詳解TD-SCDMA終端耗電測試內(nèi)容和指標要求

隨著TD-SCDMA社會化業(yè)務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)務更加豐富，用戶對TD-SCDMA通信服務質(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用，因此增加了復雜的物理層數(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)容和指標要求

為了促進TD-SCDMA終端耗電性能的指標優(yōu)化、進一步提升用戶感受，在TD-SCDMA終端相關行業(yè)標準中明確規(guī)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間和通話時間。其中，通話時間可以根據(jù)業(yè)務類型細分為語音通話時間、可視電話通話時間、FTP上傳/下載時間、流媒體業(yè)務時間等。根據(jù)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間、通話時間以及可視電話通話時間。

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

通話時間指終端（電池電量充滿）保持某種業(yè)務通話狀態(tài)直至電量耗盡關機的持續(xù)時間。

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)于這個最低要求。另外，因為雙模雙待機終端的TD-SCDMA和GSM兩個模式能夠同時工作，待機電流相對單模終端會有所提高，所以待機指標要求相對降低。對于雙待機終端，在進行TD-SCDMA模式的耗電性能測試時要求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，測試結果直觀，能夠反映終端整機（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時間和通話時間。間接測量方法的關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。

詳解TD-SCDMA終端耗電測試內(nèi)容和指標要求

圖1　電流計方式的測試連接

終端裝配上相應的假電池，通過恒壓直流電源提供所需的標稱工作電壓，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確地模擬手機電池的性能，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)負載電流響應，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行電壓補償，以保證電壓源的輸出電壓保持為電池的標稱電壓。

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，以保證測試結果的準確性。

在行標中要求測量30min內(nèi)的平均待機電流，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機遠端控制直流電源，通過程序控制來實現(xiàn)長時間電流采集和記錄。

2.感應電阻方式

感應電阻方式的測試連接如圖2所示。

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圖2　感應電阻方式的測試連接

此種方式是通過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電流，測量設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。待機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，要求用標配電池給終端供電，并且電池的制造期限不應超過3個月。將標配電池裝入終端，終端處于關機狀態(tài)，使用標配充電器，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(nèi)的平均待機電流，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機遠端控制測量設備，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，但是不能真實反應終端在實際網(wǎng)絡中的耗電情況。在多小區(qū)環(huán)境下，終端需要進行鄰小區(qū)測量和上報，可以更好地模擬出終端在實際網(wǎng)絡中的使用情況，耗電測試結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)絡環(huán)境需要在多小區(qū)環(huán)境下進行。我國行標中采用的就是多小區(qū)測試環(huán)境。對于TD-SCDMA網(wǎng)絡環(huán)境，要求至少4個鄰小區(qū)，服務小區(qū)PCCPCHRSCP為-80dBm，DRX周期為1.28s，對于雙模終端測試需要的GSM網(wǎng)絡環(huán)境是至少1個鄰小區(qū)，Paginginterval為5個multiframes。

耗電性能測試的場景可以分為靜止狀態(tài)和運動狀態(tài)。在運動狀態(tài)下，終端需要不斷地進行小區(qū)重選、切換、位置區(qū)更新、路由區(qū)更新等，功耗要比靜止狀態(tài)高，但是運動狀態(tài)和用戶個體行為有關，運動的快慢、穿越小區(qū)的數(shù)目等沒有一個準確的模型，故運動狀態(tài)下測量耗電性能結果差異比較大，一致性難以掌控。因此，我國通信行業(yè)標準中采用的是靜止狀態(tài)下測量TD-SCDMA終端的耗電性能。

影響終端耗電性能的主要因素

1.終端內(nèi)在因素

(1)基帶處理芯片的耗電量；

(2)無線收發(fā)信機（射頻芯片組）的耗電量；

(3)終端顯示屏、揚聲器、鍵盤背光燈等外圍器件的耗電量；

(4)終端的電源管理方案和省電控制措施；

(5)終端電池的性能。

2.與網(wǎng)絡環(huán)境相關的外在因素

(1)無線網(wǎng)絡質(zhì)量。如無線信號強度、網(wǎng)絡覆蓋情況、基站交疊覆蓋區(qū)域的信號穩(wěn)定性等。終端若頻繁進行網(wǎng)絡系統(tǒng)捕獲則必然增加終端待機時的耗電量。

(2)終端的移動情況。

(3)網(wǎng)絡參數(shù)值的設置。如各種登記計時器、DRX參數(shù)等。DRX決定終端在空閑狀態(tài)時醒來監(jiān)聽尋呼信道消息的時間間隔，時間間隔大意味著終端醒來的次數(shù)就少，則終端待機時間相對就長，這個參數(shù)對終端待機耗電影響比較明顯。

提高終端耗電性能建議