PHS基站测试

2019-11-03 17:59:35

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供稿：网友

安立有限公司雷莉　　PHS （Personal Handy phone System）技术起源日本，它在日本作为第二代无线通信技术得到了蓬勃的发展。在中国，根据我国的国情，充分利用中国固定电话网的富裕资源将市话交换、传输技术有机地结合起来，组成小灵通系统。对于小灵通网络运营商来说，建网速度快，投资小；对于用户来说，经济方便，花20%的钱享受80%的移动服务。PHS在我国发展迅速，据统计，2002年底PHS用户已超过 1千万，2003用户将新增2倍以上。在对小灵通网络进行维护时，非常有必要对基站的射频指标进行测试，并将测试结果和门限进行对比，进而判断基站的好坏，提高整个网络的运行质量，同时也减小不同无线网络间的干扰。

一、PHS 基站维护测试

　　PHS 基站维护测试主要有以下三个方面：

　　（1）建站时使用PHS基站测试仪表进行基站的安装验收测试和开通测试，这是网络运营管理部门接手新基站并使之正常运行的第一步，此时要采用离线测试方法，即控制基站进入测试模式后测试基站的各项指标。测试的目的是：建立初始档案数据，为将来的运维工作做参考准备；为网优部门提供一些有参考价值的网络设置数据；可以使运维商在与基站供应商的交往中占据自主地位。

　　（2）在日常的基站维护工作中，可采用离线测试和在线测试相结合的方式。目的是监测并记录基站的收发信电路和其他部分电路功能的老化过程，建立基站的日常状态档案。

　　（3）当基站发生故障时：当掉话率高、接通率低、声音不清晰、话音质量低、手机难拨通等投诉出现时，首先应该从基站找原因，应该用离线测试方法测试基站的各项指标，进一步确认是基站的问题还是外部原因；为重新进行基站设置向网管部门或网优部门提供参考数据；建立基站的故障状态档案。而在线测试方法的测试结果已经无法对这些网络运行问题进行解释，他们不足以来评判基站的好坏，因此测试意义也不大。比如说，在网络中处于工作状态的基站可能会同时和几个手机保持通信，它们有可能占用同一个频点的相邻时隙，互相的干扰是非常大的，所以此时在线测试结果就非常可能超出门限的要求，如载波关断泄漏功率等；当然，还有其他周围的工作基站造成的干扰也不可忽视。

　　为了对PHS基站射频指标进行准确的测试，需要采用离线测试方法，即将基站从网络中独立出来，控制基站进入测试模式，令基站在某个输出端口发射一个稳定频点、功率的PHS信号。一般是执行一个运行在PC上的基站控制软件，PC通过RS232和基站连接，进而控制PHS基站进入测试模式。目前我国PHS基站的供应商有UTStarcom、中兴通信、郎讯，基站型号繁多，控制不同类型基站进入测试模式的软件是不同的。PHS测试遵循的规范为：无线工商业协会ARIB（Association of Radio Industries and Businesses）的STD 28，即Personal Handy Phone System ARIB Standard。

　　表1简单列举了PHS的部分主要的射频指标，主要发射机测试项目包括频率、调制精度、传输率、发信功率、载波开关比、瞬态特性、占用带宽及邻道功率等；接收机的指标有收信灵敏度等。标准STD-28要求在测试模式状态下对这些指标进行测试，并给出了相应门限。

表1 PHS主要射频指标

二、安立的 PHS基站测试方案

　　安立在PHS测试方面具有丰富的经验，下面将介绍安立公司针对PHS基站维护测试应用的无线综合测试仪MT8801C和PHS基站中文自动测试系统。

1、综合测试仪MT8801C

　　安立公司的无线通信综合测试仪MT8801C集PHS发信机测试、收信机测试功能于一体，此外，它还集多系统测试功能于一体，支持GSM、GPRS和CDMA等系统。下面结合MT8801C对表1中的PHS主要射频指标做一简单介绍。对于小灵通基站来说，有室内低功率型和室外标准功率型及高功率型之分，它们的发射功率分别为10mw，20mw，100mw，500mw等。载波开关比是指载波开时的发射功率与载波关时的发射功率的差。PHS是时分多址的，对于基站来说，只在某一时隙对一特定的手机发射功率，在其他的三个时隙，无信息传送，载波是关的。SDT28规范要求载波关时的泄漏功率要小于80nw，如果载波关功率超过此门限，将会对其余时隙上的手机造成干扰。利用MT8801C不仅可以得到功率的具体数值：发信功率、载波关泄漏功率、调制功率等，而且可以直观地观看到波形，并且不仅可以看到单个时隙的，而且可以看到一帧的，参见图1。在MT8801C上还有波形模板，如果射频信号的波形落在模板以内，就是合格的，如果超出了模板，就是不符合标准的。MT8801C会直接给出“Pass/Fail”判断。在MT8801C上还可以看到一个突发的上跳沿和下降沿的波形。MT8801C有内置的热耦功率计，能对基站的发信功率实现高精度测试，而且此热耦功率计是自动校零的。

图1 突发（单时隙）

图2 调制分析

　　图2是对PHS信号的调制性能的测试结果。标准的数据传输速率为384kbps，STD 28规范对传码率精度的要求为：小于5ppm。STD-28对频率的精度要求为：小于3ppm，对于频点1895.15MHz来说，要求小于5.68545kHz。根据图2，其频稳度和传码率精度是符合规范的要求的。MT8801C可以测试矢量误差，峰值矢量误差，幅度误差，相位误差，初始偏移，并且可直观的看到5种波形：

（1）星座图

（2）眼图

（3）矢量误差图

（4）相位误差图

　　（5）幅度误差图

　　比如说，在眼图上，通过观察眼的张开度，就可以了解调制性能的好坏。STD-28规范要求调制精度，即矢量误差的均方根值小于12.5%。

图 3 占用带宽

　　占用带宽（OBW）是指99%的发射功率所占用的频带范围，各有0.5%的发射功率位于范围的两边。STD28规范要求占用带宽不大于288kHz，如果超过此范围，就会对其他频道产生比较大的干扰。在图3可以看到，按照频率规划，虽然该频道的标称频点为1895.15MHz，但根据MT8801C的测量，实际的工作频点为1895.1518MHz。

图 4 邻道泄漏功率

　　如图4示，邻道泄漏功率是指总的射频输出功率落入相邻频道接收带宽内的部分，主要是由调制波的频谱展宽，哼声和噪声产生的。STD-28规范对邻道泄漏功率的定义为以载频间隔DfHz处为中心频率，计算两边±96kHz范围内的平均功率。Df分别为600kHz，900kHz。要求当Df=600kHz时，功率不大于800nw；当Df=900kHz时，功率不大于250nw。

　　在小灵通基站建设的初期，一定要测试以上的发射机的指标，以便了解并且控制不同频道间的干扰，或者控制小灵通系统对其他无线通信系统，如GSM，CDMA等的系统间频率干扰。

图5 批测试

　　为了提高测试效率，MT8801C提供批测试功能。只要将要测试的项目选中，按单键就可立刻得到所有发射机指标的测试结果，见图5，测试时间小于1.5秒，这对于对小灵通系统的维护是非常有用的，利用MT8801C可以迅速对小灵通基站进行测试，并且将各个指标的测试结果与门限进行比较，得出是否通过的判断。

2、PHS发射机测试系统ACHK-8609-001

　　安立公司的PHS基站发射机测试系统是基于先进的发射机测试仪MS8609A基础上的全中文的自动测试系统。所有参数的设置和测试的执行都在PC上完成，并将测试结果自动生成测试报表格式或工程师自定义的形式，还可以在屏幕上预览整个测试数据，或通过打印机打印或把所有的测试数据和波形存放到电脑中做后续处理。此系统完成PHS基站发射机所有指标的测试，请参见图6。具体的测试项目包括载波频率及频率误差；载波输出功率和载波关断泄漏功率；发射瞬态响应特性如上升沿/下跳沿的瞬态特性；邻道功率；调制精度，包括矢量误差、相位误差、幅度误差等；传输速率精度；占用带宽；发射杂散。因为发射机测试仪MS8609A的频率覆盖范围高到13GHz，因此该系统能够完成PHS杂散的测试。

图6 PHS基站发射机测试系统

　　PHS基站发射机测试系统具有友好的全中文操作界面和灵活的测试选项，能够进行高精度，快速有效的测试。它有强大的系统管理功能，分配不同的登陆密码给不同等级的用户，并赋予不同的操作权限。它能够自动搜索被测信道和频率，这非常利于基站维护工程师对基站进行快速的故障诊断。它有强大的分类检索功能利于做数据的统计、分析。只需输入几个关键词就能进行搜索，参见图7。如：根据基站编号、测试日期、测试人员姓名、测试合格/失败的状态等检索条件对一大堆的基站测试历史数据进行检索整理，生成综合测试报告。