CC BY
42
Подтверждение соответствия абонентских терминалов стандарта UMTS.
Измерения основных параметров терминала с помощью современных приборов
Белаш АО., Мамзелев С.И., МТУСИ
Технологии мобильной связи третьего поколения представляют собой набор услуг, которые объединяют как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создает канал передачи данньх.
В мире сосуществуют два стандарта 3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространен в основном в Европе, CDMA2000 — в Азии и США. Для реализации систем третьего поколения разработаны рекомендации по этим глобальным стандартам мобильной связи:
— обеспечение качества передачи речи, сравнимого с качеством передачи в проводных сетях связи;
— обеспечение безопасности, сравнимой с безопасностью в проводных сетях;
— обеспечение национального и международного роуминга;
— поддержка нескольких местных и международных операторов;
— эффективное использование спектра частот;
— пакетная и канальная коммутация;
— поддержка многоуровневых сотовых структур;
— взаимодействие с системами спутниковой связи;
— поэтапное наращивание скорости передачи данных вплоть до
10 Мбит/ с.
Большинство современных абонентских терминалов третьего поколения сейчас, а также в будущем, будут стремиться к поддержке полного набора таких услуг.
Изготовители абонентских станций в основном производят терминалы двух типов: классические переносные (или возимые) телефоны и настольные стационарные модели. Классические абонентские терминалы, выполненные в виде мобильных телефонных трубок, позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы и т. д., предоставляют возможности передачи данных и непосредственно голосовых вызовов. Существуют также настольные стационарные телефонные аппараты, не обладающие встроенным экраном, но при этом работающие в сетях 3G. Такие терминалы сфокусированы на передаче только голоса и данных При этом они, как правило, более удобны при их использовании в качестве модемов, чем классические модели.
Эти устройства, подключаемые к российской сети связи общего пользования, требуют прохождения процедуры подтверждения соответствия требованиям отечественных нормативных документов. Нормативно-правовым актом, устанавливающим требования к абонентским станциям UMTS, являются "Правила применения абонентских терминалов систем подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS с частотным дуплексным разносом и частотно-кодовым разделением радиоканалов, работающих в диапазоне частот 2000 МГц", утвержденные приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27 августа 2007 г. № 100 [1].
Данный документ распространяется и устанавливает обязательные требования к параметрам абонентских терминалов в сетях подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS. Согласно требованиям НПА абонентские терминалы, подлежат подтверждению соответствия в форме декларирования.
При проведении работ по подтверждению соответствия оборудования в форме декларирования абонентская радиостанция должна быть испытана в аккредитованной лаборатории на соответствие НПА. По результатам испытаний лаборатория составляет протокол испытаний АС. На основании этого протокола фирма изготовитель терминала принимает декларацию о соответствии, которую необходимо регистрировать в Федеральном Агентстве Связи. После того как декларация зарегистрирована, она вступает в силу, и абонентский терминал можно использовать на сети связи.
Нормативно-правовой акт устанавливает обязательные требования к типам оборудования, относящегося к абонентским терминалам UMTS; к характеристикам радиоинтерфейса системы подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS; требования к вспомогательным приемопередающим устройствам малого радиуса действия, работающим в диапазоне 2,4 ГГц и предназначенным для беспроводного соединения абонентского терминала с различным терминальным оборудованием (микротелефонная гарнитура, компьютер, факс и т.п.), используемым в составе АС. Также предъявляются требования к общим параметрам абонентских терминалов UMTS и к устойчивости абонентских терминалов к воздействию климатических и механических факторов внешней среды.
В целом российский нормативный документ не ужесточает требований международного стандарта, существуют незначительные отличия и связаны они, прежде всего, с условиями климата в нашей стране и осложненной электромагнитной обстановкой.
Измерения электрических параметров АС производятся автоматизированным измерительным стендом (комплексом). Классическим примером такого измерительного стенда служит прибор CMU-200 производства компании Rohde&Schwarz. Программное обеспечение стенда предусматривает автоматическое измерение всех параметров, перечисленных выше.
Измерительный стенд CMU-200 обеспечивает подачу на проверяемую АС стандартного радиочастотного сигнала GSM 900/1800 на всех возможных частотных каналах UMTS, промоду-лированного информационными, служебными, вызывными и командными цифровыми потоками, необходимыми для ее нормальной работы и всех видов испытаний. CMU-200 обеспечивает также прием радиосигнала АС, измерение всех его радиопараметров, анализ демодулированных цифровых потоков, измерение плотности ошибок в них и оценку реакции АС на подаваемые команды. В состав CMU-200 входят также такие функциональные узлы, как анализатор спектра, анализатор протоколов, измерители уровня радиосигналов и т.д. Управление комплексом производится от персонального компьютера или непосредственно с лицевой панели.
Для каждого вида испытаний формируется набор сигналов, по-
сылаемых в сторону АС, и набор эталонных сигналов для сравнения с приходящими от АС сигналами. Все эти сигналы записаны в памяти прибора и считываются командами, соответствующими выбранному виду измерений.
Для подключения CMU-200 к испытуемой АС необходим специальный модуль Antenna Coupler CMU-Z10 производства компании Rohde&Schwarz, представляющий собой портативную экранированную безэховую камеру со встроенной антенной. Этот модуль разработан непосредственно для измерительного комплекса CMU-200, но может использоваться и с другими подобными измерительными стендами, так как имеет стандартный коннектор N-типа. Абонентская станция устанавливается в эту камеру над встроенной антенной, что позволяет снимать данные излучения АС фактически в дальней зоне. Если размеры АС не позволяют поместить ее внутрь безэховой камеры, то в CMU-Z10 предусмотрен порт для подключения внешней антенны абонентской станции к модулю, а антенный модуль уже в свою очередь подключается к CMU-200. Делается это для того, что при подключении антенного модуля к CMU-200 параметры тракта (затухание, поправочные коэффициенты и тд.) заранее известны. Они указаны в паспорте на CMU-Z10. В случае если антенный порт абонентской станции подключается непосредственно в измерительный комплекс, то потребуется дополнительная калибровка прибора с точки зрения измененного затухания и т.п.
Для корректного проведения испытаний также требуется специализированная UICC/USIM карта, которая должна быть установлена в испытуемую станцию вместо обычной карты оператора. Такая карта, выполненная в соответствии с требованиями стандарта 3GPP TS 31.102 [2], обеспечивает надежность и точность всех процедур подключения АС к измерительному стенду, а также тестовых процедур и последовательностей. Если требуется, она может быть перепрограммирована в соответствии с особенными условиями испытаний.
После установки АС в антенный модуль необходимо провести процедуру подключения абонентской станции к измерительному комплексу и далее для проведения каждого испытания подать соответствующую команду для запуска программы данного вида измерений. Полученные в результате измерений значения электрических параметров печатаются принтером в виде оформленного протокола, где фиксируется также выполнение или невыполнение требований стандарта.
Проверка каждой из функций, определенных в НПА, производится с помощью измерительного стенда в автоматизированном режиме. Результаты проверок выдаются в виде двоичных решений "выполняется" ("PASS") или "не выполняется" ("FAIL") или в виде табличных значений. Погрешность измерений стендом тех или иных параметров указывается в его паспорте.
НПА предъявляют следующие требования к передатчикам абонентских станций:
1) значения предельно допустимой максимальной мощности для разных классов абонентских терминалов;
2) предельно допустимое отклонение частоты несущей передатчика абонентского терминала от значения, заданного базовой станцией, или от номинального значения несущей частотного канала не должно превышать ±0,1?10-6. Данный параметр испытывается при нормальных и предельных значениях рабочей температуры окружающей среды и напряжений питания и под воздействием синусоидальной вибрации;
3) предельно допустимое отклонение фактической мощности передатчика абонентского терминала от значений, определенных уровнем принимаемого от базовой станции пилот-сигнала;
4) допустимые значения параметров регулировки мощности при управлении мощностью по внутренней петле;
5) предельно допустимое значение минимальной выходной мощности, устанавливаемой в абонентском терминале по внешней
и внутренней петлям регулировки;
6) предельное максимально допустимое время задержки выключения и обратного включения передатчика абонентского терминала после того, как сигналы команд управления мощностью принимались с качеством ниже установленного порога;
7) максимальная допустимая мощность излучения абонентского терминала при выключенном передатчике;
8) допустимые области изменения излучаемой мощности во времени при включении и выключении передатчика абонентского терминала;
9) предельно допустимые значения ослабления мощности, излучаемой в соседних частотных каналах;
10) предельно допустимые уровни побочных излучений абонентского терминала на частотах, отстоящих от несущей частоты более, чем на 12,5 МГц;
11 ) предельно допустимое максимальное значение вектора ошибки передаваемого абонентским терминалом модулированного сигнала. Данный параметр испытывается при нормальных условиях, при предельных значениях рабочей температуры окружающего воздуха и напряжения питания и при механическом вибрационном воздействии;
12) предельно допустимое максимальное значение пиковой ошибки в кодовой области передаваемого абонентским терминалом модулированного сигнала.
Для приемника устанавливается требование предельно допустимого коэффициента ошибок бит (BER) при эталонном уровне чувствительности приемника сигнала на антенном входе приемника (он равен 117 дБм). Параметр испытывается при нормальных условиях и при предельных значениях температуры окружающего воздуха и напряжения питания.
Механическое вибрационное воздействие эмулирует перемещение АС владельцем во время разговора. Климатические воздействия эмулируют использование АС на открытом воздухе, а изменение напряжения питания станции работу на перезаряженной или разряженной батарее.
Параметры климатических воздействий устанавливаются и декларируются изготовителем абонентского терминала. При этом значение повышенной температуры — не ниже, а пониженной — не выше указанных в приложении № 9 к Правилам.
Требования НПА к параметрам встроенных в абонентские терминалы вспомогательных приемопередающих устройств малого радиуса действия, работающих в диапазоне 2,4 ГГц являются стандартными для такого рода устройств и не отличаются от требований, установленных в Приложении 3 к "Правилам применения оборудования радиодоступа. Часть I. Правила применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц", утвержденным Приказом Мининформсвязи России № 19 от 13.02.2007 г., зарегистрированным в Минюсте России 02.03.2007 г., регистрационный № 9007 [3].
Литература
1. Правила применения абонентских терминалов систем подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS с частотным дуплексным разносом и частотно-кодовым разделением радиоканалов, работающих в диапазоне частот 2000 МГц, утвержденные приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27 августа 2007 г. № 100.
2. ARIB STD-T63-31. 102 V4.5.0, Characteristics of the USIM Application (Release 4), 2002.
3. Правила применения оборудования радиодоступа. Часть I. Правила применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц, утвержденные Приказом Мининформсвязи России № 19 от 13.02.2007 г., зарегистрированы в Минюсте России 02.03.2007 г., регистрационный № 9007.
