WCDMA终端的随机接入过程的射频测试

    终端与系统的通信可分为两个阶段，一是接入阶段，二是话务通信阶段。由此可见，只有终端正确地接入到网络，才使终端与网络的通信成为可能。

    UTRAFDD中的开环功率控制可用于RACH（随机接入信道）传输的初始化过程，一般情况下，开环功率控制精度为±9dB的范围内。因此，根据接收到的绝对功率来设定发射功率有很大的不确定性。UTRA中对随机接入过程进行了严格的规定。简而言之，在随机接入状态下，手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率，发送第一个前导，如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息，手机会加大发射功率，发送第二个前导，如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息，手机会再加大发射功率。这个过程重复下去，直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。

    每个接入时隙随机接入突发的结构如图1所示：

    图1随机接入突发结构

    接入突发由长度为1ms的前导部分和长度为10ms的消息部分组成。两部分之间为0.25ms的空闲时隙。

    2、WCDMA终端涉及随机接入部分的测试内容

    2.1上行开环功率控制

    开环功率控制是终端发射机将它的发射功率设置为一个特定值的能力。开环功率控制应满足表1的容差要求。

    表1开环功率容差

    （1）测试目的：验证终端开环功率控制的容限是否超过指标要求。

    （2）测试条件

    ◆按照图2建立终端天线连接器与系统模拟器的连接；

    ◆按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫，（基站天线接口处的下行信号总功率谱密度）根据表2设置；

    表2开环功率控制测试参数

    图2Ue发射机性能测试系统配置

    ◆在呼叫建立的过程中RACH过程会被使用。

    （3）测试步骤

    步骤一：设置系统模拟器的发射输出电平，使得在终端的天线连接处得到的值为；

    步骤二：测试终端的第一个RACH导引部分的输出功率；

步骤三：按照上表重复调节系统模拟器的电平进行测试。

    （4）预期结果

    终端的发射功率不超过：10dB（正常条件）13dB（极端条件）。

    2.2发射开/关时间模板

    发射机功率/时间模板如图3、图4所示，对PRACH Preamble功率应符合图3的规定，DPDCH和PRACH的数据部分和控制部分的发射开/关时间模板应符合图4的规定。

    图3PRACH Preamble的发射开/关模板

    图4DPDCH和PRACH的数据部分和控制部分的发射开/关时间模板

    两种模板中的各物理信道的功率精确度应满足以下要求：

    ◆PRACH的第一个preamble应满足表1的要求；

    ◆PRACH的preamble功率提升期间以及最后一个preamble与信息部分（控制部分+数据部分）之间的功率精确度应满足表3的要求；

    表3PRACH的preamble功率提升期间以及最后一个preamble与信息部分之间的发射功率误差容限

    ◆压缩模式发射间隔后的功率精确度应满足表4的要求；

    表4发射间隔（14个时隙）后发射功率误差容限

    ◆最后最大发射功率的精确度应满足表3的要求。

    （1）测试目的

    验证终端发射开/关的过程与时间的关系符合标准的规定，避免超过指标要求的发射开/关响应误差会增加对其他信道的干扰或本信道上行链路的发射误差。

    （2）测试条件

    ◆按照图2建立终端天线连接器与系统模拟器的连接；

    ◆按照通用呼叫建立过程建立一个呼叫，符合表5的规定。

    表5发射开/关时间模板参数

    （3）测试步骤

    步骤一：设置系统模拟器的输出功率使在天线连接器处的为*106.7dBm/3.84MHZ；

    步骤二：测试终端的第一个RACH导频部分的输出功率（开功率），测试不包括瞬时功率；

◆测试终端的第一个RACH导频部分的输出功率（开功率）之前或之后的关功率，测试不包括瞬时功率。

    （4）预期结果

    步骤三：在第（2）步中终端的发射功率不超过终端最大发射功率的上限和上行开环功率控制的下限；

    ◆在第（3）步中终端的发射功率应小于*56dBm。

    2.3前导脉冲质量

    PRACH前导脉冲序列质量是根据核心网要求对终端发射PRACH前导序列能力的测量，对NodeB（基站）正确解调PRACH信道提供保证。

    在3904个码片（不包括过渡时间）中观察到的PRACH前导脉冲序列的EVM（误差矢量幅度）不应该超过17.5%。

    在3904个码片（不包括过渡时间）中观察到的用于发射PRACH前导序列的终端调制载波频率在±0.1PPM之内（与从NodeB接收到的载波频率相比）

    PRACH前导序列的发射应该在使用网络指定的签名参数和接入时隙进行。

    （1）测试目的

    证明第一个PRACH前导脉冲的发射质量符合技术要求中定义的调制质量、载波频率、接入时隙和签名的要求。终端在最大发射功率和模拟小区边缘环境并高于参考灵敏度5dB的无线环境下进行测试。接入时隙和签名从RACH信道形成过程中可以选择的所有可能中随机选择。共有384种配置可供选择，但是为降低测试时间，测试中只选择其中的10种。

    （2）测试条件

    测试信道：低信道，中间信道，高信道。

    ◆根据图2连接系统模拟器和终端的天线连接处。

    ◆使用表6和表7的参数，根据通常的呼叫建立流程建立一个呼叫。呼叫建立过程中使用物理层随机接入流程。

    表6前导脉冲质量的固定的参数设置

    注：期望的UE发射功率的计算与开环功率控制中的计算方法相同。

    表7前导脉冲质量的随机参数设置

    注：为避免出现固定的测试配置，每一次执行PACH过程的时候，表中的参数根据设定范围随机选择，并且每一种选择被选中的概率是相同的。

    （3）测试步骤

    步骤一：设定系统模拟器的发射功率电平使到达终端天线连接处的电平为。的值应该根据表6的具体的UE的功率等级的要求一致。

    步骤二：系统模拟器应该建立一个呼叫并测量终端首次的射频发射功率。

    步骤三：系统模拟器测量使用的接入时隙、接收到的签名、EVM以及频率误差。

    步骤四：根据表7选择一个新的参数配置。

    步骤五：根据表8发送包括BCCH修改信息的PAGINGTYPE1。

◆等待5秒钟，使终端能够读取新的SIB5信息。

    ◆从步骤（二）开始重复10次。

    （4）预期结果

    对于步骤（三）中的所有的PRACH前导的发射测量：

    ◆EVM不应该超过17.5%。

    ◆频率误差不应该超过*（0，1ppm+10Hz）。

    ◆检测到的接入时隙和签名应该使用正确。

    3、结束语

    随机接入过程是一个初始化的过程。只有随机接入过程成功，终端才能进行小区驻留等后续动作。因此，随机接入过程是成功通话或进行各项业务的基础。通过对随机过程的相关测试，可以有助于提高WCDMA终端的随机接入成功率，提高WCDMA系统的服务质量。因此，对WCDMA终端的随机接入过程的测试和研究尤为重要。