WCDMA接收系统中邻通道干扰研究

摘要:本文对3G的WCDMA中的ACS参数进行分析,解释33dB的理由。并对实际电路的RF接收的ACS指标进行测试, 设置测试的中心频率是2110MHz、2140MHz和2170MHz 3个高中低频率点,测得在偏离中心频率点+ / - 5MHz的调制干扰信号值为- 48 dBm到- 42dBm之间(BER =0. 001时) ,可得幅度裕量在3. 9dB到9. 2dB之间,满足3GPP中的干扰信号- 52dBm电平要求。

关键词:宽带码分多址;接收机;邻道干扰;ACS;测试

一、引　言

就目前来讲,第三代移动通信主要有三大标准,以日欧为主的WCDMA、以美洲为主的CDMA2000和以中国为主TDS - CDMA系统。日本的WCDMA系统自从2001年10月开始服务以来,由于它的速度很快用户一直在增多,在WCDMA的接收系统中,测试的项目有阻塞特性( blocking characteristic) 、相干互调( Inter - modulation) 、最大输入功率特性等。邻通道选择反映了接收机的接收能力,即是在邻近通道有WCDMA 正交干扰信号的条件下对WCDMA有用信号的接收能力的反映,也就是以接收信号的中心频率对邻近通道的衰减比。它的最低要求如表1, 这时BER = 10^-3 (即0. 1%) , PowerClass 3和4中的指标为ACS =33dB。对它进行测试的条件如表2所示。一个好的ACS指标有利于减轻对A /D转换器及对后续基带(Baseband)电路要求,可以减小功耗。ACS裕量越大,越能解决电路上由DC - Offset带来的不利影响。



　表2中DPCH- Ec为Downlink信号的数据通道的绝对功率, I_or为Downlink信号的总功率; I_oac为调制干扰总功率。图1为希望信号同邻近干扰信号的功率及频率构成图。

图1　希望信号同邻近干扰信号的功率及频率构成图

二、ACS 指标分析

在无噪声时,接收机的接收灵敏度是DPCH-Ec= -117dBm (BER = 10^-3 时) , 假如有噪声时,DPCH-Ec = - 103dBm,所以功率差为-117 dBm -( -103dBm) = 14dB。

由于切普率(Chiprate)是3. 84 Mbps,DPCH的数据率为30kbps,所以, SF =128,即10log128 =21dB (处理增益) ,在系统中可以获得21dB的额外系统增益,即对噪声的抑制程度是21dB + 14dB = 35dB。Nadd=-117dBm + (35dB) = - 82 dBm /3. 84MHz (ACS) ,在3GPP中,邻通道的功率是I_oac = - 52dBm,所以,ACS = - 52dBm - ( -82dBm )=30dB。由于一般情况下,考虑S/N = 3dB裕量的必要性,因此, 3GPP中,邻通道的指标是ACS =33dB,如表1所示。

三、ACS 特性测试

测试系统中有2个信号源,一个是只有数据的16信道的正交噪声源,另一个是标准的WCDMA信号源,正交噪声信号源的频率与被测得WCDMA信号源频率相差5MHz,比如WCDMA的频率是2140MHz时, ACS的噪声频率是2135MHz或2145MHz,并设定输出功率为- 52dBm。在实际测试中,选高、中、低3点频率测试, 即2110MHz、2140MHz、2170MHz 3个频率。用MN72A可编程衰减器对WCDMA 信号进行电平控制,用MN72A 可编程衰减器的目的是两路信号经过合成器送入被测RF-Board的输入端口。被测UE由PC控制,UE的数据(DATA)线和时钟(CLOCK)线与误码率(BER)测试仪的数据线和时钟线连接,在BER = 0. 1%时,WCDMA已调制的噪声信号源电平数值就是ACS的实际测试值。测试系统框图如图2所示。

图2　ACS特性测试方框图

没有ACS等干扰信号时本接收机的WCDMA信号2110 MHz/2140MHz/2170MHz接收感度(BER<10^{- 3})如表3。接收灵敏度测试时,把噪声信号源处OCNS于OFF,即无噪声时测得接收灵敏度指标。把OCNS处于ON时,测得ACS指标如表4。




本系统所测得的接收感度在2110MHz、2140MHz、2170MHz的频率时分别为-117. 5dBm 、-118. 7dBm、-118. 2 dBm,都优于-117dBm /3. 84MHz,所以可以进入其它参数如ACS的测试。

四、测试结果分析

在本RF电路中, 190MHz 的SAW (型号190SD21,特性如图3)的+ / - 5MHz处,滤波抑制在+5MHz时为46dB, -5MHz时为44dB, 5MHz边带设3dB裕量考虑的话应为43dB,从理论上有43-33 = 10( dB)裕量。而-5MHz方面设3dB裕量考虑的话应是41dB,理论上有41-33 =8(dB)裕量。在实际测试中,所得结果如下(参见表5)。


图3　190MHz SAW滤波器特性

+ 5MHz方面的最大裕量是9. 2 dB ( 2115MHz) , - 5 MHz方面的最大裕量是6. 4 dB( 2135MHz) , - 5MHz的最差结果是2 165 MHz的- 48. 1dBm,它的裕量是3. 9 dB,参见图4 ～6。可以看出所测指标全部满足系统指标要求。也可以判断,ACS的指标主要是与IF的SAW 滤波器有关,而与RF路径部分的各电参数基本无关。　　　　　

图4　2110MHz的ACS测试结果


图5　2140MHz的ACS测试结果


图6　2170MHz的ACS测试结果