計量論壇

作者：張培艷；郭隆慶；冉志強

單位：工業(yè)和信息化部通信計量中心

一、制定背景

目前移動通信技術(shù)飛速發(fā)展，時分長期演進(Time Division LTE ， TD-LTE) 是我國主導(dǎo)的新一代移動通信技術(shù)，也是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3G國際標準時分同步碼分多址(Time Division-SynchronousCode Division Multiple Access , TD-SCDMA ) 的后續(xù)演進技術(shù)。中國移動已從大運會期間試用TD-LTE業(yè)務(wù)，并與8 家國際運營商共同組建TD-LTE 實驗網(wǎng)和預(yù)商用網(wǎng)，因此對LTE移動終端提出大量需求。其中， LTE數(shù)字移動通信綜合測試儀(以下簡稱"LTE 綜測儀")屬于移動終端的測試，可分別在信令模式下和非信令模式下對LTE設(shè)備進行測試。LTE綜測儀是由參考晶體振蕩器、射頻信號發(fā)生器、數(shù)字調(diào)制信號發(fā)生單元、功率分析單元、數(shù)字解調(diào)分析單元等構(gòu)成的綜合測試儀器，可在信令模式和非信令模式下工作，主要用于LTE終端設(shè)備的測試，其指標性能對最終移動通信產(chǎn)品的質(zhì)量有著直接影響。因此，確保LTE綜測儀的性能質(zhì)量十分必要。

工業(yè)和信息化部通信計量中心已經(jīng)牽頭起草了JJFI204-2008 《TD-SCDMA數(shù)字移動通信綜合測試儀校準規(guī)范》 , JJF1276-2011《WCDMA 數(shù)字移動通信綜合測試儀校準規(guī)范》 ,JJF1177 -2007《 CDMA數(shù)字移動通信綜合測試儀校準規(guī)范》 ，但是還沒有專門針對LTE綜測儀的校準規(guī)范這樣便無法正常開展LTE綜測儀的計量校準工作。在用的LTE綜測儀性能質(zhì)量也得不到保證，移動通信終端存在一定風(fēng)險。

為了適應(yīng)LTE標準和產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 更好地開展LTE綜測儀的計量工作，保證終端設(shè)備的質(zhì)量，制定相應(yīng)的校準規(guī)范勢在必行。JJFI443-2014 《LTE數(shù)字移動通信綜合測試儀校準規(guī)范》的制定就是在這樣的大環(huán)境下啟動的。經(jīng)過多方專家的努力， JJF1443-2014 于2014年1月23日經(jīng)國家質(zhì)檢總局批準發(fā)布，并自2014年4月23 日起開始實施。

二、編制依據(jù)及適用范圍

JJF1443-2014編制時依據(jù)了JJF1071-010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》 ， JJF1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》 ，參考了JJF1204-2008 、《3GPP TS36.201 演進的UMTS 陸面元線接人、LTE 物理層概述》、《3GPP TS 36.141 演進的UMTS陸面無線接入、基站一致性測試》， 《3GPP TS 36.521-1 演進的UMTS 陸面元錢接入、用戶設(shè)備一致性規(guī)范，無線電的傳輸和接收第一部分: 一致性測試》等標準文件。

JJF1443-2014適用于新制造、使用中和修理后的LTE綜測儀的校準。其中的LTE綜測儀支持時分雙工(Time Division Duplexing,TDD ) 和頻分雙工(FrequencyDivision Duplexing,FDD ) 兩種雙工模式。

三、規(guī)范的關(guān)鍵技術(shù)

JJF1443-2014規(guī)定了規(guī)范的適用范圍、引用文件、術(shù)語和計量單位、LTE綜測儀通用的計量特性、校準方法及校準所用的儀器設(shè)備的要求。其關(guān)鍵技術(shù)如下: (1)射頻信號發(fā)生器頻率準確度; (2) 射頻信號發(fā)生器輸出電平; (3) 射頻信號發(fā)生器頻譜純度測量; ( 4 ) 射頻信號發(fā)生器單邊帶相位噪聲; (5) LTE 數(shù)字信號源調(diào)制質(zhì)量參數(shù);( 6 ) 射頻分析儀功率測量;( 7 ) LTE數(shù)字解調(diào)分析質(zhì)量參數(shù); ( 8 ) 射頻端口電壓駐波比測量。

射頻信號發(fā)生器和射頻分析儀部分校準方法已經(jīng)很成熟，但是對于LTE綜測儀數(shù)字調(diào)制部分的研究相對缺乏，目前國內(nèi)已經(jīng)開展數(shù)字調(diào)制信號計量的研究工作，通過深入研究確定了LTE綜測儀數(shù)字調(diào)制參

數(shù)的計量方法。

針對LTE數(shù)字調(diào)制參數(shù)的計量， 以帶LTE解調(diào)功能的矢量信號分析儀作為標準器，對LTE信號的調(diào)制質(zhì)量參數(shù)(物理下行共享信道、信道的誤差矢量幅度、IQ原點偏移、頻率誤差等)、信號帶寬、鄰道功率比、頻譜發(fā)射模版等進行計量校準。

測試項目LTE數(shù)字調(diào)制質(zhì)量參數(shù)分析部分的計量，以帶LTE調(diào)制功能的信號發(fā)生器作為標準器， 還需接入LTE解調(diào)功能的矢量信號分析儀，如圖1所示。

計量特性如頻率誤差、物理上行共享信道( physicaluplink shared channel , PUSCH信道) 、物理上行控制信道( physical uplink control channel , PUCCH信道)和物理隨機接入信道(physical random access channel ,PRACH信道)的誤差矢量幅度要分別在矢量信號分析儀和LTE綜測儀的測量結(jié)果中讀出并對比。

JJF1443-2014對LTE綜測儀的計量特性和校準儀器要求作了詳細規(guī)定適應(yīng)了現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，同時進行了大量實驗，對所提出的校準方法、不確定度評定進行了驗證。

四、規(guī)范執(zhí)行中應(yīng)注意的問題

JJF1443-2014 中的測試項目執(zhí)行時需要注意以下問題：

1.測試參考晶體振蕩器頻率準確度時，在校準時需讓儀表按照規(guī)定時間預(yù)熱尤其在儀表量大時也不能忽視， 因為晶體振蕩器的頻率需要一定的時間才能穩(wěn)定下來否則頻率漂移嚴重影響測試結(jié)果。

2.在進行射頻分析儀中功率電平測試時需用到功率放大器測試前接通功率放大器的電源測試完該項后就拔掉功率放大器的電源因為一直加電會使功率放大器過熱， 影響功率放大器的增益及其他性能。此外一定要多次檢查線纜連接， 連接錯誤可能導(dǎo)致功率放大器損壞或功率傳感器過載損壞。

3.射頻分析儀功率測試時必須嚴格采用校準規(guī)范中的方法利用捐合器加功率計實時監(jiān)測來得到輸入綜測儀標準功率值的方法，不能使用測量功率放大器增益后設(shè)置信號源功率的方法，因為功率放大器的增益穩(wěn)定性較差，不能滿足要求。圖2給出了射頻分析儀中功率電平測試連接圖，定向捐合器的端口3與捐合器射頻輸出端口的在各個頻率點的功率差值△需要提前測試，這樣便于由功率計的實時測量結(jié)果加上△和搞合器到綜測儀端口的電纜損耗，即可得到綜測儀輸入端口的標準功率值。

4.在LTE數(shù)字調(diào)制質(zhì)量參數(shù)和調(diào)制分析儀參數(shù)的測試過程中，被校綜測儀的10MHz參考輸入信號和標準器的10MHz參考輸出信號要連接，這樣才能保證參數(shù)測試的準確性， 尤其是頻率誤差。