移动终端天线入网测试及问题分析

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OTA 测试必要性
• 数字通信技术飞速发展，必须要有一个可接受 的，稳定的通信性能做支撑； • 无线通信设备的物理层射频性能对于其整机的性 能至关重要，
– 设备依靠物理层的射频性能来保持与其它设备的“通话” – 如果处于无线通信两端的任何一个设备不能够听到对 方的”通话“的话，通话就会中断；
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OTA测试依据标准
– 原标准 YD/T 1484-2006 《移动台空间射频辐射功率和 接收机性能测量方法》变更为YD/T 1484-2011 《移动 台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法；
• 增加了笔记本配置时的测试要求 • 增加了人手模型相关测试要求
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测试项目变化情况
设备类型 制式 GSM CDMA WCDMA 移动终端设备 TD-SCDMA GPRS cdma2000 EVDO 测试项目变化前 TIRP自由空间 TIRS人头右耳旁 TIRP 人头右耳旁，人头右耳+右手旁 TIRP自由空间 TIRS人头右耳旁 TIRP 人头右耳旁，人头右耳+右手旁 TIRP自由空间 TIRP 人头旁 TIRS 人头旁 TIRP自由空间 TIRS自由空间 TIRP 自由空间 TIRP自由空间 TIRS自由空间 TIRS人头右耳旁 TIRP 人头右耳旁，人头右耳+右手旁 TIRS人头右耳旁 TIRP 自由空间 测试项目变化后 TIRP 人头右耳旁，人头右耳+右手旁
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测试信道
• 所有的测试都只在相应频段的最高信道执行：
制式 GSM /DCS CDMA WCDMA TD-SCDMA TD F 9496 cdma2000 EVDO 777 信道 124/885 777 9888/10838 TD A 10121
WCDMA
cdma 2000
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• 固话/数据卡限值要求(总辐射功率TIRP)
频段 CDMA 1X GPRS 900 GPRS 1800 TD-SCDMA WCDMA cdma 2000 EVDO 测试状态 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 限值要求 ≧18dBm ≧24dBm ≧23dBm ≧17dBm ≧17dBm ≧18dBm
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OTA 新入网测试要求
– 自2011年8月16日起，所有移动终端入网均需进行完整天 线性能(OTA)部分的测试, 包括总辐射功率测试和总全向 灵敏度测试，测试均为判定项，但考虑厂家的技术研发 难度给出一定的缓冲期，缓冲期内暂为参考项。
• 对于语音终端不仅要求在模拟人头旁边进行测试,还要求在模拟 人头+人手旁边进行测试； • 对于数据终端要求只进行自由空间的测试。
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问题分析
• 厂商对人头加人手测试状态不了解
– 人头+人手测试状态是为了评估移动电话机真实使用状 态下人头和人手对终端辐射和接受性能的影响； – 目前国际上普遍认可的是SPEAG公司生产的固体头手 模型
频段 GSM 900 ≧18.5dBm 翻盖机比人头模型下测试结果恶化 人头+人手模型 ﹤6dB；其它机型﹤8dB 人头模型 ≧19dBm GSM 1800 翻盖机比人头模型下测试结果恶化 人头+人手模型 ﹤4dB；其它机型﹤6dB 人头模型 ≧13dBm CDMA 1X 翻盖机比人头模型下测试结果恶化 人头+人手模型 ﹤6dB；其它机型﹤8dB 测试状态 人头模型 限值要求
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TIRP 测试
Spectrum Analyzer
Universal Radio Communication Tester
Measurement Signal Path
Mobile Phone
Relay Switch Unit Receive Antenna Communication Antenna on MAPS Communication Path GPIB-Bus Fiber Optics for MAPS system MAPS Controller
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OTA 测试必要性
• 移动台辐射性能－体积日益变小，功能日益多样 化（wifi，GPS，照相机等等）－辐射和接收性 能折中 • 终端话音质量差，中断通话，造成用户满意度下 降 • 接收机的带内噪声或发射机的杂散信号干扰接收 机性能
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• 移动电话机限值要求(总全向灵敏度TIRS)
频段 CDMA 1X GSM 900 GSM 1800 TD-SCDMA WCDMA cdma 2000 EVDO 测试状态 人头模型 人头模型 人头模型 人头模型 人头模型 自由空间 限值要求 ≤ -96dBm ≤-94dBm ≤ -96.5dBm ≤ -100dBm ≤ -100dBm ≤ -100dBm
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OTA 测试必要性
– 天线性能是终端整机质量的重要标志； – 自2010年始, 国内外发生了多次”天线门”事件, 使得消费 者对于终端天线性能的关注达到了前所未有的高度,我国 CCSA标准领先全球推出了人手模型下的测试方法及限值 要求; – 中国处于3G建设的时期, 终端天线性能的提升将大大降 低运营商的布网成本, 据中国移动统计, 在入网实施TDSCDMA的强制性测试后, 随着终端天线性能的提升, 其布 网成本节省了约24%. – 据中国移动的实际应用数据分析,天线性能提升3dB, 可将 终端的掉话率由标准的50次提升到30次, 网络边缘的数据 下载速率提升超过50%, 将显著的提升用户的使用体验, 减少用户的投诉.
Azimuth = -10.0 Elevation = 63.0 Roll = 20.8
34 Z 28 Y Power (dBm)
24 20
X
16 12
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TIRP 测试 • 通过控制EUT的位 置，每15度一个步 进，测量各点的有 效辐射功率EIRP， 通过积分计算球面 上的平均值
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OTA 测试介绍
OTA－Over The Air（空中性能测试），与传导 测试相对应,空间三维测量,从射频辐射功率和 接收机性能两方面考量： TIRP－Total Isotropic Radiated Power总辐射功 率 TIRS－Total Isotropic Radiated Sensitivity总全 向灵敏度
104 102 100 98 96
104 102 100 98 96 94
X
X
Y
GSM 900 FS TIS
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DCS 1800 FS TIS
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OTA 入网测试介绍
– 自2008年8月1日起，移动终端入网需进行天线性能(OTA) 部分的总辐射功率测试，为了适当降低企业的技术研发 难度,以上总辐射功率仅要求在自由空间下进行测试,且结 果为参考项； – 2010年8月1日开始, TD-SCDMA终端的天线性能开始强 制性测试, 包括总辐射功率测试和总全向灵敏度测试, TD-SCDMA的测试要求在模拟人头旁边进行测试, 且为 判定项。
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Total
OTA 测试介绍
• 指标衡量了移动台与基站 之间的实际连接情况。 • 基于空中接口的测试，模 拟真实使用状态。 • 采用三维测量，评估盲点 和功率分布。 • 考虑使用者对EUT的影 响。考虑了人头模型以及 人头+人手模型下的测 试。
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移动终端天线进网检验及问题 分析
通信电磁兼容质量监督检验中心 zhangxiao@emcite.com 张 霄
2012年3月22日 WWW.CATR.CN 第1页
内容简介
• • • • • OTA测试的必要性 OTA 测试方法简介 OTA入网测试现状 OTA入网测试出现的问题 问题分析
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TIRS 测试
Total
Azimuth = 138.7 Elevation = -55.1 Roll = -57.3 110 Z 108 106 P o w er (d Bm )
Total
Azimuth = -4.0 Elevation = 19.4 Roll = 40.6 110 Y 108 106 P o w er (d Bm ) Z
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• 移动电话机限值要求(总辐射功率TIRP)
频段 TDSCDMA 测试状态 人头模型 ≧13dBm 限值要求
翻盖机比人头模型下测试结果恶 人头+人手模型 化﹤4dB；其它机型﹤6dB 人头模型 ≧14dBm 翻盖机比人头模型下测试结果恶 人头+人手模型 化﹤4dB；其它机型﹤6dB 自由空间 ≧18dBm
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• 固话/数据卡限值要求(总全向灵敏度TIRS)
频段 CDMA 1X GPRS 900 GPRS 1800 TD-SCDMA WCDMA cdma 2000 EVDO 测试状态 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 限值要求 ≤ -100dBm ≤-99dBm ≤ -100dBm ≤ -102dBm ≤ -102dBm ≤ -100dBm
TIRS ≅
2 NM
π∑ ∑⎢
i =1
N −1 M −1
⎤ 1 1 + ⎥ sin(θ i ) EISθ (θ i , φ j ) EISφ (θ i , φ j ) ⎥ j =0 ⎢ ⎣ ⎦ ⎡
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TIRS 测试
Communication RX Antenna on ceiling
Universal Radio Communication Tester
Measurement Signal Path
Mobile Phone
Relay Switch Unit Transmit Antenna Communication RX Antenna on MAPS Communication Return Path GPIB-Bus Fiber Optics for MAPS system MAPS Controller
Total
32 Z 30 28 26 24 22 20 18
24
Y
X
20
X
16 12
16
GSM 900 FS TRP
DCS 1800 FS TRP
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TIRS 测试
• 通过控制EUT的位置， 每30度一个步进.测量在 每一个测量点，为了达 到一定的误码率（误帧 率）而所百度文库要的最小前 向链路功率
– YD/T 1977-2009《2GHz TD-SCDMA移动台空间射频辐 射功率和接收机性能测量方法》 – YD/T 1978-2009《2GHz WCDMA移动台空间射频辐射 功率和接收机性能测量方法》
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• 移动电话机限值要求(总辐射功率TIRP)
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TIRP 测试
Total
Azimuth = -10.0 Elevation = 63.0 Roll = 20.8 34 Z 28 Power (dBm) Y
Power (dBm) Azimuth = 74.3 Elevation = 84.3 Roll = -39.8
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入网测试出现的问题
• • • • 厂家对测试标准及限值的咨询很多； 厂家对人头+人手测试状态不了解； 总辐射功率（TIRP）不合格； 个别终端加人手后性能下降太大 ，整改不 知从何入手； • 总接收灵敏度(TIRS)不合格较多； • 部分进网检验样品存在未安装天线，天线 焊接不牢，某些频段模块处于关闭状态， 无法测试等现象。