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TD-LTE毫微微蜂窩基站測試
通信產業報
王健
羅德與施瓦茨中國有限公司
摘要: TD-LTE毫微微蜂窩基站測試,毫微微蜂窩與TD-LTE技術的結合,無疑大大提高TD-LTE在個人住所和小型企業建筑內的覆蓋,而羅德
Abstract:
Key words :

毫微微蜂窩與TD-LTE技術的結合,無疑大大提高TD-LTE在個人住所和小型企業建筑內的覆蓋,而羅德與施瓦茨的TD-LTE Femtocell測試解決方案讓這一結合更加緊密。

Femtocell(毫微微蜂窩)是一種小型、低成本的蜂窩接入點,主要用于改善個人住所和小型企業建筑內的網絡覆蓋,通過類似于DSL或有線寬帶的方式與運營商的核心網直接相連。和普通基站指標相比,Femtocell的輸出功率和射頻性能要求略低。

目前,我國已全面邁向3G時代,作為中國移動TD-SCDMA的唯一演進技術,TD-LTE成為國內各設備商關注的焦點。同時,在頻譜資源日益緊張的今天,TDD-LTE以其不對稱頻譜、可調整上下行速率分配等優點在國際上也贏得認可。毫微微蜂窩與TD-LTE技術的結合,無疑大大提高TD-LTE在個人住所和小型企業建筑內的覆蓋,能為客戶提供更多的物理資源分配,極大改善客戶體驗。

TD-LTE基本特點

LTE分頻分(FDD)和時分(TDD)兩種模式。TD-LTE即為時分模式,又稱LTE-TDD,它在高層協議上與FDD完全一致,幀結構上既充分考慮和繼承了TD-SCDMA的設計思想,同時又保持了與FDD模式良好的兼容性。

在LTE中的兩種幀結構中,FDD使用Type1,TDD則使用Type2。對于TD-LTE使用的Type2幀結構,與TD-SCDMA有很多類似,它把10ms的無線幀分成兩個5ms的半幀;每個半幀由5個1ms的子幀組成,包括1個特殊子幀和4個普通子幀。對于特殊子幀是由3個特殊時隙組成:DwPTS、GP和UpPTS;DwPTS是下行導頻時隙,UpPTS則是上行導頻時隙,GP則用于下行到上行之間的保護間隔。普通子幀則與FDD模式一樣,用來傳輸數據信息。

不同于LTE-FDD依靠頻率來區分上下行,LTE-TDD上下行工作在同一頻率,依靠時間即不同時隙來區分上下行,因而可以方便地通過調整上下行時隙配比來滿足現實網絡中諸多非對稱業務的需求。規范中定義了7種不同的上下行配比關系,從對下行支持較多的9:1到對上行支持較多的2:3,用戶可以根據需求選擇,從而實現對下載或上傳業務的良好支持。

TD-LTE毫微微蜂窩測試

LTE技術采用了與CDMA碼分多址接入技術完全不同的空中接口,其下行采用OFDMA(正交頻分復用多址接入)技術,上行則使用峰均比優化的SC-FDMA(單載波頻分多址接入)技術,新技術引入對LTE測試帶來巨大的挑戰。以下我們使用羅德與施瓦茨公司的矢量信號源SMU200A和矢量信號分析儀FSV,參照3GPP規范TS36.141進行TD-LTE毫微微蜂窩基站的射頻測試。

發射機測試

36.141規范第6章關于基站發射機的測試定義了如功率,發射信號質量(包括頻率誤差、矢量幅度誤差EVM、不同天線間的時間對比關系、下行參考功率等),頻譜(包括占用帶寬OBW、鄰信道泄露比ACLR、以及雜散等)和發射機互調。

FSV是羅德與施瓦茨公司最新的中高端信號分析儀,它標配28M解調帶寬,可擴展成40M,是同檔次中解調帶寬最大的分析儀,在設計之初就充分考慮下一代無線通信發展的需要,滿足了Wimax(28M)、LTE(20M)和802.11n(40M)寬帶信號的測試。而且,FSV測量速度也是業界最快,可大大提升生產測試的效率和產出量。

FSV分析儀可以完成規范要求的TD-LTE全部指標測試,除此之外還可以測試每個載波和每個子幀上的EVM,功率時間模板,頻率平坦度,星座圖,CCDF,以及比特流等;這些功能進一步拓展了無線設備研發人員的測試廣度和深度,加速研發的進度。

對于LTE的發射機測試,與傳統模式測試最大的不同在于其需支持MIMO技術,與其相關的上述測試項就有不同天線間的時間對比關系測試項;其原理即為測試兩個或多個天線間,在正常工作的狀態下,其各自發射信號間的時間誤差。使用R&S的矢量信號分析儀FSV,一臺儀表就可以實現該項測試(測試結果如表1);測試時,只需把基站的兩個天線通過合路器鏈接到FSV的射頻口,通過FSV內部的功能鍵選擇對相應天線的信號進行測試。

接收機測試

36.141規范對TD-LTE接收機測試定義了如下測試項:

1.參考靈敏度

2.動態范圍(需要外加AWGN干擾信號)

3.帶內選擇性(需要外加E-UTRA干擾信號)

4.鄰信道選擇性和窄帶阻塞(需要在鄰信道有E-UTRA干擾信號)

5.阻塞(需帶內E-UTRA干擾或帶外CW干擾信號)

6.接收機雜散(需要發射機處于工作狀態)

7.接收互調等(需要有規范要求的CW和E-UTRA干擾信號)

以上測試項所需的測試信號包括了有用UE,干擾UE,CW干擾和AWGN等,如果采用多臺矢量信號發生器搭建測試平臺,不僅系統龐大,而且每次需對多條射頻線纜進行校準,增加了復雜度和出錯的可能性。

SMU是羅德與施瓦茨公司高端的矢量信號發生器,在一臺儀表內可配置成兩路完全獨立的射頻矢量信號發生器,而且可具備AWGN/CW產生、衰落等功能,只需單表就能完成以上測試信號的產生,給測試帶來很大的方便性。圖1所示是36.141規范中接收互調測試項的測試框圖,要求具備有用UE,干擾UE,CW干擾三路信號,R&S僅需一臺SMU就能完成這三路信號的產生,圖2所示即SMU的各模塊配置框圖。

性能測試

36.141第8章定義了LTE基站接收機的性能測試,需要驗證基站在正常工作狀態下的混合自動重傳(HARQ)功能,此時需要上行LTE信號可以在和基站的閉環測試狀態中,根據基站發送的ACK/NACK信息對上行信號進行實時的調整。R&S公司的矢量源SMU/AMU在配置相應的K69選件后可以方便地滿足相應性能測試的需求。這個新功能可以允許測試設備動態地控制數據發送,根據從被測設備發送給SMU的反饋信息,可以實現ACK/NACK信號(HARQ反饋)和時序調整等功能,其工作原理與基站通過空中接口在PDCCH/PHICH信道給UE發送反饋信息類似,如圖3所示。

羅德與施瓦茨公司作為3GPP成員之一,始終緊跟LTE的發展,參與3GPP標準制定,為TD-LTE產品研發、生產提供全系列測試解決方案,全力支持了我國TD-SCDMA向TD-TLE的演進。

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