TD-SCDMA終端耗電性能測試

隨著TD-SCDMA社會化業(yè)務(wù)測試和試商用的正式啟動，TD-SCDMA終端將逐步被更多的普通用戶使用。TD-SCDMA終端支持的業(yè)務(wù)更加豐富，用戶對TD-SCDMA通信服務(wù)質(zhì)量的期望也越高，相應(yīng)地對終端耗電性能也將提出更高的要求。

TD-SCDMA終端除支持基本的語音、短信以外，還支持高速數(shù)據(jù)下載和視頻電話等豐富的多媒體應(yīng)用，因此增加了復(fù)雜的物理層數(shù)字信號處理和高層協(xié)議棧軟件處理。這大大增加了終端省電的處理難度，對TD-SCDMA終端設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。

TD-SCDMA終端的耗電性能測試是終端入網(wǎng)測試的一個重要測試內(nèi)容。本文將對耗電性能測試的方法以及終端如何省電展開論述。

TD-SCDMA終端耗電測試內(nèi)容和指標(biāo)要求

為了促進(jìn)TD-SCDMA終端耗電性能的指標(biāo)優(yōu)化、進(jìn)一步提升用戶感受，在TD-SCDMA終端相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了耗電性能的指標(biāo)要求和測試方法。

衡量終端整機(jī)耗電性能的主要指標(biāo)有待機(jī)時間和通話時間。其中，通話時間可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型細(xì)分為語音通話時間、可視電話通話時間、FTP上傳/下載時間、流媒體業(yè)務(wù)時間等。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，TD-SCDMA終端入網(wǎng)測試要求的耗電測試項目是待機(jī)時間、通話時間以及可視電話通話時間。

待機(jī)時間指終端(電池電量充滿)保持空閑狀態(tài)直至電量耗盡關(guān)機(jī)的持續(xù)時間。

通話時間指終端(電池電量充滿)保持某種業(yè)務(wù)通話狀態(tài)直至電量耗盡關(guān)機(jī)的持續(xù)時間。

TD-SCDMA終端耗電性能指標(biāo)要求如表1所示。需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)中提出的僅僅是最低要求，我們提倡終端的耗電性能優(yōu)于這個最低要求。另外，因為雙模雙待機(jī)終端的TD-SCDMA和GSM兩個模式能夠同時工作，待機(jī)電流相對單模終端會有所提高，所以待機(jī)指標(biāo)要求相對降低。對于雙待機(jī)終端，在進(jìn)行TD-SCDMA模式的耗電性能測試時要求GSM模式一直處于待機(jī)狀態(tài)。

TD-SCDMA終端耗電性能測試方法

待機(jī)時間和通話時間的測試方法有兩種：直接測量和間接測量。

直接測量即直接記錄終端維持在空閑狀態(tài)或通話狀態(tài)的持續(xù)時間。直接測量方法簡單，對測試儀表要求較低，測試結(jié)果直觀，能夠反映終端整機(jī)(包括電池)的耗電性能，缺點是不便深入分析，且耗時耗力。

間接測量是分別測量終端待機(jī)耗電電流和通話時耗電電流，然后根據(jù)終端電池的容量折算出待機(jī)時間和通話時間。間接測量方法的關(guān)鍵在于要保證電流測量的精度和準(zhǔn)確度，故間接測量對測試儀表精確度要求較高，優(yōu)點是省時高效，并可以排除終端電池性能的影響，能從耗電電流大小和電流質(zhì)量來反映終端的耗電性能，有利于深入分析不同終端耗電性能差異的原因。我國的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用間接測量的方法。

間接測量方法也有兩種：電流計方式和感應(yīng)電阻方式。

1.電流計方式

電流計方式的測試連接如圖1所示。

圖1　電流計方式的測試連接

終端裝配上相應(yīng)的假電池，通過恒壓直流電源提供所需的標(biāo)稱工作電壓，由具備求平均值功能的電流計來測量終端的耗電電流，電流計的測量精度要在100μA以上。通常較為精密的恒壓直流電源本身就具備精確測量輸出電流的功能，因此若使用這類恒壓直流電源則可以不需要使用電流計，直接從直流電源上讀取電流數(shù)值。

在這種方式的耗電性能測試系統(tǒng)中，直流電源必須在整個測試中盡量準(zhǔn)確地模擬手機(jī)電池的性能，包括電壓、電流、內(nèi)阻等。所以直流電源要求頻帶寬，具有超快速瞬態(tài)負(fù)載電流響應(yīng)，能減少瞬間大電流時的壓降，同時要求輸出阻抗可編程，能模擬電池真實阻抗。另外，必須通過直流電源的反饋端進(jìn)行電壓補(bǔ)償，以保證電壓源的輸出電壓保持為電池的標(biāo)稱電壓。

還有一點非常重要，為了減小測量不確定度，供電電纜以及測試夾具等的阻抗必須盡量小，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在行標(biāo)中要求測量30min內(nèi)的平均待機(jī)電流，15min內(nèi)的平均通話電流。為了滿足測試時長的要求，通常需要用PC機(jī)遠(yuǎn)端控制直流電源，通過程序控制來實現(xiàn)長時間電流采集和記錄。

2.感應(yīng)電阻方式

感應(yīng)電阻方式的測試連接如圖2所示。

圖2　感應(yīng)電阻方式的測試連接

此種方式是通過測量感應(yīng)電阻兩端的電壓，換算出平均待機(jī)電流和平均通話電流，測量設(shè)備可以是采用示波器或者高速數(shù)據(jù)采集卡等，要求采樣率至少5萬次/秒，噪聲基底小于最低的ADC步進(jìn)。待機(jī)電流測量分辨率至少0.1mA，通話電流測量分辨率至少0.5mA。待機(jī)電流測量用的感應(yīng)電阻的要求是，阻值0.5ohm的高精密金屬膜電阻器，精度不小于0.1%，功率不小于0.5W。通話電流測量用的感應(yīng)電阻的要求是，阻值.1ohm的高精密金屬膜電阻器精度不小于0.1%，功率不小于2W。另外，推薦使用帶有感應(yīng)線的電阻，否則需要精確地測量電阻值，并考慮連接線纜的阻抗。

這種測試方法，要求用標(biāo)配電池給終端供電，并且電池的制造期限不應(yīng)超過3個月。將標(biāo)配電池裝入終端，終端處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，使用標(biāo)配充電器，并按照終端用戶手冊中說明的充電方法，對終端進(jìn)行充分地充電。充電完成后，從終端中取出電池，等待1個小時后，將標(biāo)配電池重新裝入終端，電池正極與感應(yīng)電阻相連，電池負(fù)極與終端負(fù)極相連，電阻的另一端與終端正極相連。

這種方式同樣要求測量30min內(nèi)的平均待機(jī)電流，15min內(nèi)的平均通話電流。為了滿足測試時長的要求，通常也需要用PC機(jī)遠(yuǎn)端控制測量設(shè)備，通過程序控制來實現(xiàn)長時間電流采集和記錄。

在這兩種測試方式中，耗電性能測試時的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的選擇非常重要。測試環(huán)境分為單小區(qū)環(huán)境和多小區(qū)環(huán)境。在單小區(qū)環(huán)境下測試，因為沒有鄰小區(qū)，終端不進(jìn)行鄰小區(qū)測量，小區(qū)重選，故功耗較低，但是不能真實反應(yīng)終端在實際網(wǎng)絡(luò)中的耗電情況。在多小區(qū)環(huán)境下，終端需要進(jìn)行鄰小區(qū)測量和上報，可以更好地模擬出終端在實際網(wǎng)絡(luò)中的使用情況，耗電測試結(jié)果更接近用戶使用過程中的耗電性能表現(xiàn)。所以，終端耗電測試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需要在多小區(qū)環(huán)境下進(jìn)行。我國行標(biāo)中采用的就是多小區(qū)測試環(huán)境。對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，要求至少4個鄰小區(qū)，服務(wù)小區(qū)PCCPCHRSCP為-80dBm，DRX周期為1.28s，對于雙模終端測試需要的GSM網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是至少1個鄰小區(qū)，Paginginterval為5個multiframes。