HSPA+終端的測(cè)試方案

　為提高下行和上行分組數(shù)據(jù)的速率和容量，現(xiàn)在已經(jīng)在全球范圍內(nèi)大規(guī)模地部署UMTS高速下行分組接入(HSDPA)和高速上行分組接入(HSUPA)網(wǎng)絡(luò)。在3GPP中，HSDPA作為Rel-5引入，而HSUPA則是3GPP Rel-6的一個(gè)非常重要的特性。HSDPA和HSUPA的結(jié)合就是HSPA+(高速分組接入)。但是，即使引進(jìn)HSPA，UMTS的演進(jìn)并沒(méi)有到達(dá)其終點(diǎn)。在Rel-7和RelL-8中，HSPA+會(huì)帶來(lái)極大的性能增強(qiáng)，目的是使基于HSPA的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、峰值速率和時(shí)延方面的性能得到顯著提高，從而能充分利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)的資源潛力。

　　HSPA+主要技術(shù)特性和需求

　　HSPA+在3GPP Rel-7版本開(kāi)始定義，主要的特性分布在Rel-7和Rel-8兩個(gè)版本中(圖1)。

　　UMTS的基站可以實(shí)現(xiàn)從HSDPA/HSUPA到HSPA+平滑的升級(jí)，目前，國(guó)外有些WCDMA運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始部署HSPA+的網(wǎng)絡(luò)，以提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。綜合考慮HSPA+技術(shù)特性演變的相關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)的成本效益比和LTE技術(shù)的發(fā)展情況，HSPA+網(wǎng)絡(luò)對(duì)已經(jīng)定義的技術(shù)特性的支持有優(yōu)先度的區(qū)分。隨著LTE試商用的逐步臨近，各芯片廠商在HSPA+終端特性的支持上更多地采用遵從網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)，平滑過(guò)渡的策略。HSPA+ 芯片的早期先支持下行64QAM、層2增強(qiáng)、增強(qiáng)的Cell FACH、CPC、上行16QAM、MIMO等主要特性。這些特性涵蓋了HSPA+的協(xié)議棧和物理層的技術(shù)，因此涉及到協(xié)議棧測(cè)試和RF測(cè)試。如何在芯片研發(fā)和生產(chǎn)的過(guò)程對(duì)上述的特性進(jìn)行一致性的驗(yàn)證，保證研發(fā)和生產(chǎn)的質(zhì)量，成為非常重要的任務(wù)。

　　下行64QAM：HSPA+下行64QAM調(diào)制方式能力引入了新的UE類別13和14，在HSDPA15個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使下行速率最大增加到21.1Mbps?；緸榱藴?zhǔn)確行使64QAM的調(diào)度引入了新的CQI映射表，通過(guò)下行的HS-SCCH信道來(lái)通知手機(jī)，并且測(cè)試規(guī)范引入了新的固定參考測(cè)量信道H-SET8。對(duì)于支持64QAM的HSPA+終端而言，需要評(píng)估其HS-PDSCH最大的接收電平和H-SET 8下的單鏈路性能。此外，驗(yàn)證HSPA+數(shù)據(jù)終端的真實(shí)流量對(duì)于HSPA+產(chǎn)品的實(shí)際用戶體驗(yàn)具有較大的參考意義。

　　上行16QAM：上行16QAM調(diào)制方式能力則引入了新的UE類別7，在HSUPA原來(lái)四個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使上行的速率翻倍，達(dá)到了11.5Mbps。規(guī)范針對(duì)16QAM引入了新的AG值映射表，以包含更高的傳輸塊大小和授權(quán)值。16QAM調(diào)制方式的引入同樣對(duì)協(xié)議和射頻都提出了新的需求，例如在射頻上要求對(duì)RCDE進(jìn)行測(cè)量，對(duì)EVM也提出了新要求。

　　層2增強(qiáng)：為了支持高階調(diào)制和MIMO的高速率，HSPA+在層2，主要是對(duì)MAC和RLC做了許多增強(qiáng)。MAC層引入了增強(qiáng)的MAC-ehs實(shí)體。MAC-ehs支持靈活的RLC PDU大小和MAC匯聚分割功能，允許在一個(gè)2ms TTI內(nèi)，復(fù)用來(lái)自多個(gè)優(yōu)先排隊(duì)的數(shù)據(jù)，并決定發(fā)射單個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)流(MIMO)。同時(shí)，RLC也進(jìn)行了增強(qiáng)，以支持AM模式下靈活的下行PDU大小。對(duì)于HSPA+而言，如何驗(yàn)證層2增強(qiáng)的特性顯得非常重要。

　　增強(qiáng)的Cell FACH：增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)可以保證用戶更好的傳輸體驗(yàn)。由于極少的控制信道開(kāi)銷，CELL_FACH狀態(tài)非常適合用于“永遠(yuǎn)在線”類型的服務(wù)。以前的HSDPA中多在CELL_DCH下操作，而增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)允許在CELL_FACH，甚至是CELL_PCH和URA_PCH下使用HS-DSCH，從而增強(qiáng)了可能的速率。尤其對(duì)于少量的數(shù)據(jù)而言，短時(shí)間就可以完成而不需要轉(zhuǎn)換到CELL_DCH狀態(tài)。同時(shí)由于HS-DSCH 2ms的TTI，減少了下行控制消息的信令時(shí)延。此外，CELL_FACH、URA_PCH和CELL_PCH向CELL_DCH轉(zhuǎn)換的時(shí)間也大幅減少，提高了使用者對(duì)間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐M意度。因此協(xié)議對(duì)增強(qiáng)的Cell FACH功能的驗(yàn)證也是必須的。

　　連續(xù)分組連接(CPC)：HSPA+的連續(xù)分組連接(CPC)技術(shù)主要包括DTX/DRX技術(shù)和HS-SCCH Less Operation技術(shù)等，DTX/DRX實(shí)現(xiàn)上行不連續(xù)發(fā)送和下行不連續(xù)接收，從而達(dá)到減少上行干擾、提升上行容量和節(jié)省UE耗電等目的;而HS-SCCH Less Operation通過(guò)在某些情形下(例如低速傳輸時(shí))節(jié)省HS-SCCH的發(fā)送，以及手機(jī)本身對(duì)有限格式組合的盲解調(diào)來(lái)達(dá)到節(jié)省下行信道碼資源，提高下行用戶數(shù)的目的。CPC技術(shù)能幫助許多用戶“永遠(yuǎn)在線”，但又能感受到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的類似體驗(yàn)。HSPA+的CPC技術(shù)對(duì)協(xié)議和射頻測(cè)試都提出了新的需求。

　　MIMO：多路輸入多路輸出(MIMO)是HSPA+后期演進(jìn)的一個(gè)非常重要的技術(shù)。Rel-8定義的64QAM調(diào)制方式和MIMO結(jié)合的應(yīng)用方式，可進(jìn)一步提升下行的數(shù)據(jù)流量。HSPA+MIMO主要采用2×2的形態(tài)，在理想的狀態(tài)下可以達(dá)到HSDPA 2倍的數(shù)據(jù)傳輸量，即最高傳輸速率為28Mbps。在HSPA+MIMO應(yīng)用中，引入了新的HS-SCCH類型M在下行傳送預(yù)編碼的信息。對(duì)于手機(jī)而言，需要向基站傳送預(yù)編碼控制信息(PCI)和信道質(zhì)量指示(CQI)。在信道環(huán)境不適合MIMO操作的情形下，可以退回到傳統(tǒng)的閉環(huán)發(fā)射分集。

　　其他特性：在當(dāng)前規(guī)范下，所有跟MIMO類似的Rel-8特性對(duì)HSPA+數(shù)據(jù)終端而言都是可選的。對(duì)于終端廠商而言，如何抓住HSPA+發(fā)展的機(jī)遇，適時(shí)地推出保質(zhì)保量的HSPA+終端非常重要。

　　羅德與施瓦茨HSPA+測(cè)試解決方案

　　1.射頻和基帶的產(chǎn)生和分析方案

　　在測(cè)試元器件或者移動(dòng)終端的接收機(jī)性能時(shí)，常常需用到信號(hào)源。羅德與施瓦茨(RS)公司的SMU、SMJ以及SMATE矢量信號(hào)源，或者AMU或AFQ基帶源，都可以按照規(guī)范產(chǎn)生HSPA+上下行射頻或基帶信號(hào)，并支持衰落模擬和MIMO，適用于元器件以及移動(dòng)終端的接收機(jī)性能測(cè)試。

　　在測(cè)試元器件或者移動(dòng)終端的發(fā)射機(jī)性能時(shí)，往往要用到頻譜和信號(hào)分析儀。RS的FSQ、FSG和FSV都能分析HSPA+的射頻或基帶信號(hào)，從而對(duì)元器件以及移動(dòng)終端的發(fā)射機(jī)進(jìn)行定量分析。