摘要：本文將對(duì)手機(jī)無線通信中遇到的問題提出相應(yīng)的解決方案。隨著國家發(fā)放3g牌照運(yùn)營許可證，中國進(jìn)入了3g時(shí)代。面對(duì)這新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，無論是通信運(yùn)營商還是手機(jī)制造商都開始進(jìn)行新一輪激烈的競(jìng)爭(zhēng)。手機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)存在著頻段控制、通信質(zhì)量檢測(cè)和信號(hào)大小控制等問題。被射頻工程師稱為“射頻萬用表”的頻譜分析儀在頻譜分析方面的優(yōu)勢(shì)可以幫助解決這些問題。
問題一：各個(gè)通信運(yùn)營商要控制自己的通信頻段
電聯(lián)對(duì)通信的頻段進(jìn)行了嚴(yán)格的定義，工業(yè)和科學(xué)通信、固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)、衛(wèi)星通信等通信方式都必須在各自的頻段內(nèi)進(jìn)行，即使在同一個(gè)頻段內(nèi)各種業(yè)務(wù)的通信也有嚴(yán)格的定義。如果通信的頻段帶寬超出自己分配的范圍，不僅會(huì)干擾其他通信且會(huì)影響自身的通信能量。所以需要對(duì)通信的帶寬和信號(hào)能量集中程度進(jìn)行測(cè)試。
問題二：需要確保通信信號(hào)的質(zhì)量
在手機(jī)無線通信的時(shí)候，通道中會(huì)有各種噪聲混在里面，而噪聲導(dǎo)致通信信號(hào)的質(zhì)量變差，所以需要對(duì)通信通道的信噪比進(jìn)行測(cè)量。
問題三：在手機(jī)無線通信系統(tǒng)中會(huì)存在著呼吸效應(yīng)和遠(yuǎn)近效應(yīng)
在無線通信系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)小區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，基站的實(shí)際有效覆蓋面積就會(huì)縮小;當(dāng)一個(gè)小區(qū)的干擾信號(hào)很弱時(shí)，基站的實(shí)際有效覆蓋面積就會(huì)變大，這就是呼吸效應(yīng)。簡(jiǎn)而言之，呼吸效應(yīng)表現(xiàn)為覆蓋半徑隨用戶數(shù)的增加而收縮。由于手機(jī)用戶在一個(gè)小區(qū)內(nèi)是隨機(jī)分布的，而且是經(jīng)常變化的，同一手機(jī)用戶可能有時(shí)處在小區(qū)的邊緣，有時(shí)靠近基站。如果手機(jī)的發(fā)射功率按照zui大通信距離設(shè)計(jì)，則當(dāng)手機(jī)靠近基站時(shí)，功率必定有過剩，而且形成有害的電磁輻射，這就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。解決這個(gè)問題的方法是根據(jù)通信距離的不同，實(shí)時(shí)地調(diào)整手機(jī)的發(fā)射功率，即功率控制。這就需要對(duì)通信信號(hào)的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
頻譜分析儀可以很好地解決上述三個(gè)問題，下面以rigol公司推出的dsa1030a頻譜分析儀為例，詳細(xì)介紹如何進(jìn)行測(cè)試。dsa1030a頻譜分析儀頻率范圍為9khz～3ghz，顯示平均噪聲電平danl為-148dbm，相位噪聲典型值-88dbc/hz@（偏移10khz）,全幅度精度小于1.0db，可以幫助解決手機(jī)應(yīng)用中遇到的問題。同時(shí)，dsa1030a頻譜分析儀還具有豐富的一鍵測(cè)量功能，可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的需求。以下以測(cè)試一個(gè)td-scdma信號(hào)為例，說明頻譜分析儀的作用。
對(duì)于問題一和問題二可以采用dsa1030a頻譜分析儀中的acp鄰道功率測(cè)量和obw占用帶寬測(cè)量來解決。領(lǐng)道功率測(cè)量可以測(cè)量主道功率、前一信道和后一信道的功率、以及主道與上下鄰道之間的信噪比測(cè)量，圖1中左下方為測(cè)量結(jié)果。用戶根據(jù)特定的需要靈活設(shè)置主道帶寬、鄰道帶寬以及主道和鄰道之間的間距的大小，圖1中右下方為測(cè)量設(shè)置值。通過利用領(lǐng)道功率測(cè)量的功能可以清楚地測(cè)出通道通信的能量大小以及通信的信噪比。從圖1可以得出主道能量為-10.69dbm且基本上集中在1.6mhz的帶寬內(nèi)，符合td-scdma信號(hào)每個(gè)載波的帶寬為1.6mhz的要求。鄰道抑制為-51.32db和-51.66db，可以滿足一般的需要。
圖1利用acp測(cè)量信號(hào)的能量和信噪比
obw占用帶寬功能可以檢測(cè)自己關(guān)心部分的能量是否在特定的帶寬內(nèi)。通過設(shè)置功率比為99%，測(cè)得該信號(hào)在帶寬1.396666mhz內(nèi)包
了99%的能量。
對(duì)于問題三可以利用dsa1030a頻譜分析儀中的pass/fail功能來解決。用戶根據(jù)實(shí)際的需求提前編輯好兩條標(biāo)準(zhǔn)跡線即測(cè)量的上限和下限，開啟該功能后會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)通過率。在測(cè)量失敗的時(shí)候會(huì)自動(dòng)停止測(cè)量，查看測(cè)量失敗的頻率和幅度。如圖3所示，利用pass/fail功能監(jiān)控信號(hào)的大小。
圖3利用pass/fail功能監(jiān)控信號(hào)大小
對(duì)于以上的測(cè)量，dsa1030a還提供了人性化的操作測(cè)量結(jié)果的保存和測(cè)量設(shè)置的載入。用戶可以把測(cè)量的設(shè)置保存到本地，等下次測(cè)量的時(shí)候直接載入即可。這樣可以減小操作時(shí)間，降低操作錯(cuò)誤的幾率，提高測(cè)量效率。也可以把測(cè)量設(shè)置保存到u盤中載入到其他頻譜儀中，方便測(cè)量的移植，用戶可以在實(shí)驗(yàn)室中提前把測(cè)量設(shè)置編輯好保存到u盤中然后直接移植到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的儀器中，測(cè)量得出的結(jié)果也可以通過u盤把數(shù)據(jù)從儀器存入到電腦中，供以后分析處理或作為報(bào)告數(shù)據(jù)。
圖4保存和載人pass/fail設(shè)置
頻譜分析儀可以方便快捷地對(duì)手機(jī)無線通信頻段進(jìn)行管理和監(jiān)控，監(jiān)控通信時(shí)各個(gè)信道內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)通信過程信號(hào)。