2009年手机进网主要调整项目介绍

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2009年手机进网主要调整项目介绍
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    进入2009年为了进一步保障和提高国内进网和销售的GSM手机质量，最近在GSM手机入网测试中提出了新的要求，摩尔实验室（MORLAB）现对其调整的主要测试内容做个简要介绍：
    1. 进网音频测试删除了“稳定度储备”，同时音频测试增加“声学回声控制” 、“空
    闲信道噪声” 、“接收失真”项目。
    2. 进网检测增加了SAR测试和OTA中的总辐射功率（TRP）测试。
    3. 新电磁兼容国标实施后,辅助设备连续辐射骚扰(由1GHz改为6GHz),辐射骚扰抗扰度
    （900MHz）（由1GHz改为2.7GHz），辐射骚扰抗扰度（1800MHz）（由1GHz改为
    2.7GHz）。
下面我们分别对进网调整项目的测试意义和一些需要注意的地方作进一步介绍：
（一）进网要求中音频测试调整内容：
1. 声学回声控制：
    源自接收器（耳机）的声波，通过位于声音路径上的固体物体反射进入手机的麦克风（话筒）中，或扬声器电话中，这就形成了声学回声。大多数情况下，通信系统的本地声学结构会把扬声器播放的远端声音反射回本地麦克风，形成声学回声反馈送给远端讲话者。本地输入端不可能只接受到纯净的本地语音，只能接受到被回声干扰后的语音。手机测试中的回声损耗指语音编码器输入与解码器输出之间的衰减(编码器增益+解码器增益=1)。正常情况下回声损耗是由电话接收机与麦克风之间的内部声学耦合而产生。声学回声极大地干扰了语音通信的质量，降低了语音的清晰度和可懂性。因此进网测试中明确了对手机该项性能的测试。
    测试标准要求:手柄终端 TCLw≥46dB。
    测试配置：LRGP方法：当按照ITU-T P.57建议的规定将移动终端的手柄安放在LRGP位置时，仿真嘴应符合ITU-T P.51建议的要求，仿真耳应符合ITU-T P.64建议的要求，建议采用Type1或者Type3.2型仿真耳。数字移动终端音频性能的测试在空中接口处进行。系统模拟器应提供无差错的无线连接，与移动终端之间建立全速率语音呼叫。
    测试环境：测试房间应是自由声场，最低无混响频率应达到275Hz。另外测试房间应该满足下列要求；在自由声场条件下，仿真嘴出声口处的声压和距离仿真嘴唇环中心点5.0cm，7.5cm，10cm处的声压在±0.5dB范围内。测试房间的环境噪声声压应小于－30dBPa(A)；当进行空闲电路噪声测量时，测试房间的噪声声压应小于－64dBPa(A)。回声测量应在实际房间中进行，保证室内噪声声压小于－64dBPa(A)。
    测试方法： 手柄终端垂直悬挂在自由声场空间。测试输入参考点到输出参考点之间的复合测试信号的衰减。最后按照标准上列出的公式计算加权的终端耦合损耗(TCLw)。注意：，每一频率带宽的声压指的是在这一带宽上的平均声压。以下数据图来源于我们试验室B&K音频测试系统。

    2. 空闲信道噪声：
    数字通信系统中通常会在电子和传输系统中有一些噪声，即使是目前最复杂的系统也是这样。其中一个噪声信号称为空闲信道噪声，简而言之，这是一个小幅度的噪声源，它存在于与模拟输入信号无关的信道中，可以通过A/D变换器进行量化。此参数会影响到手机和基站之间的连接质量。
    标准要求：发送方向，对手柄终端来说，在安静环境下，在系统模拟器的编解码器的输出端，由被测设备产生的最大噪声电平应不超过-64dBm0p。

    接收方向，对手柄终端来说，当系统模拟器的信号输入端口没有信号输入时，在手柄终端受话器处测得的最大声压应满足以下要求；1.如果没有用户控制的接收音量控制器，或者当音量控制器设置在RLR等于标称值时，被测设备受话器输出的最大噪声声级应不大于-57dBPa(A)；2.当接收音量控制器设置为最大时，被测设备受话器输出的最大噪声声级应不大于-54dBPa(A)。
    测试配置及测试环境同以上。
    测试方法：发送方向－手柄终端按照ITU-T P.64建议的要求安放在LRGP位置。环境噪声应<-64dBPa(A)。用随机噪声功率计在系统模拟器的输出端口测量发送状态下的空闲电路噪声。随机噪声功率计应符合ITU-T 0.41的要求。
    接收方向－手柄终端按照ITU-T P.64建议的要求安放在LRGP位置。环境噪声应<-64dBPa(A)。在耳参考点（ERP）处用A-计权的噪声计测量接收状态下的空闲电路噪声。A-计权噪声计应满足IEC 60651的要求。以下数据图来源于我们试验室B&K音频测试系统。

发送方向数据图

接收方向数据图
    3. 接收失真：
    接收路径中的信噪比作为声学信号声压值来进行测量。接收失真是指发射信号与总失真之比，是对发射设备（不包括话音编译码器）线性度的量度。
    标准要求：对手柄终端来说，当RLR等于标称值时，接收失真在系统模拟器的参考语音编解码器的输入端口和耳参考点之间进行测量。用适当的噪声加权方法（应按照ITU-T建议G.223表4中规定）测量的信号与总失真功率之比应高于下表给出的极值。若耳参考点处的声压≥＋10dBPa，则对失真没有要求。
被测设备的数字输入接口处的接收电平（dBm0）        接收电平比例（dB）
－45        17.5
－40        22.5
－30        30.5
－20        33.0
－10        33.5
－3        31.2
  0        25.5

    测试配置及测试环境同以上。
    测试方法：测试用正弦信号频率在1004-1025范围内，在系统模拟器的信号输入端口施加的测试电平分别为，-45，-40，-35，-30，-25，-20，-15，-10，-5，0 dBm0。用随机噪声加权方法在耳参考点测量信号与总失真功率的比值。以下数据图来源于我们试验室B&K音频测试系统。

（二）进网要求中的SAR和OTA测试
1. 进网测试要求中的SAR测试
    在国际上，手机对人体辐射的安全标准或电磁辐射暴露限值是以SAR(specific absorption rate)这个指标来表征的，只有SAR值才是衡量手机辐射危害的唯一适用指标。我国在2009年的进网测试中也将要求进行SAR测试。依据标准为YD/T 1644《手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射――人体模型，仪器和规程――第一部分，靠近耳边使用的手持式无线通信设备的SAR评估规程（频率范围300MHz-3GHz）》。本标准规定了使用时发射部分靠近耳边使用的手持无线通信设备的比吸收率的评估规程。适用于工作频率范围在300MHz至3GHz的任意电磁场发射设备，如：移动电话，无绳电话等。本标准对测量系统中的人体模型、测量仪器、探针、人体组织液、机械臂以及测量计算方法作了明确的描述和规定。
    测式要求：测量过程中，被测移动电话机工作在正常电压条件下的业务模式（信道分配）。被测移动电话机跟系统模拟器建立通讯链路，并且建立通话。绝对射频信道号在GSM900MHz情况下分别1,62和123；在DCS 1800MHz情况下分别为512,700和885。被测移动电话机要求处于最大发射功率进行工作。如使用无线链接，应当在基站模拟器输出端口连接个天线。天线应当放置在距离被测移动电话机至少50cm远的位置。自模拟器天线馈入点发射功率应当比被测移动电话机的输出电平低至少30dB。具体测试情况要求可以参考下表：
    限值要求：进网测试要求SAR限值取10g平均值，限值为2.0W/kg。
测量情形       
       
左手侧，紧贴脸颊，高信道       
左手侧，紧贴脸颊，中信道       
左手侧，紧贴脸颊，低信道       
左手侧，倾斜15度，高信道       
左手侧，倾斜15度，中信道       
左手侧，倾斜15度，低信道       
右手侧，紧贴脸颊，高信道       
右手侧，紧贴脸颊，中信道       
右手侧，紧贴脸颊，低信道       
右手侧，倾斜15度，高信道       
右手侧，倾斜15度，中信道       
右手侧，倾斜15度，低信道       


MORLAB SAR测试系统扫描出的手机SAR测试能量分布图
2. 进网测试要求中的OTA测试
    在2009年进网项目变化中其中比较引人注意的是在GSM和CDMA的入网认证的测试要求中增加了总辐射功率（TRP－Total Radiated Power）的相关内容（2009年1月1日起此项目正式成为入网判定项）。OTA TRP的测试参考标准是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》。该标准规定了移动台的空间射频辐射功率和接收机性能测量方法，包括频率范围和限值。
    总辐射功率（TRP）是OTA（Over The Air）测试的基本指标之一。在以前的入网测试（CTA）中，射频性能测试主要是在电缆连接模式下进行的，至于手机整机的辐射发射和接收性能，在原入网测试中没有明确的规定, 而此次新增的OTA 测试正好弥补原来CTA测试的不足。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》，对总辐射功率（TRP）给出了明确的定义，既是值移动台在空间三维球面上的射频辐射功率积分值，反应了移动台在所有方向上的发射特性。
    测试条件：由于移动台在自由空间状态下的测量结果和在人头模型左，右耳两种状态下的测量结果可能不同，标准要求分别进行以上三种状态下的测试，对于具有可伸缩天线的EUT，还需要在天线拔出和缩回两种状态下分别进行测试。注：实际上，目前并没有标准定义人头模型测试条件下的限值和要求，因此这里我们不考虑人头模型的测试，下文主要是以自由空间条件下，来进行描述。测试必须在全电波天线暗室中进行，EUT旋转中心与测量天线相位中心之间的距离必须大于最小测试距离R，整个测量系统不确定度需小于2dB。EUT支撑夹具结构能够满足对移动台进行自由空间，人头模型左右耳共3种测试条件的要求，并且使用射频透明材料。
    测试方法：在基站模拟器与移动台之间建立连接，调整移动台射频输出功率至最大。测试应在EUT所支持频段内选择高中低三个不同的信道进行。详情请参考下表
GSM射频辐射功率测试频率
频段        信道号        Designation        频率(MHz)
GSM 900 A        975        下行        925.2
GSM 900 A        975        上行        880.2
GSM 900 B        38        下行        942.6
GSM 900 B        38        上行        897.6
GSM 900 C        124        下行        959.8
GSM 900 C        124        上行        914.8
GSM 1800 A        512        下行        1805.2
GSM 1800 A        512        上行        1710.2
GSM 1800 B        661        下行        1835
GSM 1800 B        661        上行        1740
GSM 1800 C        885        下行        1879.8
GSM 1800 C        885        上行        1784.8
测试限值：请参考下表
GSM最小辐射功率要求
        GSM 900 TRP        GSM 1800 TRP
功率等级        自由空间        人头模型        自由空间        人头模型
5        ≥26dBm        待定        NA        NA
0        NA        NA        ≥25dBm        待定

MORLAB OTA测试系统扫描出的GSM终端TRP方向图

MORLAB天线试验室和OTA测试系统配置图
OTA测试的主要意义：
    &#8226; OTA测试可表征整机在网络中的实际发射和接收性能情况；
        – 整机的实际发射和接收性能直接影响其在网络中的表现，因此自2004年8月开
        始，北美采纳CTIA的OTA测试计划作为其认证规范，手机申请北美的CTIA认证，
        必须通过OTA测试。
        – 某些网络运营商，例如Cingular(即AT&T Wireless),针对打算进入他们网络
        使用的移动终端，已经制定了OTA性能结果的规范。
        – GCF组织也正在考虑将其纳入测试要求之中。
    &#8226; OTA测试弥补了传统射频测试的不足；
        – 在传统射频测试中，射频性能测试主要进行手机在电缆连接模式下的射频性能
        测试。手机整机的辐射发射和接收性能，传统射频测试中没有明确的规定,而OTA
        测试正好弥补传统射频测试在这方面测试的不足。
    &#8226; 终端生产厂家通过OTA测试了解手机的辐射性能；
        – 终端生产厂家必须对所生产手机的辐射性能有清楚的了解，并通过各种措施提
        高手机辐射的发射和接收指标。如果手机辐射性能不好，将产生手机信号不好、
        语音通话质量差、容易掉线等多方面的问题，这也是客户投诉比较多的问题。
    此外OTA测试中的TRP指标和SAR指标也是相互制约的关系。TRP 反映的是天线远场的辐射性能，而SAR 反映是天线的近场辐射性能。对于OTA 中的TRP 指标，一般是希望其TRP 比较大，这样从PA 出来进入天线的功率才被有效辐射，无线接口的连接性才比较好。在SAR 测试中，则希望TRP 数值比较小，这样被人脑吸收的功率才比较小，保证能通过SAR 测试标准。因此，TRP 指标与SAR 指标是一对相互矛盾的指标，在天线设计中如何保证两个指标都达到相关的标准，满足设计需要，在天线设计的之初就得考虑。
SAR和OTA测试中常用调整措施：
    (1) 选用合适的天线形式最为重要。比如内置天线中的Monopole 具有效率高但SAR 也高的特点，因此在使用之前就应该对此有所认识，即Monopole 和人脑的耦合效应较强。PIFA 天线综合性能较好，由于其靠近人脑的一侧被PCB 的地遮挡，其高频频段在人脑方向比最大辐射方向有5-6dB的衰减，因此PIFA 天线的SAR 值比较低，是内置天线中比较理想的天线形式。
    (2) 在天线的设计之初就考虑SAR 问题，主要在结构问题上进行设计，结合手机的结构选用合适形式的天线，保证天线性能的同时还满足通过SAR 指标，比如采取将天线放置于PCB 的底部等措施。对于外置式的螺旋天线一般应注意天线与人脑之间的距离，保证满足SAR 测试的需要。
    (3) 在设计后期发现SAR 测试超标，可通过调低天线性能的方式解决，如使用损耗稍大的材料等方法，这需要与天线厂家配合进行。
    (4) 更改天线走线方式，调整方向图等措施。
    (5) 在标准允许的情况下，降低PA 的输出功率。
    以上是在满足SAR 和TRP 测试限值的情况下，常用的手机调整方法。

（三）进网要求中的EMC测试调整内容
    新电磁兼容国标实施后,辅助设备连续辐射骚扰(由1GHz改为6GHz),辐射骚扰抗扰度（900MHz）（由1GHz改为2.7GHz），辐射骚扰抗扰度（1800MHz）（由1GHz改为2.7GHz）。总体来说对能够进行手机CE和FCC认证测试的实验室设备要求调整不大，因为FCC标准在连续辐射骚扰测试时，一直采用的是10倍频的扫描范围，远远高出6GHz的频率范围，而欧洲在之前的标准中早已经开始采用辅助设备连续辐射骚扰(由1GHz改为6GHz)，辐射骚扰抗扰度（900MHz）（由1GHz改为2.7GHz），辐射骚扰抗扰度（1800MHz）（由1GHz改为2.7GHz）。这个新规定。进网测试这方面的测试要求提高，对于被测手机来说是提高了要求，尤其是支持GSM1800MHz频段的手机，在辐射骚扰方面也许会遇到些问题。在设计时应当参考相关标准加以重视。
    以上就是此次入网调整的最新内容，它主要包含了音频，OTA，SAR和EMC的部分测试要求的变化。如需测试新进网要求中所定义的内容，可联系各地摩尔实验室（MORLAB）完成。

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