TD-SCDMA終端耗電性能測試

隨著(zhù)TD-SCDMA社會(huì )化業(yè)務(wù)測試和試商用的正式啟動(dòng)，TD-SCDMA終端將逐步被更多的普通用戶(hù)使用。TD-SCDMA終端支持的業(yè)務(wù)更加豐富，用戶(hù)對TD-SCDMA通信服務(wù)質(zhì)量的期望也越高，相應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(yǔ)音、短信以外，還支持高速數據下載和視頻電話(huà)等豐富的多媒體應用，因此增加了復雜的物理層數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終端設計提出了挑戰。

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

TD-SCDMA終端耗電測試內容和指標要求

為了促進(jìn)TD-SCDMA終端耗電性能的指標優(yōu)化、進(jìn)一步提升用戶(hù)感受，在TD-SCDMA終端相關(guān)行業(yè)標準中明確規定了耗電性能的指標要求和測試方法。

衡量終端整機耗電性能的主要指標有待機時(shí)間和通話(huà)時(shí)間。其中，通話(huà)時(shí)間可以根據業(yè)務(wù)類(lèi)型細分為語(yǔ)音通話(huà)時(shí)間、可視電話(huà)通話(huà)時(shí)間、FTP上傳/下載時(shí)間、流媒體業(yè)務(wù)時(shí)間等。根據行業(yè)標準要求，TD-SCDMA終端入網(wǎng)測試要求的耗電測試項目是待機時(shí)間、通話(huà)時(shí)間以及可視電話(huà)通話(huà)時(shí)間。

待機時(shí)間指終端(電池電量充滿(mǎn))保持空閑狀態(tài)直至電量耗盡關(guān)機的持續時(shí)間。

通話(huà)時(shí)間指終端(電池電量充滿(mǎn))保持某種業(yè)務(wù)通話(huà)狀態(tài)直至電量耗盡關(guān)機的持續時(shí)間。

TD-SCDMA終端耗電性能指標要求如表1所示。需要注意的是，標準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(gè)最低要求。另外，因為雙模雙待機終端的TD-SCDMA和GSM兩個(gè)模式能夠同時(shí)工作，待機電流相對單模終端會(huì )有所提高，所以待機指標要求相對降低。對于雙待機終端，在進(jìn)行TD-SCDMA模式的耗電性能測試時(shí)要求GSM模式一直處于待機狀態(tài)。

TD-SCDMA終端耗電性能測試方法

待機時(shí)間和通話(huà)時(shí)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(huà)狀態(tài)的持續時(shí)間。直接測量方法簡(jiǎn)單，對測試儀表要求較低，測試結果直觀(guān)，能夠反映終端整機(包括電池)的耗電性能，缺點(diǎn)是不便深入分析，且耗時(shí)耗力。

間接測量是分別測量終端待機耗電電流和通話(huà)時(shí)耗電電流，然后根據終端電池的容量折算出待機時(shí)間和通話(huà)時(shí)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確度，故間接測量對測試儀表精確度要求較高，優(yōu)點(diǎn)是省時(shí)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(lái)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)標準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

終端裝配上相應的假電池，通過(guò)恒壓直流電源提供所需的標稱(chēng)工作電壓，由具備求平均值功能的電流計來(lái)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(lèi)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值。

在這種方式的耗電性能測試系統中，直流電源必須在整個(gè)測試中盡量準確地模擬手機電池的性能，包括電壓、電流、內阻等。所以直流電源要求頻帶寬，具有超快速瞬態(tài)負載電流響應，能減少瞬間大電流時(shí)的壓降，同時(shí)要求輸出阻抗可編程，能模擬電池真實(shí)阻抗。另外，必須通過(guò)直流電源的反饋端進(jìn)行電壓補償，以保證電壓源的輸出電壓保持為電池的標稱(chēng)電壓。

還有一點(diǎn)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，以保證測試結果的準確性。

在行標中要求測量30min內的平均待機電流，15min內的平均通話(huà)電流。為了滿(mǎn)足測試時(shí)長(cháng)的要求，通常需要用PC機遠端控制直流電源，通過(guò)程序控制來(lái)實(shí)現長(cháng)時(shí)間電流采集和記錄。

2.感應電阻方式

感應電阻方式的測試連接如圖2所示。

圖2　感應電阻方式的測試連接

此種方式是通過(guò)測量感應電阻兩端的電壓，換算出平均待機電流和平均通話(huà)電流，測量設備可以是采用示波器或者高速數據采集卡等，要求采樣率至少5萬(wàn)次/秒，噪聲基底小于最低的ADC步進(jìn)。待機電流測量分辨率至少0.1mA，通話(huà)電流測量分辨率至少0.5mA。待機電流測量用的感應電阻的要求是，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(huà)電流測量用的感應電阻的要求是，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，推薦使用帶有感應線(xiàn)的電阻，否則需要精確地測量電阻值，并考慮連接線(xiàn)纜的阻抗。

這種測試方法，要求用標配電池給終端供電，并且電池的制造期限不應超過(guò)3個(gè)月。將標配電池裝入終端，終端處于關(guān)機狀態(tài)，使用標配充電器，并按照終端用戶(hù)手冊中說(shuō)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(gè)小時(shí)后，將標配電池重新裝入終端，電池正極與感應電阻相連，電池負極與終端負極相連，電阻的另一端與終端正極相連。

這種方式同樣要求測量30min內的平均待機電流，15min內的平均通話(huà)電流。為了滿(mǎn)足測試時(shí)長(cháng)的要求，通常也需要用PC機遠端控制測量設備，通過(guò)程序控制來(lái)實(shí)現長(cháng)時(shí)間電流采集和記錄。

在這兩種測試方式中，耗電性能測試時(shí)的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的選擇非常重要。測試環(huán)境分為單小區環(huán)境和多小區環(huán)境。在單小區環(huán)境下測試，因為沒(méi)有鄰小區，終端不進(jìn)行鄰小區測量，小區重選，故功耗較低，但是不能真實(shí)反應終端在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中的耗電情況。在多小區環(huán)境下，終端需要進(jìn)行鄰小區測量和上報，可以更好地模擬出終端在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中的使用情況，耗電測試結果更接近用戶(hù)使用過(guò)程中的耗電性能表現。所以，終端耗電測試的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境需要在多小區環(huán)境下進(jìn)行。我國行標中采用的就是多小區測試環(huán)境。對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，要求至少4個(gè)鄰小區，服務(wù)小區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(gè)鄰小區，Paginginterval為5個(gè)multiframes。