Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тестирование радиооборудования систем связи. Учебное пособие
.pdf
мощности MPR
Дополнительно снижение
максимальной мощности
Выходная мощность
настроенного передатчика
Additional Maximum Power
Reduction, A-MPR
Configured UE transmitted
Output Power
6.2.4
6.2.5
АО
Минимальная выходная
Minimum Output Power 6.3.2
мощность
Погрешность ошибки Frequency Error 6.5.1
Амплитуда вектора ошибки Error Vector Magnitude,
6.5.2.1
EVM
Просачивание несущей Carrier leakage 6.5.2.2
Внутриполосные излучения
для нераспределенного блока
In-band emissions for nonallocated RB
6.5.2.3
ресурсов
EVM уравнитель
спектральной
EVM equalizer spectrum
flatness
6.5.2.4
неравномерности
Ширина занимаемой полосы
Occupied bandwidth 6.6.1
частот
Ослабление спектрального
Spectrum Emission Mask 6.6.2.1
излучения
Дополнительное ослабление
спектрального излучения
Коэффициент утечки
мощности соседнего канала
Additional Spectrum
Emission Mask
Adjacent Channel Leakage
power Ratio
6.6.2.2
6.6.2.3
Таблица 2.3 – Основные РЧ параметры тракта передачи базовой станции
стандарта UMTS
Параметр Раздел TS
25.142
Максимальная выходная
Maximum output power 6.2
мощность
Стабильность частоты Frequency stability 6.3
Динамика выходной мощности Output power dynamics 6.4
Управление мощностью во
внутренней петле
Inner loop power
control
6.4.1
Шаги управления мощностью Power control steps 6.4.2
Динамический диапазон
управления мощностью
Минимальная передаваемая
мощность
Мощность в основном канале
Power control dynamic
6.4.3
range
Minimum transmit
6.4.4
power
Primary CCPCH power 6.4.5
CCPCH
11
Передаваемая мощность в
Transmit OFF power 6.5
режиме отключения
Спектр выходного сигнала Output RF spectrum
6.6
emissions
Занимаемая полоса частот Occupied bandwidth 6.6.1
Внеполосные излучения Out-of-band emission 6.6.2
Спектральная маска излучений Spectrum emission
6.6.2.1
mask
Коэффициент утечки мощности
по соседнему каналу
Adjacent Channel
Leakage power Ratio
6.6.2.2
(ACLR)
Побочные излучения Spurious emissions 6.6.3
Обязательные требования Mandatory
6.6.3.2.1
requirements
Совместимость с GSM 900 Co-existence with GSM
6.6.3.2.2
900
Совместимость с DCS 1800 Co-existence with DCS
6.6.3.2.3
1800
Совместимость с UTRA FDD Co-existence with
6.6.3.2.4
UTRA FDD
Интермодуляция в передатчике Transmit
6.7
intermodulation
Модуляция в передатчике Transmit modulation 6.8
Точность модуляции Modulation accuracy 6.8.1
Пиковая ошибка кодовой области Peak code domain error 6.8.2
В регламентирующих документах систем связи с подвижными
объектами термин “полоса частот” принято относить ко всему спектру
частот, отведенному для функционирования системы связи определенного
стандарта. Так, например, полоса частот, используемая системами стандарта
GSM900, занимает 890 - 915 МГц и 935 - 960 МГц, в то время как термин
“канал” относится к полосе частот, занимаемой в системе только одним
пользователем, т.е. 200 кГц в GSM. Таким образом, качество
приемопередатчика обычно определяется его параметрами в трех частотных
областях: канальной (in-channel), внеканальной (out-of-channel) и
внеполосной (out-of-band) (рисунок 2.1) [4].
12
Рисунок 2.1 – Канальные, внеканальные и внеполосные области частот
Внутриканальные измерения определяют качество
функционирования приемопередатчика и, соответственно, собственно связи.
Внеканальные измерения определяют величину помех, создаваемых
данным абонентским оборудованием другим пользователям системы:
• спектр, обусловленный модуляцией и широкополосным шумом
(Spectrum due to modulation and wideband noise);
• спектр, обусловленный процессами коммутации передатчика
(Spectrum due to switching);
• побочные составляющие в диапазонах приема и передачи (Tx and Rx
band spurious).
Внеполосные измерения определяют величину помех, создаваемых
устройством связи другим пользователям радиоспектра. При этом
производят, например, измерение перекрестных (cross band spurious) и
широкополосных помех (wideband spurious).
Из вышеприведенных таблиц можно сформировать небольшую
классификацию основных видов РЧ измерений:
• Радиочастотные измерения - измерения параметров РЧ сигналов,
измерения параметров и настройка РЧ блоков системы; К ним относятся:
• Измерения мощности (Power measurements)
• Излучения в соседнем канале (Adjacent Channel Power)
• Частотные измерения (Frequency measurements)
• Занимаемая полоса частот (Occupied bandwidth)
• Измерения параметров модуляции - точность модуляции (Modulation
accuracy);
• Статистические измерения;
13
• Измерения параметров синхронизации - временные измерения (Timing
measurements);
• Анализ протокола - анализ алгоритмов функционирования системы и
процессов взаимодействия различных ее компонентов;
• Измерения покрытия зоны обслуживания;
• Имитация (Simulation, Emulation) базовых и мобильных устройств
системы и каналов связи.
2.2 Нормативная база
Большое количество тестов радиооборудования на соответствие
нормативным документам можно разделить на четыре основных группы:
• тесты передатчика;
• тесты приемника;
• тесты параметров;
• тесты управления радиоресурсами.
Подобным образом структурированы, многие документы партнерства
3GPP и института ETSI, например, как показано на рисунке 2.2, стандарт
3GPP TS 34.121 для АО UMTS.
Рисунок 2.2 – Технические спецификации по тестированию абонентского
оборудования стандарта UMTS
Как правило, при разработке ведущими производителями оконечного
радиооборудования, выполняются не только тесты для сертификации
14
оборудования на соответствие требованиям нормативных документов
отдельного стандарта, но выполняются также и РЧ тесты, рекомендованные:
Европейской ассоциацией R&TTE CA (Radio and Telecommunications
Terminal Equipment Compliance Association)[5];
Федеральной Комиссией по связи США FCC (Federal Communications
Commission)[6];
Глобальным Форумом по сертификации GCF (Global Certification
Forum) [7].
До тех пор, пока устройство не пройдет всех этих тестов, оно не
допускается на рынок.
В таблице 2.4 приведен перечень основных нормативных документов
по тестированию радиооборудования на соответствие таким стандартам
связи как GSM (51 серия), UMTS (25 и 34 серии), LTE (36 и 37 серии) [8].
Таблица 2.4 – Спецификации по тестированию радиооборудования
Документ Спецификация
TS 25.141 UMTS; Тестирование БС на соответствие (FDD)
TS 25.143 UMTS; Тестирование ретранслятора, обеспечивающего
наземный радиодоступ в систему UMTS, на соответствие
TS 34.108 Общие среды тестирования для АО; Тестирование на
соответствие
TS 34.114 UMTS; Абонентское оборудование/ Характеристики антенны
МС при эфирном подключении; Тестирование на соответствие
TS 34.121-1 UMTS; Проверка соответствия АО; Радиопередача и
радиоприем (FDD); Часть 1: Проверка соответствия
TS 34.121-2 UMTS; Проверка соответствия АО; Радиопередача и
радиоприем (FDD); Часть 2: Декларация соответствия варианта
реализации
TR 34.901 UMTS; Оптимизация времени тестирования, основанная на
статистических подходах; Применение статистической теории
и оценка значимости
TR 34.902 UMTS; Выводы о допустимых отклонениях испытаний для
многосотовых тестов управления радиоресурсами на
соответствие
TS 36.141 LTE; E-UTRA; Тестирование БС на соответствие
TS 36.143 LTE; E-UTRA; Проверка соответствия ретранслятора (FDD)
TS 36.508 E-UTRA и Evolved Packet Core (EPC); Общие среды
тестирования для проверки АО на соответствие
TS 36.509 E-UTRA и EPC; Особые функции проверки на соответствия для
АО
TS 36.523-1 E--UTRA и EPC; Проверка АО на соответствие; Часть 1:
Проверка на соответствие протоколов
TS 36.523-3 E-UTRA и EPC; Проверка АО на соответствие; Часть 3: Набор
тестов
15
TR 36.903 E-UTRA и E-UTRAN; Выводы о допустимых отклонениях
испытаний для тестов управления радиоресурсами на
соответствие
TR 36.904 E-UTRA и E-UTRAN; Выводы о допустимых отклонениях
испытаний для тестов приемников на соответствие
TR 36.905 E-UTRA и E-UTRAN; Выводы о допустимых отклонениях
испытаний для тест-кейсов тестирования радиопередачи и
радиоприема на соответствие
TR 36.978 Определение функции тестирования антенны АО E-UTRA для
двухэтапного метода тестирования MIMO при эфирном
подключении
TS 37.544 E-UTRA и E-UTRAN; Характеристики АО при эфирном
подключении; Проверка на соответствие
TS 37.571-1 E-UTRA, E-UTRAN и EPC; Спецификация соответствия АО по
расположению; Часть 1: Спецификация теста на соответствие
TS 37.571-2 E-UTRA, E-UTRAN и EPC; Спецификация соответствия АО по
расположению; Часть 2 : Тестирование на соответствие
протоколов
TS 37.571-3 E-UTRA, E-UTRAN и EPC; Спецификация соответствия АО по
расположению; Часть 3: Декларация соответствия варианта
реализации
TS 37.571-4 E-UTRA, E-UTRAN и EPC; Спецификация соответствия АО по
расположению; Часть 4: Набор тестов
TS 37.571-5 E-UTRA, E-UTRAN и EPC; Спецификация соответствия АО по
расположению; Часть 5: Тестовые сценарии и вспомогательные
данные
TS 51.010-1 GSM/EDGE Radio Access Network; Проверка на соответствие
МС; Часть 1: Проверка на соответствие
TS 51.010-2 GSM/EDGE Radio Access Network; Проверка на соответствие
МС; Часть 2: Свидетельство о соответствии реализации
протокола
TS 51.010-3 GSM/EDGE Radio Access Network; Проверка на соответствие
МС; Часть Part 3: Третий уровень абстрактного набора тестов
TS 51.021 GSM; Спецификация подсистемы базовых станций; Радио
аспекты
2.3. Иерархия процедур тестирования
Для того чтобы гарантировать факт того, что оборудование
соответствует требованиям необходимых стандартов, оно должно
подвергнуться множеству тестов различных типов. Очевидно, необходимо
гарантировать, что каждый этап тестирования, может быть повторен
независимо от используемого испытательного оборудования и организации,
16
выполняющей тестирование. Рассмотрим изображенную на рисунке 2.3
иерархию процедур тестирования [9].
Рисунок 2.3 – Иерархия процедур тестирования
Данная иерархия имеет четыре уровня:
• Test Case – тест-кейс;
• Test Suite – тестовый набор;
• Test Plan – план тестирования;
• Team Project – главный план тестирования;
Для достижения однообразия разработано большое количество
процедур, называемых "тест-кейсами (test cases)", или тестовыми случаями.
Тест-кейс, тестовая последовательность, тестовый случай – это
документ, в котором описывается сочетание шагов, определенных условий
и параметров, требуемых для проверки реализации тестируемой функции
оборудования или части этой функции. Говоря по-другому, тест-кейс
выполняет тестирование (испытание) определенной части
функциональности устройства или системы.
Для любого стандарта или технологии, существуют тест-кейсы,
которые должны быть выполнены. Они подготовлены при участии
соответствующих организаций, например, 3GPP для GSM и UMTS.
Изготовители оборудования для аттестационных испытаний могут взять эти
тест-кейсы и преобразовать их, чтобы запускать на своем тестовом
оборудовании. Часто сами тест-кейсы должны быть одобрены или
ратифицированы на данной системе тестирования прежде, чем они смогут
использоваться для испытаний конкретного оборудования. Тест-кейсы
оборудования объединяются в тест-планы.
17
План тестирования (Test Plan) – документ, определяющий цели, аспекты,
ресурсы и график намеченных тестовых работ. Он обозначает объекты
тестирования, свойства для тестирования, задания, отвечающих за задания,
степень самостоятельности каждого тестировщика, тестовое окружение,
методику проектирования тестов, определяет используемые критерии
входа и критерии выхода и основания их выбора, а также различные риски,
требующие планирования на случай непредвиденных обстоятельств [IEEE
829].
При разработке процедур тестирования используются еще два термина.
Набор тестов (Test Suite) – комплект тестовых наборов для исследуемого
компонента или системы, в котором обычно постусловие одного теста
используется в качестве предусловия для последующего.
Главный план тестирования (Team Project) – план тестирования,
обычно охватывающий несколько уровней тестирования.
В современном контрольно-измерительном оборудовании (КИО)
используются готовые наборы встроенных автоматизированных тестовых
последовательностей, разработанные компаниями-производителями и
отвечающие требованиям нормативных документов.
Например, для базовых станций LTE в технической спецификации
3GPP TS 36.141 [V12.5.0 Base Station conformance testing] приведен ряд
тестовых сценариев для оценки соответствия заданным требованиям. В
сценариях тестируются приемная и передающие части, а также производится
оценка производительности. Как правило, подготовка КИО к такому
тестированию сопряжена с длительным изучением требований, регулировкой
разного рода параметров и математическими вычислениями. В связи с этим
кадровый состав предприятия, проводящего испытания, должен быть
высококвалифицированным. Для облегчения работы инженера-тестировщика
компанией Rohde&Schwarz разработан мастер тестовых сценариев,
помогающий настроить параметры векторного генератора, подобрав
подходящий тест для базовой станции. Такой мастер сценариев подходит для
выполнения всех тестов базовых станций LTE на соответствие стандарту.
2.4. Условия проведения тестирования радиооборудования
Тестирование радиооборудования, используемого в системах связи с
подвижными объектами, может производиться двумя способами [10]:
• При непосредственном подключении контрольно-измерительной
аппаратуры (КИА) к радиооборудованию (мобильным и базовым
станциям, абонентскому оборудованию), как показано на рисунке 2.4;
• При использовании радиоканалов, т.е. через эфирное подключение с
использованием собственных антенн, как показано на рисунке 2.5. В
англоязычной литературе для таких условий проведения тестирования
используется термин Over The Air и аббревиатура OTA.
18
Рисунок 2.4 – Тестирование при непосредственном подключении КИА к
радиооборудованию
Рисунок 2.5 – Тестирование с использованием радиоканала для
подключения к радиооборудованию
2.5. Этапы тестирования РЧ оборудования и систем. Типы
тестирования.
Жизненный цикл радиооборудования может быть представлен с
различной степенью конкретизации и включает следующие основные фазы:
• Фаза разработки, изготовления, производства и верификации изделия,
ИС;
19
• Фаза тестирования, в течение которой новое РО внедряется и
отлаживается, тестируется на соответствие требованиям национальных и
международных стандартов;
• Фаза внедрения, в течение которой новое РО тиражируется по сети,
тестируется его совместимость, проверяется устойчивость
функционирования;
• Эксплуатационная фаза, в течение которой РО и радиоподсистема
находятся в условиях эксплуатации и требуют поддержания
работоспособности и необходимого качества обслуживания (QoS), для
чего также предусматриваются тестирование и мониторинг.
Тестирование РО на этих фазах жизненного цикла осуществляется с
помощью различных наборов КИО.
В таблице 2.5 выделены некоторые основные этапы жизненного цикла
оборудования системы связи с подвижными объектами и ее компонентов, и
соответствующие им контрольно-измерительные процедуры [11].
Таблица 2.5 – Основные этапы жизненного цикла оборудования системы
связи
Тест Цель теста Вид теста
Научноисследовательские и
опытноконструкторские
Создать и оптимизировать проект.
Стресс-тест проекта/поиск частных
случаев.
Лабораторны
й
работы (R&D, research
and development);
Проверки, контроль
параметров
(Verification);
Подтверждение соответствия перед
отправкой к утверждению типового
образца. Обнаружение ошибок.
Лабораторны
й
Утверждение
типового образца
(Type approval);
Тестирование
модулей (Module test);
Подтверждение полного соответствия.
Тестирование модулей.
Калибровка (ручная и электронная).
Подтверждение правильной сборки и
Лабораторны
й
Заводской
производительности.
Конечное
тестирование (Final
test);
Контроль качества
(quality assurance test,
QA test);
Подтверждение правильной сборки и
производительности.
Контроль качества. Подтверждение
соответствия. Демонстрация
конечному потребителю.
Заводской
Заводской
Монтаж (Installation); Подтверждение правильности работы
Полевой
на месте. Настройка и подтверждение
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]