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3G (third-generation) 無(wú)線(xiàn)系統正在全球展開(kāi)部署。W-CDMA通過(guò)在下行和上行中增加HSPA(high speed packet access)以保持著(zhù)中期競爭優(yōu)勢，它使得小區峰值速率可達到7.2Mbps， 并期望單用戶(hù)數據速率達到1.5 Mbps。為了確保未來(lái)的競爭力，LTE (long-term evolution)第一次在3GPP(3rd Generation Partnership Project) UMTS 規范的第8版本中指明，為滿(mǎn)足下一個(gè)十年對新興的“移動(dòng)寬帶”的需求，系統峰值速率預期將超過(guò)300Mbps。 到目前為止LTE的大多數工作集中在FDD(Frequency Division Duplex)。隨著(zhù)中國TD-SCDMA的不斷成熟與網(wǎng)絡(luò )化實(shí)施，基于TDD(Time Division Duplex)的LTE 的另一種模式，即現在大家所知道的TD-LTE，也進(jìn)入了3GPP LTE 的規范。LTE TDD可以更靈活地使用非對稱(chēng)頻譜資源�，F在，越來(lái)越多芯片和設備廠(chǎng)商將TDD的性能包含在設計中。 與先前的GSM/EDGE和W-CDMA標準相比，LTE標準文件從最初的技術(shù)建議提交到最終商業(yè)版本的時(shí)間很短，特別是較晚添加至標準的TD-LTE，這個(gè)過(guò)程更短。對于手機和數據卡，LTE規范的最大RF帶寬20MHz已經(jīng)使得系統結構設計發(fā)生改變，對終端設備要求支持多種制式，其中包括要與傳統系統的兼容等問(wèn)題，這些使得設計者更多地使用軟件無(wú)線(xiàn)電。新的設計要求更多的模擬/數字域交替測試以及“數字輸入，射頻輸出”，這意味著(zhù)設計者需要新的測試工具和測量方法。 TD-LTE指定的頻率范圍是1850到2620MHz，并且使用與FDD相同的MIMO情形和上下行調制制式：下行為OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，上行為SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)。如下圖所示，TD-LTE使用兩種幀結構，每個(gè)幀包含10個(gè)子幀，長(cháng)度為10ms。 以“5ms”為切換周期的幀有兩個(gè)特殊的同步子幀，而以“10ms”為切換周期的只有一個(gè)，這樣可以提供更靈活的上/下行配置。根據瞬時(shí)數據傳輸的要求，數據幀可以靈活地使用所示的7種預置配置中的任何一個(gè)。 1 TD-LTE 幀結構 一個(gè)1ms下行子幀包含的數據塊(resource blocks)被預先指定給不同的用戶(hù)，而上行子幀只包含用戶(hù)到基站(eNB)的數據。對于小型數據包，指定的延遲(從發(fā)出請求到收到回復的時(shí)間)目標是5ms，或半個(gè)幀。所以系統時(shí)間，包括用于補償到eNB距離的時(shí)間偏移，非常重要。目前的系統是低速率(固定用戶(hù)或步行用戶(hù))優(yōu)化系統，能看到系統的最高速率性能，但是最終會(huì )延申到支持高達500kph的移動(dòng)用戶(hù)。 TD-LTE標準目前包括1.4、3、5、10、15和20MHz(與帶寬可變的LTE FDD相同)RF通道的指標和測量方法。大多數測量方法和測量項目針對單個(gè)碼道的數據定義，使用單獨的發(fā)射和接收部分。關(guān)于多碼道和MIMO的配置，仍在討論中。 最初的測量目的是確保發(fā)射和接收不受損傷：包括上行和下行發(fā)射模板，最大和最小功率，功率控制。定義鄰道泄漏和發(fā)射雜散用于確保最小的干擾。下圖是發(fā)射打開(kāi)/關(guān)斷模板的例子。 2 發(fā)射模板 下一個(gè)系列的測量著(zhù)重于傳輸質(zhì)量，最主要的度量方法是EVM(error vector magnitude)。對于下行OFDMA，測量基于時(shí)域上的一個(gè)子幀(1ms)和頻域上的12個(gè)子載波(180kHz)。上下限取決于調制復雜度，調制階數越高，上下限越嚴格。對于來(lái)自UE的上行SC-FDMA信號，傳輸質(zhì)量取決于已分配和未分配的資源塊，需要分別測量通道內UE發(fā)射的頻譜和其它帶寬頻譜。EVM和頻譜平坦度用來(lái)說(shuō)明已分配資源塊的情況，帶內泄漏和IQ 偏移(載波泄漏)，這些降低網(wǎng)絡(luò )性能的干擾信號詳細說(shuō)明未分配資源塊的情況。 3 VSA 屏幕截圖顯示出上行數據特性 基本的接收機RF性能測試包括基準靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、通道內選擇性、鄰道選擇性和發(fā)射雜散建立于正規的呼叫協(xié)議將UE與業(yè)務(wù)信道連通后。在一個(gè)特定值上，BLER (block error rate)必須不能超過(guò)目標值并維持目標吞吐量，通常為95%。特定值取決于所執行的測試、接收機帶寬和調制復雜度。隨后檢測接收機在靜態(tài)和衰落環(huán)境中從專(zhuān)用物理信道里正確解調專(zhuān)用控制信道的能力，以及對所有支持的數據速率和信道帶寬的檢測。 TD-LTE設備必須兼容傳統3GPP系統，一系列的切換情形被詳細說(shuō)明以確保系統一致性，從而確保用戶(hù)服務(wù)的連續性，包括從閑置模式到已建立呼叫后的同頻TDD到TDD切換，也包括不同頻的TDD到FDD的切換，乃至切換至3G W-CDMA和HPSA系統，最終從TDD切換至GSM。 LTE FDD和TD-LTE指定的RF環(huán)境要求使用MIMO，測量和驗證方法還未確定。MIMO用于改進(jìn)覆蓋范圍和數據傳輸能力，每個(gè)發(fā)射機廣播它自己獨有的數據流信號，接收機執行復矩陣解調以還原原始數據。構成MIMO發(fā)射信號的單獨的數據流分析較為直接，MIMO接收機的多信號測試則包括實(shí)時(shí)衰落，因而要求專(zhuān)門(mén)的測試信號。正確的MIMO接收機驗證仍在3GPP和測試團體的討論中。第一個(gè)LTE的部署將使用2X2 MIMO(即2個(gè)單獨的發(fā)射機和接收機)不過(guò)規范要求將來(lái)使用最高至4X4 MIMO。 4 2X2 MIMO結構 這些僅僅是系統測試需求的開(kāi)始。從芯片設計到網(wǎng)絡(luò )部署，在設計流程的各個(gè)階段更多的工作是驗證終端用戶(hù)的體驗。除了保證互用性，全面的測試將包括驗證上千用戶(hù)體驗的情形。只有在早期驗證了系統的功能性，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商才會(huì )達成客戶(hù)期望和保持客戶(hù)忠誠度。WAP和W-CDMA先前的經(jīng)驗已經(jīng)告訴我們對技術(shù)開(kāi)展部署所潛在的用戶(hù)問(wèn)題 – 從覆蓋、實(shí)時(shí)數據速率、電池耗盡時(shí)間到同步交互。在設計改動(dòng)之后和部署之前，設計者和服務(wù)提供商必須能夠使用可控的和可重復的測試場(chǎng)景驗證設計的最高性能和實(shí)際網(wǎng)絡(luò )情況下的設備性能。協(xié)議和兼容性測試工具，如安捷倫8960和E6620以及由合作伙伴提供的基于它們的系統Antie，是一個(gè)提供了豐富功能的兼容性驗證環(huán)境。 安捷倫已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多個(gè)領(lǐng)先上市的針對TD-LTE的測試產(chǎn)品，希望幫助TD-LTE成功演進(jìn)和部署實(shí)施。安捷倫SystemVue和ADS(Advanced Design System) 中的 3GPP LTE TDD無(wú)線(xiàn)數據仿真庫，可以直接連接安捷倫MXA信號分析儀，提供了2X2和4X4 MIMO的LTE TDD全球第一個(gè)全編碼BER測試解決方案。該方案支持被測件的全編碼BER測量，包括多徑衰落的信道損傷仿真。 安捷倫N7625B Signal Studio是一個(gè)基于PC的強大的LTE TDD信號產(chǎn)生軟件，結合使用安捷倫N5182A/62A MXG或E4438C ESG矢量信號發(fā)生器，還有N5106A PXB MIMO接收機測試儀可以產(chǎn)生基于標準的TD-LTE信號。Signal Studio支持3GPP09-Mar(09年3月)發(fā)布的LTE TDD標準，提供產(chǎn)生PDSCH、PHICH、PCFICH、PBCH、PDCCH、PUCCH、PRACH等多個(gè)信道以及發(fā)射DL和UL信號的能力。這些產(chǎn)品所提供的基本性能將很好的適用于測試基站和移動(dòng)手機的部件，比如功率放大器和濾波器，而高級接收機測試性能則支持傳輸層編碼、4X4 MIMO預編碼和衰落。 安捷倫89600 VSA軟件提供RF和基帶全面的TD-LTE信號分析工具和物理層測試以及LTE接收機和部件的故障診斷。TD-LTE作為一個(gè)單獨的選件，包括對下行 (OFDMA)、上行 (SC-FDMA) 和MIMO的分析。VSA軟件提供了一系列業(yè)界領(lǐng)先的性能，EVM < -50 dB(取決于硬件)，帶寬支持1.4 MHz到20MHz。調制格式包含BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、CAZAC、OSxPRBS、TDD DL/UL配置(0-6)和特殊子幀長(cháng)度(0-8)以及2X2 MIMO。該VSA 軟件可以連接并配合用于安捷倫30多種產(chǎn)品，包括頻譜和信號分析儀、示波器和邏輯分析儀等。它可以測量LTE從基帶到射頻系統的各個(gè)階段的數字或模擬信號。它支持結合安捷倫EXA和MXA信號分析儀的2X2 MIMO分析，基于VXI的矢量信號分析和一系列示波器。它還支持與安捷倫ADS TD-LTE無(wú)線(xiàn)庫的連接。 總體上說(shuō)，LTE特別是TD-LTE，帶給了開(kāi)發(fā)者、設計者以及測試廠(chǎng)商新的挑戰包括新的RF調制方案、MIMO天線(xiàn)配置、更高的系統帶寬和容量以及低延遲、數字及RF域的新測量方法，還有如何讓系統和測試開(kāi)發(fā)者通過(guò)學(xué)習快速掌握這些測試要點(diǎn)等等。分析指出，預計未來(lái)五年內將有3千萬(wàn)到8千萬(wàn)的LTE用戶(hù)以及超過(guò)1千億美元的業(yè)務(wù)收入，這些都要求LTE技術(shù)必須成功地推出。 |
