安捷伦CDMA2000测试解决方案

1、CDMA2000系统概述

起源于北美、由高通公司开发的CDMA一码分多址数字通信系统引入了全新的通信概念，如今CDMA已扩展应用到第三代移动通信技术。和传统的模拟以及普通第二代数字蜂窝技术相比，CDMA技术提供了更高的系统容量和频谱利用率，并有着接近有线系统的话音质量，手机辐射功率小。

在CDMA2000系统中采用了新技术。比如移动台发射导频信道；采用真正的QPSK调制，而在cdmaOne中，采用的是两路BPSK；另外，采用速率更高的卷积编码；在传送高速数据业务的时候，还采用处理增益比卷积编码更高的TURBO编码；同时，CDMA2000前向和反向链路都采用闭环功率控制。由于CDMA2000的反向链路包含导频、接入、业务、控制等信道，采用OQPSK已经不能有效降低发射信号的峰均比。为了降低反向信道的峰均比，采用了HPSK调制方式。

2、CDMA2000测试要求

对于CDMA/CDMA2000手机测试而言，依据的是手机最低性能要求测试规范IS-98E。手机空中接口测试主要包括发射机和接收机的测试。

CDMA2000基站的测试包括系统测试和元器件、部件的测试。其中，系统测试同样也分为发信机和收信机的测试。表1针对手机和基站的主要测试指标进行对比介绍。

表1　手机和基站的主要测试指标对比

补充：

1.利用矢量信号分析仪的强大的调制分析功能，包括频域、时域、相位和矢量图、星座图、相位图，矢量误差等深层次分析可以找出问题或故障的根源。

2.分析仪器：安捷伦89600系列矢量信号分析仪，或可用E4445A配以89601A矢量分析软件。

3.安捷伦仪器的AWGN和CDMA信号之间的相对精度，完全满足IS-98E标准的要求（+/-0.2dB）。另外，平均功率测试的精度，满足标准对仪器0.2dB精度的要求。

3、CDMA2000系统研发过程以及安捷伦公司测试解决方案

CDMA2000研发一般可分为四个阶段：

• 系统设计与仿真阶段
• 元器件/电路/部件设计与验证阶段
• 系统集成和联合调试阶段
• 预认证和一致性测试阶段

根据研发过程中不同阶段的不同特点，需要应用不同的测试解决方案

3.1　系统设计和仿真阶段以及安捷伦公司测试解决方案

Agilent ADS（Advanced Design System）是专门针对电子系统，电路设计仿真的EDA工具，可以提供目前最为完整的系统及电路计算机和半实物仿真功能，把系统设计和硬件原型紧密地结合在一起，就可以更快、更高效地完成产品设计。ADS可以很容易地与安捷伦科技的测试仪表相连实现虚拟原型，进行半实物仿真。可以使用安捷伦科技的ESG、E4406A、89600等。其中，ADS与E4438C和89600的互连可以大大缩短电路仿真和设计的周期，并且节省研发的成本。充分利用ADS和安捷伦科技其它测试设备的强大功能，您就得到了一种全新而高效的，软件设计与硬件原型相交换的研发解决方案。

3.2　元器件/电路/部件设计和验证阶段以及安捷伦公司测试解决方案

在经过系统设计和仿真验证之后，就进入元器件选择以及电路和部件设计和验证阶段。即使由完全正确的系统设计，如果要保证最终的产品通过严格的一致性测试，就必须保证基带和射频的器件电路首先符合更严格的要求。在此阶段的测试，既有矢量网络分析仪，频谱分析仪所提供的传统线性和非线性分析（如S参数，压缩点，三阶交调等），又有数字信号源和矢量信号分析仪所构成的新型数字调制激励信号的网络分析（如CCDF，ACP，EVM等）。这部分另文阐述。

3.3　系统集成和联合调试阶段以及安捷伦公司测试解决方案

系统集成和联合调试是CDMA2000研发过程中的核心阶段。在这一阶段中要针对发射机和接收机的软硬件进行联合调试，对整机进行关键项目的总体验证，对高层协议进行功能测试和信令分析以及大量的故障诊断和排除。对此，安捷伦可以提供完整的解决方案，包括8960WCDMA手机综合测试仪，E4438C数字信号源，89600矢量信号分析仪和PSA系列高性能频谱分析仪。ADS软件可用于这一阶段的半实物仿真。

下面介绍一下安捷伦公司用于CDMA2000研发该阶段的主要测试仪表：

8960移动台综合测试仪

E5515C是真正多制式的移动台综合测试仪，它不仅支持CDMA2000手机测试，还支持GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、AMPS、IS-136、cdmaOne、CDMA20001xEV-DO、等各种制式，是真正的多制式，不仅支持收发信机测试，还支持协议分析和音频和频谱分析，具有相当高的测试精度和测试速度，并且只需要每两年校准一次。使用8960可以对各种制式的手机进行准确权威的测试。例如，在对CDMA和CDMA2000手机进行测试时，国家标准和IS-98标准规定，测试仪表的AWGN噪声源和CDMA信号源的相对精度必须在+/-0.2dB之内。8960是唯一完全满足这一指标的手机综合测试仪。

8960综合测试仪的基本配置如下表所示：

图1

表2

E4438C模拟和数字信号发生器

E4438C信号发生器具有优良的模拟性能，并提供多种数字调制功能。它们不仅可以产生标准的W-CDMA、GSM、cdmaOne、CDMA2000、CDMA2000 1xEV-DO、EDGE、NADC、PDC、DECT、PHS、TETRA信号，还可以产生用户自定义的调制信号，它支持支持基站和移动台的接收机测试，并可以产生多信道、多载波的CDMA信号，通过64M内存和6GB硬盘可以存储超长波形数据。

图2

表3

PSA系列高性能频谱分析仪

Agilent E4440A是Agilent公司高性能频谱分析仪。该频谱分析仪是第一台采用全数字中频处理技术的高性能频谱分析仪，测试精度、动态范围和测试速度都代表当今频谱仪的最高水平。它能够完成多种制式发射机的测试，包括W-CDMA以及GSM、cdmaOne、CDMA2000、CDMA2000 1xEV-DO、EDGE、NADC、PDC的基站和移动台的测试。另外，PSA还提供噪声系数（NF）和相位噪声的测试。PSA还可以用作一个下变频器。它提供一个321.4MHz和一个70MHz（选件H70）的中频输出。输入的频率根据PSA型号的不同，可以高达50GHz（E4448A）。

图3

表4

89600系列矢量信号分析仪

89600是一个功能强大的矢量信号分析仪系列。它们由运行在Windows2000和Windows XP上的矢量信号分析软件和射频以及A/D前端组成，可以连接包括VXI结构的射频和A/D模块，PSA系列频谱分析仪，ESA系列频谱分析仪，Infinium数字存储示波器等多种仪表，配置极为灵活，其频率范围可达26.5GHz，分析带宽可达80MHz，具有各种灵活解调测量能力和强大的矢量分析手段，支持各种2G，2.5G和3G制式，是WCDMA研发中重要的分析和诊断工具。

图4

图5

信道衰落模拟器和数字输入输出接口N5101A+N5115A+N5102A

安捷伦的信道衰落仿真器由基带处理PCI卡N5101A和仿真软件N5115A组成如下图：

图6

图7

安捷伦的信道衰落仿真器是基于基带的仿真器，相对于射频信道衰落仿真器有其优点：

• 软件预先内置了各种标准定义的衰落参数，使用起来非常简便，不需要进行繁琐的逐项设置。
• 没有射频信道衰落仿真器要将射频信号先下变频再上变频，所以信号更精确、纯净。
• 内置的噪声源，且该噪声源没有被衰落，而且可以设置C/N或Eb/No值。既节省了一般仿真器需要额外噪声源的成本，而且避免了外部衰落信号和噪声的校准的繁琐过程和因此带来的误差。