Cdma2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的多徑快衰落的測試是在有1、2、3條路徑的無線信號,運(yùn)動速度在8-100 km/h等6種情況下,且有加性高斯白噪聲下(Ioc大約在負(fù)五十幾到負(fù)六十幾dBm之間),Ior/Ioc在幾個到十幾個dB之間,各種通訊速率下的測試,各種情況不同,誤禎率的要求也不同,從0.2%到30%,詳情可查標(biāo)準(zhǔn),不再贅述。

  兩相對比我們可以看出GSM與Cdma2000測試的不同,GSM側(cè)重的是沒有和有多徑快衰落和多普勒效應(yīng)時手機(jī)接收弱小信號和過載信號的能力,而Cdma2000在此的測試是強(qiáng)調(diào)在多徑快衰落和多普勒效應(yīng)時,且有很多同一小區(qū)內(nèi)的用戶也在通話時,手機(jī)的接收性能,這里Cdma2000強(qiáng)調(diào)的是另外一種真實(shí)的環(huán)境??有多徑干擾、有多普勒效應(yīng)、有同小區(qū)其他用戶的干擾,且接收到的信號不大也不小,可以看出這個測試主要是針對手機(jī)參考靈敏度或參考動態(tài)范圍的測試。

  Cdma2000為什么安排這么個測試,而不安排一個類似GSM一樣參考靈敏度和輸入電平范圍的測試,而且多徑信號的數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GSM,對于此Cdma2000,都是一個自干擾系統(tǒng),在一個小區(qū)內(nèi)有沒有其他用戶同時通話,對手機(jī)接收質(zhì)量有很大的影響。而且Cdma2000使用了RAKE接收技術(shù),多徑是有害的,還是有益的,是要根據(jù)多徑時延的具體情況來定。Cdma2000在此安排了一個更加真實(shí)的物理環(huán)境,有同小區(qū)的其他用戶的干擾,有多徑衰落,有多普勒效應(yīng),這部分可討論的東西實(shí)在太多,移動通信主要敵人之一是多徑衰落和多普勒效應(yīng),筆者到此打住,不再此話題繼續(xù)討論,說實(shí)話不完全是因為篇幅原因,實(shí)在也是能力所限。

  六、模擬系統(tǒng)內(nèi)部的干擾??同信道抑制、鄰信道抑制與加性高斯白噪聲下的測試

  在談本節(jié)之前,先介紹兩個概念,一是同頻干擾,同頻干擾是指相同載頻電臺之間的干擾,另一是鄰頻干擾,鄰頻是指兩個相鄰的信道之間的干擾,這是由于一個強(qiáng)信號串入弱信號中,且干擾弱信號而造成的干擾,這兩種干擾是蜂窩式移動通信所特有的干擾,是由頻道重復(fù)利用所造成。

  正如前文所述,GSM是時分多址和頻分多址系統(tǒng),在同一個小區(qū)內(nèi)會有多人分時段同時通話,在附近小區(qū)也會有用戶同時通話,這樣他們會受到同頻干擾和鄰頻干擾,在這樣的情況下GSM手機(jī)在接收方面要達(dá)到一個怎樣的性能哪?GSM規(guī)定了同信道抑制(抑制同頻干擾)測試和鄰信道抑制測試(抑制鄰頻干擾)測試。

  GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試同信道抑制(Co-channel rejection)的方法是:在TU3的城市環(huán)境下(意味有多徑快衰落,但運(yùn)動速度不快),在同信道里存在一個載波/干擾比為9dB的GSM干擾信號,有用的接收信號為-82dBm時,II RBER不超過4.3%,Ib RBER不超過2.091%,F(xiàn)ER不超過24.0%。

  GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測試鄰信道抑制(Adjacent rejection)的方法是:在TU3的城市環(huán)境下(意味有多徑快衰落,但運(yùn)動速度不快),分別在200kHz鄰頻存在高于有用信號 9dB的GSM干擾信號,400kHz鄰頻存在高于有用信號 41dB的GSM干擾信號,本小區(qū)有用的接收信號為-82dBm時,200kHz鄰頻干擾:II RBER不超過8.333%,Ib RBER不超過0.420%,F(xiàn)ER不超過6.742%。400kHz鄰頻干擾:II RBER不超過9.167%,Ib RBER不超過0.756%,F(xiàn)ER不超過11.461%。

  以上測試在有些地方也被稱為選擇性(selective)測試。

  cdma2000會受到同頻干擾和鄰頻干擾嗎?答案是肯定的,我們都知道cdma2000是碼分多址,同一小區(qū)其它用戶發(fā)出的信號類似加性高斯白噪聲的干擾,相鄰小區(qū)使用的也是同一頻率(雖然cdma2000也是頻分多址,但在一個地區(qū)同一網(wǎng)絡(luò)是不會使用兩個頻率的),它們發(fā)出的信號也類似加性高斯白噪聲的干擾,因此也沒有必要再分同頻干擾和鄰頻干擾了,直接測試手機(jī)在加性高斯白噪聲下的接收質(zhì)量可以了。即對理想調(diào)制信號施加加性高斯白噪聲,測量接收機(jī)的誤幀率,作為對同信道抑制、鄰信道抑制的測試,或者是接收機(jī)的選擇性測試。這實(shí)際上是模擬接收機(jī)在實(shí)際系統(tǒng)中使用時所遇到的真實(shí)干擾環(huán)境。
  
  cdma2000標(biāo)準(zhǔn)中對加性高斯白噪聲下的接收質(zhì)量的測量規(guī)定是:施加加性高斯白噪聲(Ioc)為-54dBm,Ior/Ioc為-1dB,在此情況下前向業(yè)務(wù)信道在各種通信速率下的誤禎率分別不超過0.3%到5%之間。

  從以上可以看出,由于多址方式的不同,同信道抑制、鄰信道抑制的測試方法也是不同的,而且cdma2000也不再提同信道抑制、鄰信道抑制了。cdma2000在組網(wǎng)時每個小區(qū)內(nèi)都使用同一個頻率,因此“鄰頻干擾”被同頻干擾同化,或者說沒有鄰頻干擾,但cdma2000的標(biāo)準(zhǔn)中卻規(guī)定了一個鄰信道選擇性測試(Adjacent Channel Selectivity),其實(shí)這個測試只針對band class 6 (IMT-2000 band),其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)是,是否能與wcdma系統(tǒng)兼容,因此它雖叫鄰信道選擇性測試(當(dāng)然這么叫有意義,也貼近事實(shí)),但筆者仍把他放到下一部分去討論。

  七、模擬系統(tǒng)外的其他通信系統(tǒng)的干擾??AM抑制、單音干擾、阻塞、鄰信道選擇性下的測試

  正如第一部分所說,手機(jī)會受到系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外的干擾,本部分的測試主要是針對手機(jī)系統(tǒng)外干擾的測試。

  GSM標(biāo)準(zhǔn)首先規(guī)定了一個阻塞(Blocking)的測試,其具體規(guī)定是GSM手機(jī)接收電平為-98dBm,其接收信道外的頻帶存在連續(xù)單音強(qiáng)干擾的情況下,II RBER不大于2.440%。這里GSM根據(jù)干擾源所處頻帶,把阻塞分成了帶內(nèi)阻塞(Block-Inband)和帶外阻塞,且把帶外阻塞形象的叫成阻塞掃描(Block Sweep)。帶內(nèi)阻塞干擾源從接收信號的中心頻率正負(fù)偏移0.6MHz開始,以0.2MHz為步長,直到正負(fù)偏移3MHz為止,功率從-43dBm(靠近中心頻率,比較。┢鸬-23dBm(遠(yuǎn)離中心頻率,比較大)。阻塞掃描的干擾源則是從2MHz開始,以0.2MHz為步長,直到835MHz為止,功率為-23dBm。

  從以上的規(guī)定不難看出,它和手機(jī)發(fā)送、接收雜散是相對應(yīng)的,換句話說手機(jī)發(fā)送、接收時會有雜散,會干擾別的頻段的通信設(shè)備,要加以抑制。別的無線通信設(shè)備發(fā)送、接收時也會有雜散,它也會干擾GSM的通信,本測試是模擬在接收信道外的頻帶上有一個較強(qiáng)的窄帶通信信號,它的雜散會對手機(jī)產(chǎn)生干擾,GSM手機(jī)對此干擾的抵抗能力。

  GSM標(biāo)準(zhǔn)另外規(guī)定了一個AM抑制(AM Suppression)的測試,其具體規(guī)定是GSM手機(jī)接收電平為-98dBm,在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)偏移6MHz至8MHz的頻帶上存在一個-31dBm的AM干擾信號(GSM調(diào)制信號)時,II RBER不大于2.440%。

   以上兩個測試其核心思想是一致的,僅是測試方法和側(cè)重點(diǎn)略有不同和差異。阻塞(Blocking)測試把系統(tǒng)外的各種干擾(包括各種其他窄帶通信信號)用一個單音來模擬,AM抑制則把這種系統(tǒng)外的干擾具體化為AM干擾信號(GSM調(diào)制信號)。

  Cdma2000對系統(tǒng)外的干擾是根據(jù)各個band的實(shí)際情況,分別設(shè)計了不同的測試。Cdma2000 band class 6附近的頻率被規(guī)劃為同樣是寬帶碼分多址的wcdma使用,而其他band附近的頻率都被規(guī)劃為窄帶通信系統(tǒng)在使用,因此band class 6以外的所有band的測試都作單音干擾(Single Tone Desensitization)的測試,不作鄰信道選擇性測試和阻塞測試,而band class 6不作單音干擾測試,而要做鄰信道選擇性測試和阻塞測試

  首先讓我們來看Cdma2000標(biāo)準(zhǔn)對單音干擾測試的規(guī)定,其具體規(guī)定是Cdma2000手機(jī)接收電平為-101dBm,在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)分別正負(fù)偏移900kHz的頻點(diǎn)上,存在一個-30dBm的單音干擾信號時,F(xiàn)ER不大于1%。這部分測試是針對band class 6以外的所有band的測試,它模擬了在cdma2000的信道外有一個較強(qiáng)的窄帶干擾信號。

  下面讓我們來看針對band class 6設(shè)計的鄰信道選擇性測試和阻塞測試,Cdma2000對鄰信道選擇性測試的規(guī)定是,手機(jī)接收電平為-101dBm,在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)分別正負(fù)偏移2.5MHz的頻點(diǎn)上存在一個-37 dBm/1.23 MHz,且含有導(dǎo)頻信號、同步信號、尋呼信號和6個業(yè)務(wù)信號的一個cdma調(diào)制信號時,F(xiàn)ER不大于1%。

  正如前文講的鄰信道選擇性測試只針對band class 6,其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)是,是否能與wcdma系統(tǒng)兼容,其實(shí)它與單音干擾的測試很象,僅是把干擾信號從單音信號換成了一個cdma調(diào)制信號,當(dāng)然這么一換,這個測試再叫單音干擾顯然不合適。

  Cdma2000對阻塞(Blocking)的測試也分為帶內(nèi)(In-Band)阻塞和帶外(Out-Of-Band)阻塞兩種,帶內(nèi)阻塞的具體規(guī)定是:手機(jī)接收電平為-101dBm,在手機(jī)工作的接收信道中心頻點(diǎn)分別正負(fù)偏移2.5MHz上存在一個-56dBm的單音連續(xù)干擾源時,和分別正負(fù)偏移7.5MHz的頻點(diǎn)上存在一個-44dBm的單音連續(xù)干擾源時,F(xiàn)ER不大于10%。

  帶外阻塞的具體規(guī)定是:手機(jī)接收電平為-101dBm,從1MHz開始,以1MHz為步長,直到12.75GHz為止,存在一個從-15dBm到-44dBm單音連續(xù)干擾源時,F(xiàn)ER不大于10%。為什么cdma2000只對band class 6作阻塞測試,尤其還做帶外阻塞測試,而對別的band不要求哪?如果說帶外窄帶信號(單音)對寬帶調(diào)制信號干擾小,別的band不用作此測試,那么band class 6為什么要做那?還是band class 6所處頻帶無線環(huán)境比較惡劣的原因哪?筆者對此也有疑惑。

  從上面不難看出,這部分的測試主要模擬了當(dāng)手機(jī)在遠(yuǎn)離基站,或接收信號被嚴(yán)重遮擋(接收到的信號很弱),且有個很強(qiáng)的干擾信號時,此時手機(jī)接收部分所應(yīng)具有的能力。

  八、再談系統(tǒng)外的其他通信系統(tǒng)的干擾??在互調(diào)雜散干擾下的測試

  作為系統(tǒng)外的干擾,筆者把互調(diào)雜散干擾單獨(dú)拿出來討論,主要是互調(diào)干擾是系統(tǒng)設(shè)備中的非線性引起的,如混頻選擇不好,使非有用信號混入,而造成的干擾,其表現(xiàn)如同收音機(jī),電視機(jī)的串臺,它和通信體制、多址方式無關(guān),完全是無線設(shè)備的射頻線路的質(zhì)量決定的。有些地方也把它稱為三次諧波互調(diào)干擾(TOI--Third Order Intermod)或者雙單音測試(Two Tone Test),從這兩個名字我們不難看出其涵義。

  GSM對此測試的規(guī)定是:手機(jī)接收電平為-98dBm,在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)偏移ARFCN 4的信道上存在-49dBm的GSM調(diào)制干擾信號、偏移ARFCN 8的信道上存在-50dBm的連續(xù)單音干擾信號時,II RBER不大于2.440%。

  讓我們分析一下干擾產(chǎn)生的過程,假定手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)為X,GSM信號帶寬200kHz,偏移ARFCN 4的信道上GSM調(diào)制信號的頻率為X+4*200kHz,偏移ARFCN 8的信道上的連續(xù)單音干擾信號的頻率為X+8*200kHz,偏移ARFCN 4的信道上GSM調(diào)制信號的二次諧波的頻點(diǎn)為(X+4*200kHz)*2,它與連續(xù)單音干擾信號互調(diào),會產(chǎn)生頻點(diǎn)為(X+4*200kHz)*2-X+8*200kHz=2*X+2*4*200kHz- X+8*200kHz=X的一個干擾,這個頻率正好是手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)。這種情況嚴(yán)重并巧合時,你可以“同時”接到兩個人的話音了。

  Cdma2000對此的規(guī)定差不多,所不同的是它用了兩個單音,模擬基站附件有兩個窄帶無線發(fā)射設(shè)備,即是用兩個單音模擬兩個比較大的窄帶信號,其互調(diào)信號落入Cdma2000通信帶內(nèi),所造成的對Cdma2000的干擾。由于落入Cdma2000帶內(nèi)的是一個窄帶干擾信號,而且不可能是個Cdma2000的調(diào)制信號,因此,從這點(diǎn)可以看出,即便互調(diào)干擾較嚴(yán)重,用Cdma2000手機(jī)你也不大可能聽到兩個人的話音了。

  Cdma2000對此測試的規(guī)定是:在手機(jī)工作的信道中心頻點(diǎn)偏移正負(fù)900kHz和正負(fù)1700kHz處存在兩個連續(xù)單音干擾信號,當(dāng)手機(jī)接收電平為-101dBm,干擾信號強(qiáng)度為-43 dBm;當(dāng)手機(jī)接收電平為-90dBm,干擾信號強(qiáng)度為-32dBm;當(dāng)手機(jī)接收電平為-79dBm,干擾信號強(qiáng)度為-21dBm,此時FER不大于1%。此處落入帶內(nèi)的干擾信號的過程與GSM相同,略去推倒,值得一說的是,該干擾雖落在帶內(nèi),卻不是落在Cdma2000的中心頻點(diǎn)上,而是中心頻點(diǎn)正負(fù)100kHz處,Cdma2000為什么這么規(guī)定,筆者也不清楚。

  九、結(jié)束語

  不管是模擬手機(jī)、還是數(shù)字手機(jī)的GSM、cdma95、cdma2000、還是wcdma,在接收信號合適(不大也不小),沒有干擾(包括系統(tǒng)本身的用戶和其他系統(tǒng)的用戶以及自然界的干擾),沒有多徑,不在運(yùn)動中,接收質(zhì)量都會很好(除非這個設(shè)備很爛),且聲音清晰,誤碼率、誤禎率基本為零,這反映不出手機(jī)質(zhì)量的好壞,那如何來衡量手機(jī)質(zhì)量的好壞?正如前文中提到的測試,是把把手機(jī)放到各種惡劣的環(huán)境中去。具體總結(jié)如下:

  1模擬接收到較大或較小的信號??靈敏度與動態(tài)范圍
  2模擬真實(shí)的自然環(huán)境??在多徑快衰落條件下的測試
  3模擬系統(tǒng)內(nèi)部的干擾??同信道抑制、鄰信道抑制與加性高斯白噪聲下的測試
  4模擬系統(tǒng)外的其他通信系統(tǒng)的干擾??AM抑制、單音干擾、阻塞、鄰信道選擇性下的測試

  以上介紹的測試僅是GSM、cdma2000接收測試中的一部分,掛一漏萬,但足見GSM和cdma2000測試的異同,GSM測試更側(cè)重在弱小信號、在多徑條件下的對系統(tǒng)內(nèi)部和外部的干擾抑制的測試,而cdma2000的測試從標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)題中不難看出其測試重點(diǎn)。

  1、3.3 Forward Common Channel Demodulation Performance
  2、3.4 Forward Traffic Channel Demodulation Performance
  3、3.5 Receiver Performance

  3.3和3.4強(qiáng)調(diào)的是基帶芯片對前向信道解調(diào)能力的測試,即考查基帶芯片在多用戶下,在各種多徑下,對各種前向信道的不同速率下,不同模式下得解調(diào)能力的測試。而3.5考察手機(jī)在弱小信號下、在單音、互調(diào)干擾下的解調(diào)能力的測試。

  由于系統(tǒng)的不同,多址方式的不同,系統(tǒng)的測試也不同,但筆者認(rèn)為這些測試都僅僅是根據(jù)具體實(shí)際情況有所側(cè)重,其實(shí)質(zhì)是一樣的,雖異曲,但同工。