干扰对CDMA手机接收器测试的影响
◆接收器和发射器耦合
影响Nt大小的另一个噪音源是手机发射器与接收器的交叉耦合,这是手机设计问题,由于接收和发射讯息通道之间没有适当隔离或匹配造成。因为是设计问题,所以解决方法的成本很高而且很困难。正向和反向链路间隔45或80MHz,故分别对单元波段和PCS波段来说干扰在链路之间是高度隔离的,在手机前端会发现从一个链路到另一个链路的串话现象,这是手机前端设计问题。
接收器讯息通道感应性
既然频谱噪音主要来源上面都已列出,现在我们来看一下这些频谱噪音是如何进入手机接收讯息通道的。
通常我们采用两种方法测试手机,最常用的是藉由实体RF连接进行测试,这种连接常被称为‘过电’连接,而不常用的测试连接方法则是直接藉由手机天线。我们假定这里讨论的所有测试都是藉由实体‘过电’连接器进行,根据手机生产制程决定是否连接天线。为了发现最坏的情况,我们假定天线已装配到手机中。
多数情况下,手机会因屏蔽很差的RF电缆或未连接的天线埠很容易受到噪音影响。一般来讲天线埠是噪音的主要来源,特别是如果天线是在测试时才接上。图3表示正进行灵敏度试验的手机对另一个正向链路功率-25dBm手机可能产生的影响情况,手机1是正进行测试的手机,具有较高的-25dBm正向链路功率。由于手机1发射讯息通道功率为-25dBm,假设未连接开关的衰减是20dB,那么藉由天线未连接埠泄露出的讯号可能高达-45dBm。
衰减值大小因设计而变化。由于藉由天线泄漏的讯号是经由空气传播,其传播衰减可用Friis转换方程运算:
其中:
Pr=接收功率
Pt=传输功率
Gr=天线传输增益
Gt=天线接收增益
λ=波长
d=Tx与Rx之间的距离
假设在最坏情况下,手机1距离手机21米远(假定只有远场效应,近场因素很难考虑),将两个手机平行对准且手机之间没有衰减材料,则手机2的天线会收到一个高达-83.92dBm的讯号。这样手机2的接收器就会有-103.92dBm干扰讯号,因为假设天线到过电开关的衰减为20dB。这个例子说明了一个手机在另一手机接收讯息通道上产生噪音的一般原因,根据例中所做假设,在实际执行中还有很多情况会引起不同的结果,这也为认识哪种噪音会从一个手机进入另一个手机讯息通道提供了基础。方位、距离、开关衰减、屏蔽、天线设计和实现方式等,这些因素都会在导入噪音的整个转换中发挥作用。
几点注意事项
?如果是藉由‘过电’连接测试,天线没有连接比连接了的要好。由于手机设计是围绕在所要求频段有效发射和接收讯号,如果藉由实体过电连接来测试,天线还是能够接收外来讯号,加在发射和接收器前端。接上天线后,也可能在测量手机发射端时以较高功率把大讯号发射到外面去。在希望测试频率上消除天线埠匹配(从天线连接器上取下天线)后,手机能在较高衰减电平上接收和发射讯号。
?由于外界干扰会进入被测RF电缆与手机的连接,因此使用适当屏蔽的电缆线是很重要的,最好是用有三重屏蔽电缆的N型连接器。
?测试时对手机进行屏蔽会大幅衰减来自其它手机或不明频谱噪音源的外界干扰,前面手机对手机干扰的例子在具体测试需要时确定屏蔽衰减很有用。屏蔽手机不受外来干扰并不是消除噪音的唯一办法,仔细处理所有被测手机频率也能有效地避免干扰,这要求有更加复杂的控制软体使讯息通道数和频率初始化,以消除频率冲突。
?密切关注正使用两个相同频率的手机的距离还能实现频率重覆使用,手机对手机干扰的例子在确定安全重覆使用距离上非常有用。
本文结论
处理接收器干扰问题时,特别是在生产环境中,找出因灵敏度测试失效而使产量降低的原因不是一件容易的事,工厂的位置、工作时间、测试方式以及其它看似不相关的因素都会造成随机性灵敏度失效。退回一步去认识干扰噪音主要来源和这些噪音源如何影响接收器前端,这样对于解决灵敏度测试藉由率低的问题会更加容易一些。
作者: Ryan Hendrickson
CDMA手机测试部
安捷伦科技公司