件全部工作正常，已完成各种逻辑数据的正确设置；
    ◆网上辅助环境正常工作运行；
    ◆辅助测试无线环境正常工作。

测试环境
    在正常测试环境下进行测试时，测试条件应该介于下述最低值与最高值之间。如表1所示：

    表1  正常测试环境条件范围

在极端测试环境下进行测试时，依据IEC60721-3-3[6]或IEC60721-3-4[7]，厂家应事先声明被测设备所属的设备类别，或相关的类别。
    ◆低温测试环境需将被测设备置于IEC60068-2-1[8]所规定的温度条件下测试；
    ◆高温测试环境需将被测设备置于IEC60068-2-2[9]所规定的温度条件下测试；
    ◆低压测试环境需将被测设备置于厂家声明的最低电压条件下测试；
    ◆高压测试环境需将被测设备置于厂家声明的最高电压条件下测试。

主要测试项目
    主要测试项目有以下几项：NodeB无线指标测试、RNC基本功能测试、NodeB基本功能测试、操作维护功能、环境适应性测试、安全性能测试、电磁兼容性测试。

NodeB无线指标测试

WCDMA运行在下述频段：
    ◆1920～1980MHz：上行链路（UE发射，NodeB接收）；
    ◆2110～2170MHz：下行链路（NodeB发射，UE接收）；
    ◆WCDMA应能支持190MHz的收发间隔。

对于无线产品来说无线指标是非常重要的测试项目，NodeB也不例外。NodeB无线指标测试分为发射机指标测试、接收机指标测试和性能测试三项。

发射机指标测试
    （1）基站最大输出功率
    在正常条件下，NodeB的最大输出功率应保持在设备的额定输出功率±2dB范围内。在极端条件下，NodeB的最大输出功率应保持在设备的额定输出功率±2.5dB范围内。

（2）频率容限
    射频信号和数据时钟的发生必须使用同一个频率源。在一个功率控制组（时隙）周期内，NodeB的调制载波频率应该精确到±0.05ppm。

（3）输出功率动态调整
     BS发射机设置内环输出功率的步长为1dB（必选）和0.5dB（可选）。内环功率控制的步长范围如表2所示。由内环功率控制引起的累积输出功率改变值的范围如表3所示。

    表2  发射机功率控制步长范围

    表3  发射机累积输出功率改变范围

下行信道的功率控制的动态范围：最大码域功率应大于BS最大输出功率-3dB，最小码域功率应小于BS最大输出功率-28dB。下行信道总的功率动态调整范围应大于或等于18dB。基本CPICH功率应该为在信令消息指示的±2.1dB范围内。

（4）RF输出
     WCDMA信道占用带宽应小于5MHz。带外辐射测量范围限定在距载波中心频点±12.5MHz范围内。

在从离载波频率△f=2.5MHz到△fmax的频率范围内，发射值不应该超过表4中所定义的最大值，其中，△f是载波
   
   

    注：这个频率范围保证了f_offset值的范围是连续的。
    表4  频谱发射模板值

频率和测量滤波器最接近载波频率的标称-3dB点之间的间隔。f_offset是载波频率和测量滤波器中心点之间的间隔。等于12.5MHz和到UMTSTx频段边缘的偏移量两者的最大值。△fmax等于f_offsetmax减去测量滤波器带宽的一半。邻道泄漏抑制比（ACLR）应该高于表5中所标的值。

表5  BSACLR

杂散辐射要求适用于低于NodeB发射的第一个载波中心频率12.5MHz以上，以及高于NodeB发射的最后一个载波中心频率12.5MHz以上的频率范围。

（5）发射互调
    发射互调的电平应不超过带外发射或杂散发射的要求。

（6）发射调制
    发射脉冲成型滤波器是一个频域滚降系数a为0.22的均方根滤波器（RRC）。其码片脉冲滤波器的脉冲响应为：

其中，矢量误差幅度应低于17.5%。在扩频因子为256时，峰值码域误差应不超过-33dB。

接收机指标测试
    （1）参考灵敏度
  参考灵敏度是指在满足一定的误码率情况下，接收机可以接收的最小电平。具体指标参见表6。

表6  BS参考灵敏度

（2）动态范围
    接收机动态范围是指满足BER指标及信干比一定情况下，接收机能够接收最大信号的能力。在BER小于0.001的情况下，动态范围的最小要求如表7所示。

表7  动态范围

（3）邻道选择性（ACS）
邻道选择性是指接收机在邻道存在干扰信号时，接收有用信号的能力。邻道选择性的值为接收滤波器对邻道的抑制。当相邻信道选择性优于表8中的值时，其BER不应超过0.001。邻道选择性的参数如表8所示。

    表8  邻道选择性

（4）阻塞特性
    阻塞特性是指在其它频段（除去邻道频率）存在大的干扰信号时，接收机接收有用信号的能力。当阻塞特性满足表9的参数时，其BER不应超过0.001。

在WCDMA NodeB与GSM900/DCS1800BTS共址时，为保护WCDMA NodeB接收机，在满足表10的参数时，WCDMA NodeB的BER不应超过0.001。

    表9  阻塞性能指标

    表10  阻塞性能指标

（5）互调特性
    互调特性是指存在两个或多个跟有用信号有特定频率关系（它们的互调产物刚好落在有用信号带内）的干扰信号的情况下的接收能力。

当指配信道有用信号平均功率为-115dBm，两个干扰信号满足表11中的参数时，对12.2kb/s参考测量信道，其BER不应超过0.001。

    表11  互调性能要求

（6）杂散辐射
    杂散辐射是测量接收机天线端口发射的无用的频谱。如果收发共用一根天线，该指标和发射天线处测量一致，否则不超过表12的要求。

    表12  杂散辐射的最小要求

（7）基站内部BER计算验证
    基站内部BER计算验证是指对于具有内部BER计算功能的基站，可以通过已知的伪随机数据序列来同步其接收机，并且通过接收到的数据计算比特误码率。表13为给定的数据速率和插入BER的计算误差。基站上报的误码率的误差应在±10%之内。

    表13  数据速率和插入BER的计算误差

其他几项主要测试项

（1）RNC基本功能
     RNC基本功能主要包括：系统信息广播、AMR语音编码速率控制、安全（信令完整性保护、加密/解密）、移动性管理（寻呼、切换、小区/URA更新）、无线资源管理和控制（NodeB逻辑操作维护、测量、RRC连接建立和释放、功率控制、码资源分配、信道分配、信道管理）、小区广播。

    （2）NodeB基本功能
    系统信息广播、移动性管理（切换、无线资源管理和控制、NodeB逻辑操作维护、NodeB测量、无线链路的建立与删除、功率控制、信道管理）、物理层功能。

（3）操作维护功能
     RNC操作维护（O&M）要求（用户接口、配置管理的要求、性能管理的要求、告警管理的要求、维护管理的要求、安全管理的要求、其它要求）、NodeB操作维护（O&M）要求（用户接口、安全管理、告警管理、操作维护、配置管理、其它）。

（4）环境适应性测试在低温、高温、低电压、高电压的情况下分别测试：基站最大输出功率、频率容限、参考灵敏度。

（5）安全性能测试安全要求应满足GB4943-2001《信息技术设备的安全》。

（6）电磁兼容性测试电磁兼容指标应遵照：
    ◆3GPP25.113Basestationelectromagneticcompatibility(EMC)。
    ◆ETSIEN300386Electromagneticcompatibilitynetworkequipment；ElectroMagneticCompatibility(EMC)requirements（仅适用于RNC）。

总结

目前WCDMA技术已经越来越受到业界的重视，技术也越来越趋于成熟，信息产业部对WCDMA也正在进行技术试验。我们相信在不久的将来，WCDMA技术必将为人类通信带来更优的服务。