数字蜂窝移动通信设备:GSM移动台射频性能检测

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GSM移动台射频性能检测项目详解

一、发射机(Transmitter)性能检测

  1. 输出功率(Output Power)

    • 目的:验证移动台在不同功率等级下的发射功率是否符合规范。
    • 测试方法:通过综测仪(如Keysight 8960)测量大功率(Class 4终端为33 dBm)、小功率及动态功率控制(如功率步进精度±3 dB)。
    • 标准要求:功率容差为±2 dB(正常温度),极端温度下允许±2.5 dB。
  2. 频率误差(Frequency Error)

    • 目的:评估发射载波频率与标称值的偏差。
    • 测试方法:对比发射信号与参考频率,测量峰峰值误差。
    • 限值:绝对值≤0.1 ppm(即90 Hz@900 MHz频段)。
  3. 相位误差(Phase Error)

    • 目的:检测GMSK调制的相位轨迹与理想波形的偏离。
    • 测试方法:分析调制相位变化的均方根(RMS)和峰值误差。
    • 标准:RMS≤5°,峰值≤20°。
  4. 调制频谱(Modulation Spectrum)

    • 目的:验证发射信号在邻近频带的带外辐射。
    • 测试方法:测量±400 kHz至±1.8 MHz范围内的功率衰减。
    • 限值:例如,在±400 kHz处需衰减≥-60 dBc。
  5. 开关频谱(Switching Spectrum)

    • 目的:评估功率瞬态变化引起的突发干扰。
    • 测试方法:在突发信号上升沿/下降沿前后测量频谱扩散。
    • 要求:±400 kHz处≤-23 dBm(30 kHz带宽)。
  6. 邻道泄漏比(ACLR, Adjacent Channel Leakage Ratio)

    • 目的:量化主信道功率对相邻信道的干扰。
    • 测试方法:主信道与相邻信道(200 kHz偏移)功率比值。
    • 限值:≥35 dB(GSM 900频段)。

二、接收机(Receiver)性能检测

  1. 参考灵敏度(Reference Sensitivity)

    • 目的:确定接收机在弱信号下的解调能力。
    • 测试方法:输入标准信号(如-102 dBm@GSM 900),测量误码率(BER≤2.44%)。
    • 关键指标:BER需满足要求,且不依赖天线端口测试。
  2. 同道干扰(Co-Channel Interference)

    • 目的:评估接收机在相同频点存在干扰时的性能。
    • 测试方法:主信号(-99 dBm)叠加干扰信号(C/I=9 dB),BER需达标。
  3. 邻道干扰(Adjacent Channel Selectivity)

    • 目的:测试接收机抑制相邻信道信号的能力。
    • 测试方法:主信号(-99 dBm)与邻道干扰(±200 kHz,-52 dBm),要求BER通过。
  4. 互调抑制(Intermodulation Rejection)

    • 目的:验证接收机对多频干扰的组合抑制能力。
    • 测试条件:主信号(-99 dBm)+ 两个干扰信号(如800 kHz和1600 kHz偏移,-49 dBm)。
    • 标准:BER≤2.44%。

三、通用射频参数检测

  1. 频率范围与信道间隔

    • 频段验证:GSM 900(上行890-915 MHz,下行935-960 MHz);DCS 1800(上行1710-1785 MHz,下行1805-1880 MHz)。
    • 信道间隔:200 kHz。
  2. 杂散发射(Spurious Emissions)

    • 测试范围:9 kHz-12.75 GHz的非预期辐射。
    • 限值:例如,1 GHz以下≤-36 dBm(100 kHz带宽),1 GHz以上≤-30 dBm。
  3. 功率时间模板(Power vs. Time Template)

    • 目的:验证突发信号的上升/下降沿时间及功率包络。
    • 要求:上升沿≤28 μs,下降沿≤28 μs,且功率波动在模板范围内。

四、特殊场景测试

  1. 极端温度测试

    • 条件:-20℃至+55℃环境下重复发射与接收测试,验证设备稳定性。
  2. 多径衰落场景(Fading Test)

    • 模拟场景:如TU50(Typical Urban)或HT100(Hilly Terrain)信道模型。
    • 指标:误帧率(FER)需≤1%。

五、测试设备与配置

  • 主要设备:无线综测仪(R&S CMU200/Keysight 8960)、矢量信号发生器、频谱分析仪、屏蔽暗室。
  • 连接方式:传导测试(通过射频线缆)为主,辐射测试需在电波暗室进行。

六、结语

GSM移动台射频性能检测是设备入网认证的强制环节,确保其在复杂电磁环境中的可靠性和对网络的无害性。随着通信技术演进,部分测试项目(如ACLR)在5G NR时代被更严格的标准替代,但GSM作为基础网络仍广泛要求此类检测。工程师需结合标准文档与实际场景,调试设备参数,以满足市场的合规性需求。


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