频率误差相位误差
1) 频率误差
定义
发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。它是通过测量手机的I/Q信号并通过相位误差做线性回归,计算该回归线的斜率即可得到频率误差。频率误差是唯一要求在衰落条件下也要进行测试的发射机指标。
测试目的
通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小,则表示频率合成器能很快地切换频率,并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定,手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求(±0.1PPm),手机将出现信号弱甚至无信号的故障,若基准频率调节范围不够,还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。
2)相位误差 ~
定义
发射机的相位误差是指测得的实际相位与理论期望的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个已知的伪随机比特流通过0.3GMSK脉冲成形滤波器得到。相位轨迹可看作与载波相位相比较的相位变化曲线。连续的1将引起连续的90度相位的递减,而连续的0将引起连续的90度相位的递增。
峰值相位误差表示的是单个抽样点相位误差中最恶略的情况,而均方根误差表示的是所有点相位误差的恶略程度,是一个整体性的衡量。
测试目的
通过测试相位误差了解手机发射通路的信号调制准确度及其噪声特性。可以看出调制器是否正常工作,功率放大器是否产生失真,相位误差的大小显示了I、Q数位类比转换器和高斯滤波器性能的好坏。发射机的调制信号质量必须保持一定的指标,才能当存在着各种外界干扰源时保持无线链路上的低误码率。
阻抗匹配的研究
阻抗匹配的研究
在高速的设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。阻抗匹配的技术可以说是丰富多样,但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用,需要衡量多个方面的因素。例如我们在系统中设计中,很多采用的都是源段的串连匹配。对于什么情况下需要匹配,采用什么方式的匹配,为什么采用这种方式。例如:差分的匹配多数采用终端的匹配;时钟采用源段匹配;
1、串联终端匹配
串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射.
串联终端匹配后的信号传输具有以下特点:
A 由于串联匹配电阻的作用,驱动信号传播时以其幅度的50%向负载端传播;
B 信号在负载端的反射系数接近+1,因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。
C 反射信号与源端传播的信号叠加,使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同;
D 负载端反射信号向源端传播,到达源端后被匹配电阻吸收;
E 反射信号到达源端后,源端驱动电流降为0,直到下一次信号传输。
相对并联匹配来说,串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单,就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。理想的信号驱动器的输出阻抗为零,实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生变化时,输出阻抗可能不同。比方电源电压为+4.5V的CMOS驱动器,在低电平时典型的输出阻抗为37Ω,在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[4];TTL驱动器和CMOS驱动一样,其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。因此,对TTL或CMOS电路来说,不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配,所有的负载必须接到传输线的末端。否则,接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图3.2.5中C点的电压波形一样。可以看出,有一段时间负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。显然这时候信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很低。
GSM射频指标详解
1 射频(RF)指标的定义和要求
1.1 接收灵敏度(Rx sensitivity)
(1)定义
接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。衡量收信机误码性能主
要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏
度。
残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。
(2)技术要求
●对于GSM900MHz频段
接收灵敏度要求:当RF输入电平为一102dBm时,RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的
测试结果来看:当RBER=2%时,若RF输入电平为-l09一l07dBm,则接收灵敏度为优;若RF输入电平为-l07一l05dBm,则接
收灵敏度为良好;若RF输入电平为-105一l02dBm,则接收灵敏度为一般;若RF输入电平>-l02dBm,则接收灵敏度为不合
格。
●对于DCSl800MHz频段
接收灵敏度要求:当RF输入电平为-l00dBm,RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测
试结果来看:当RBER=2%时,若RF输入电平为一l08一-105dBm,则接收灵敏度为优;若RF输入电平为一105-- -l03dBm,
则接收灵敏度为良好;若RF输入电平为-l03一-100dBm,则接收灵敏度为一般;若RF输入电平为>-l00 dB mm,则接收灵
敏度为不合格。
1.2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS
(1)定义
测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。GSM调制方案是高斯最小移频键控(GMSK),归一化带宽
为BT=0.3。
发射信号的相位误差定义为:发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个己
移相相关法计算相位差的研究
移相相关法计算相位差的研究
刘玉周;赵斌
【摘 要】为了提高相位式测距仪的测量精度,采用移相相关方法来估计两同频正弦信号的相位差。首先将每路信号移相2π后和原信号做相关来计算自相关,以减少噪声的影响;其次用少许数据初步估算相位差,并将一路信号移相,使两路信号的相位差移到π/2(或3π/2)附近;然后用较多的采样数据计算两路信号的相位差,将结果再减去移相量得到最终的相位差。同时分析了频率误差对相位差计算精度的影响,进行了理论分析和仿真实验验证。结果表明,该方法计算的误差大大减小。这对提高测距仪的测量精度是有帮助的。%In order to improve the
accuracy of a phase-shift range finder , a phase-difference algorithm based
on phase-shift correlation analysis was proposed to estimate the phase-difference between two sinusoidal signals with same frequency .For
reducing the influence of noise , the autocorrelation between the original
and 2πshifted signal was calculated firstly.Secondly, the phase difference
was estimated approximately with a few sampled data and the initial phase
of one signal was shifted by Δθto make the phase difference between two
signals to be near π/2(or 3π/2).Then, the phase-difference was calculated
第五章手机性能测试方法0815
课 题 第五章 手机的性能测试方法
第一节 手机的主要性能指标
第二节 手机的自测试方法
课 型 新课
授课班级 授课时数 2
教学目标 1.了解手机发射机的主要性能指标以及在什么情况下表明手机性能是正常的。
2.学会利用手机测试卡来测试手机性能。
教学重点 1.手机性能指标的测试方法。
2.手机测试卡的指令及其输出含义。
教学难点 性能指标含义的理解。
学情分析
教学效果
教后记
新授课
A、引入
手机在生产、验收、维修过程中,都需要对手机进行性能测试,通常是利用一些高性能的移动通信综合测试仪,在建立呼叫或不建立呼叫(自测试模式)条件下对手机进行测试。本章学习掌握手机的主要性能指标及测试方法。
B、新课
第一节 手机的主要性能指标
手机的发射技术指标主要包括输出功率、射频输出频谱、频率误差和相位误差等;接收机主要包括灵敏度、可用输入电平、同频干扰抑制、邻道干扰抑制、噪声响应等方面的技术要求。
一、发射机主要技术指标
1.发射机输出功率
又称峰值功率,是指时分多址(TDMA)脉冲中间有用部分的平均功率。
根据峰值功率的不同分为5个类别,见表。
功率类别 峰值功率 / W 容限 / dB
正常 极限
1 20(43 dBm) 2 2.5
2 8(39 dBm) 2 2.5
3 5(37 dBm) 2 2.5
4 2(33 dBm) 2 2.5
5 0.8(29 dBm) 2 2.5
手机具有自适应功率控制的能力,功率控制级共分16级。
2.功率- 时间特性
功率-时间曲线:发射机的输出功率随时间变化的曲线。
手机的功率-时间曲线按GSM技术规范要求落在如图所示的模版之内。
载波频率偏差
载波频率偏差
什么是载波频率偏差
载波频率偏差是无线通信中一个重要的参数,它表示实际载波频率与理想载波频率之间的差异。无线通信系统中,信号是通过调制载波传输的,而载波频率偏差会导致信号传输的不准确性和性能降低。因此,准确地衡量和控制载波频率偏差对于确保通信系统的稳定性和可靠性至关重要。
载波频率偏差的原因
载波频率偏差的产生是由于传输链路中存在的多种因素导致的,主要包括以下几个方面:
1. 环境因素
环境因素是最主要的影响载波频率偏差的因素之一。无线通信系统通常运行在复杂多变的环境中,如天气变化、电磁干扰等,这些因素会导致载波频率发生偏移。
2. 设备因素
设备因素是产生载波频率偏差的重要原因之一。无线通信设备的制造和使用过程中可能存在一些不规范的因素,如晶体振荡器的精度和稳定性不足、频率合成器的失调等,这些因素都可能导致载波频率发生偏差。
3. 信号传输因素
信号传输过程中的干扰和衰减也会导致载波频率偏差。无线信号在传输过程中会受到多径效应、多径干扰等因素的影响,这些因素都会引起信号的时延和频率偏移,从而影响载波频率的准确性。
载波频率偏差的影响
载波频率偏差对无线通信系统的性能有着直接的影响,主要体现在以下几个方面: 1. 通信质量下降
载波频率偏差会导致信号的解调错误和误差增加,进而导致通信质量下降。在通信系统中,信号是通过解调过程进行恢复的,如果载波频率偏差过大,解调过程会受到严重干扰,从而导致通信质量的下降。
2. 传输距离减小
载波频率偏差会导致信号的时移和频移,从而使得通信信号的传输距离减小。频率偏差越大,信号的传输距离减小的程度也越大。这会给无线通信系统的覆盖范围和通信效果带来负面影响。
3. 通信系统容量降低
载波频率偏差会导致通信系统的容量降低。在无线通信系统中,频率资源是有限的,而频率偏差会占用一部分频率资源,从而导致系统容量减少。
载波频率偏差的测量和校准方法
1. 频谱分析法
基于星载辐射源的被动SAR频率同步:误差分析与同步方法
第26卷第5期 2010年5月 信号处理 SIGNAL PROCESSING Vol_26. No.5 Mav.201O
基于星载辐射源的被动SAR频率同步:
误差分析与同步方法
张启雷 常文革 李建阳
(国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)
摘要:基于星载辐射源的被动SAR的收、发系统采用各自独立的频率源,因此,其收、发系统本振信号存在着频率同 步误差。在接收端解调过程中,该频率同步误差会引入一定的相位误差,进而影响下一步的成像处理。本文针对基于星载辐 射源、采用地面固定接收机的被动SAR系统,分析了不同类型的频率同步误差对其方位向相位的影响,提出了一种利用直 达波信号提取相位误差的频率同步方法。在利用直达波信号提取相位误差时,零多普勒时间的精确估计是关键问题。文章 改进了零多普勒时间的估计方法,提高了其估计精度,从而较好地实现了频率同步。最后仿真分析了研究结论的有效性。 关键词:被动SAR;频率同步;直达波;零多普勒时间估计 中图分类号:TN957 文献标识码:A 文章编号:1003—0530(2010)05—0725—05
Frequency SynchrOnizatiOn of The
Transmitters:Errors Analysis Passive SAR Based on Spaceborne
and SynchrOnizatiOn Approach
ZHANG Qi-・lei CHANG Wen--ge LI Jian-—yang (School ofElectronic Science and Engineering,National University ofDefense Technology,Changsha,410073,China)
Abstract:The frequency synchronization errors exist in the Local Oscillating Signals of the transmitters and receivers of the pas— sive SAR based on spacebome transmitters because the transmitters and receivers are mounted on separated platforms.Phase errors is introduced in echo demodulation process because of the frequency synchronization error,and then,the final focus result will be deterio— rated.This paper focus on the passive fixed—receiver SAR based on spaceborne transmitters.First,this paper discusses the influence of various frequency synchronization eITOrS on azimuth phase.And then,a frequency synchronization approach of using direct—path echo is presented,in which we obtain the phase error from direct—path.In the process of obtaining the phase error,the Zero Doppler Time is the key.A more precise estimation method of the Zero Doppler Time has been improved,and the frequency synchronization is achieved. Finally,simulations are carried out to prove the validity of the research result. Key words:Passive SAR;Frequency Synchronization;Direct—path echo;Estimation of Zero Doppler Time
互感器精度等级
互感器精度等级
精度等级0.2、0.2S、0.5、0.5S都是对互感器所给定的准确等级。互感器在规定使用条件下的误差应该在规定限度内。
1. 电流互感器(测量用)
对 于 0.1、0 .2、0 .5级和1级测量用电流互感器,在二次负荷欧姆值为额定负荷值的25%-100%之 间 的任 一 值 时 , 其额定频率下的电流误差和相位误差不超过下表所列限值。
对于0.2S和0.5S级测量用电流互感器,在二次负荷欧姆值为额定负荷值的25% -100%之间 任 一 值 时,其额定频率下的电流误差和相位误差不应超过下表所列限值。
2. 电压互感器(测量用)
测量用电压互感器在额定频率及80%~120%额定电压间的任一电压和功率因数为0.8(滞后)的 25%~100%额定负荷中之任一值下,各标准准确级的电压误差和相位差应不超过下表所列限值。
3. 电流互感器(保护用)
保护用电流互感器的准确级,以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称,其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有:5P和10P。例如5P10,后面的10是准确限值系数,5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时,该绕组的复合误差≤±5%。其误差限值见下表:
4. 电压互感器(保护用)
保护用电流互感器的准确级,以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称,其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有:5P和10P。例如5P10,后面的10是准确限值系数,5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时,该绕组的复合误差≤±5%。其误差限值见下表:
相位误差
频率误差定义:
发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。它是通过测量手机的I/Q信号并通过相位误差做线性回归,计算该回归线的斜率即可得到频率误差。频率误差是唯一要求在衰落条件下也要进行测试的发射机指标。测试目的:通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小,则表示频率合成器能很快地切换频率,并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定,手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求(0.1ppm),手机将出现信号弱甚至无信号的故障,若基准频率调节范围不够,还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。
条件参数: GSM频段选1、62、124三个信道,功率级别选最大LEVEL5;DCS频段选512、698、885三个信道,功率级别选最大LEVEL0进行测试。GSM频段的频率误差范围为+90HZ 90HZ,频率误差小于40HZ时为最好,大于40HZ小于60HZ时为良好,大于60HZ小于90HZ时为一般,大于90HZ时为不合格;DCS频段的频率误差范围为+180HZ 180HZ,频率误差小于80HZ时为最好,大于80HZ小于100HZ时为良好,大于100HZ小于180HZ时为一般,大于180HZ时为不合格。
相位误差(GMSK)和频率误差是用于表征GSM手机调制质量的两个重要参数。相位误差的测量能反映出发射器电路中I/Q基带信号发生器、滤波器、调制器和放大器等部分的问题,在实际系统中,太大的相位误差会使接收器在某些边界条件下无法正确解调,这最终会影响工作频率范围。频率误差的测量能够反映出合成器/锁相环等部分的性能。频率误差过大反映出当信号发送时存在频率转换,合成器不能快速识别信号。在实际系统中,频率误差过大会造成接收器无法锁定频率,最终导致和其他手机之间相互干扰。
在欧洲GSM的电信标准中规定:相位误差的峰值不得大于20度、有效值不得大于5度。当相位误差指标有问题时,轻则会影响话音质量(失真度变大或有咯咯声)、严重时则会使手机脱离GSM服务网。
GSM手机的相位误差故障分析与调试
科 科I技I论l坛
G SM手机的相位误差故障分析与调试
郑洋 (上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海2ooooo) 摘要:相位误差是GSM手机的一项重要指标,过大的相位误差会造成通话的质量下降,直接影响用户的使用。主要针对相位误差的产生原因 以及如何在设计过程中减小相位误差进行了初步的讨论。 关键词:GSM手机;相位误差(Phase Error);射频收发器(Transceiver);功率放大器(PA) 引言 相位误差是一项基本的衡量GSM调制精度 的指标,揭示了发射机调制器的性能。相位误差有 问题,一般表明 基带产生器、滤波器和发射机 电路里面有问题,功率放大器的一些问题也能够 导致很高的相位误差。在实际的通信系统中,较大 的相位误差能够导致接收机无法正常解调,可能 会出瑚通话断续,耍.严重的则出现掉网现象。由于 GSM本身是—个调相系统,信号的相位上面携带 着有用信息,如果相位被打乱了,接收机解调出来 的 息肯定会出现问题。根据3GPP的规定,相位 误差(Phase Error)的峰值不能超过2O度,均方根 值不能超过5度。 针对相位误差的—些解决方案: l发射机方案。目前用于手机的发射机主要 有偏置锁相环结构(OPLL)和直接上变频结构{Ze一- ro It),现主要针对直接上变频结构的发射机进行 讨论。由于直接上变频结构把基带信号直接调制 到射频,省去了中频滤波器和中频混频器,使得发 射机结构简单,并且可以降低成本。
图l一种直接上变频结构的发射机 但是直接上变频结构也有自身的缺点,由于 发射信号是以本振频率为中心的通带信号,经过 功率放大器(PA)放大后的强信号会泄漏或者反射 回来影响本振,牵引本振频率,特别是在为了节省 能源,需要频繁的开关功率放大器时,产生的干扰 更大,导致本振频率不稳,直接影响发射机的各项 性能指标。所以—般在设计发射机时,会采用高于 手机发射信号的本振,如图l所示的一种直接上 变频结构的发射机,GSM采用四倍频,DCS采用二 倍频,这样直接把基带信号调制到35GHz,使发射 信号远离本振。这种方式虽然防止了主频信号对 本振的干扰,但是依然会存在高次谐波的干扰,由 于GSM的本振是在四倍频,—般PA的四次谐波 比较小,不容易产生干扰,而DCS的本振是二倍 频,通常PA的高次谐波主要是二次谐波。因此从 收发机(Transceiver) ̄lJ功率放大器(PA)都会采用 图2所示的这种电路结构,一个几dB的电阻衰减 网络加上一—个PI型低通滤波匹配网络。 一 L, L十 ∞ i
传感器相位误差
传感器相位误差
传感器相位误差是指在采集信号过程中由于传感器内部参数的不一致或者测量过程中的一些误差导致输出信号相对于输入信号的相位差异。这种误差可能会导致信号处理方案的不稳定或者无法精确计算出待测参数,因此在传感器的设计和应用中需要重视传感器相位误差的影响。
以下是阐述传感器相位误差的具体步骤:
1. 定义传感器相位误差的概念及其影响
在传感器的测量过程中,输入信号和输出信号的时间相位很重要,因为它们直接影响到信号处理的精度和稳定性。传感器相位误差是指测量值相对于输入信号的相位差异,它会影响信号处理的正确性和精度,尤其是在高精度的测量和控制应用中。传感器的相位误差主要由两种类型的误差引起:常态误差和随机误差。
2. 分析传感器相位误差的成因
传感器相位误差主要由以下三个因素引起:传感元件非线性、噪声和传感器硬件设计的误差。传感器的传感元件非线性是由于元件本身的特性而引起的,例如,压力传感器的灵敏度可能随着压力的变化而发生变化。这种非线性会导致输出信号与输入信号之间出现相位误差。传感器的噪声主要是由于信号与噪声干扰产生的相位误差,通常会在信号处理方案中减少或校正。传感器硬件设计的误差包括使用不完整的电路、不合适的放大器和传感器之间的干扰。
3. 评估传感器相位误差的影响
传感器相位误差对信号处理的精确性和稳定性都有很大的影响,因此需要对传感器进行系统性的评估和分析。评估传感器相位误差的方法包括频率响应分析、时间域分析和傅里叶变换分析等。通过这些分析方法,可以了解传感器相位误差产生的原因、程度和稳定性,从而采取相应的措施进行调整和校正,以确保传感器的精确和稳定输出。
4. 降低传感器相位误差的方法 为了降低传感器相位误差,需要采取一系列的措施,包括精密设计的传感器元件、优化的信号放大器和滤波器、合适的传感器信号处理方案等。在设计传感器的过程中需要注意传感器的焊接和布线不要产生额外的干扰和相位误差。另外,需要注意不同传感器之间的干扰,例如电磁干扰、热干扰、机械干扰等。
