TD-SCDMA系統(tǒng)終端HSDPA射頻一致性的測試分析

為了滿足用戶日益增長的對高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，第三代合作組織（3GPP）在Rel5加入了HSDPA技術(shù)。HSDPA通過采用AMC和HARQ技術(shù)，引入高階調(diào)制（16QAM），在快速分組調(diào)度的基礎(chǔ)上，使得理論上TD-SCDMAHSDPA下行單載波可以達(dá)到2.8Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，大大提高了下行容量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率。

為了讓HSDPA技術(shù)能夠成功應(yīng)用在實(shí)際的TD-SCDMA系統(tǒng)中，需要保證終端能正確實(shí)現(xiàn)HSDPA的各項(xiàng)功能，這對終端的射頻一致性測試提出了新的要求。為此，3GPPRel5的TDD終端射頻一致性規(guī)范（以下簡稱規(guī)范）專門增加了用于測試終端HSDPA各項(xiàng)功能的測試方法和參考配置，為各廠家測試終端的HSDPA性能給出了指導(dǎo)和參考。

本文首先介紹終端HSDPA射頻一致性測試的基本原理和基本概念，第二部分則結(jié)合協(xié)議分析了HSDPA各個(gè)測試用例的測試目的和測試方法，最后在產(chǎn)業(yè)化方面，介紹了星河亮點(diǎn)通信軟件有限公司推出的測試儀表SP6010為了支持HSDPA射頻一致性測試做的工作。

2TD終端HSDPA射頻一致性測試概述

終端的HSDPA射頻一致性測試，是由系統(tǒng)模擬器（SS）提供HSDPA網(wǎng)絡(luò)側(cè)的環(huán)境，由衰落信道仿真器（FS）模擬多徑衰落環(huán)境，由加性白高斯噪聲發(fā)生器(AWGNGenerator)模擬背景噪聲。SS通過模擬基站、RNC和核心網(wǎng)的基本功能，按照協(xié)議規(guī)定的信令流程把終端帶到合適的狀態(tài)，在通信過程中對終端的反饋進(jìn)行記錄，分析和評估。

HSDPA射頻測試關(guān)注的是具備了HSDPA能力的終端在與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的過程中，終端射頻發(fā)射、射頻接收以及基帶信號處理的性能是否達(dá)到了規(guī)范中的最小要求。規(guī)范的第9章給出了針對具備HSDPA能力終端的射頻測試規(guī)范，主要關(guān)注終端的三種能力：

（1）對HS-DSCH的解調(diào)能力；

（2）準(zhǔn)確上報(bào)信道質(zhì)量的能力；

（3）正確檢測HS-SCCH中關(guān)于HS-DSCH的下行控制信息的能力。

3TD終端HSDPA射頻一致性測試分析

3.1參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試

此測試為了評估終端對HS-DSCH信道的解調(diào)性能。主要針對終端在多碼道復(fù)合傳輸下的接收和IR-HARQ合并處理功能的性能是衡量HSDPA終端整體性能的重要指標(biāo)。為了充分降低網(wǎng)絡(luò)側(cè)的影響，假設(shè)HS-SCCH的發(fā)射功率足夠大，使得出現(xiàn)DTX的概率非常低。

參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試用到了信息比特吞吐量(R)，該指標(biāo)定義為在一定測試時(shí)間內(nèi)，終端成功接收到的信息比特總數(shù)除以測試時(shí)間，其單位為千比特每秒。由于HSDPA的上下行非對稱性，無法在上行鏈路將數(shù)據(jù)全部環(huán)回進(jìn)行誤碼率或誤塊率分析，能夠被環(huán)回的數(shù)據(jù)只有ACK/NACK。為了得到吞吐量，SS需要記錄每個(gè)下行發(fā)送塊的大小，并統(tǒng)計(jì)終端在HS-SICH上發(fā)送的對應(yīng)每個(gè)發(fā)送塊的反饋情況，通過式(1)計(jì)算吞吐量。

(1)

其中，

T表示測試時(shí)間，以秒為單位，M表示整個(gè)測試過程中SS發(fā)送的下行數(shù)據(jù)塊數(shù)量，Nn和分別表示第n個(gè)數(shù)據(jù)塊包含的信息比特?cái)?shù)以及終端對該數(shù)據(jù)塊的反饋信息。是統(tǒng)計(jì)信息轉(zhuǎn)化函數(shù)。

（1）固定參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試

此測試下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)不開啟AMC功能，而采用固定的調(diào)制編碼方式和傳輸塊大小，只考慮HARQ對HS-DSCH吞吐量的影響。規(guī)范中規(guī)定了HARQ處理相關(guān)的具體參數(shù)，包括最大傳輸次數(shù)和冗余及星座版本(RV)。SS依據(jù)規(guī)范附錄中規(guī)定的調(diào)制編碼方式和傳輸塊大小發(fā)送HS-DSCH，并以事先定義好的處理策略響應(yīng)終端的ACK/NACK/statDTX反饋，具體的處理策略見表1。SS通過統(tǒng)計(jì)測試過程中終端反饋的ACK，NACK以及statDTX數(shù)目，就可以由式(1)統(tǒng)計(jì)出吞吐量R。規(guī)范中給出了各種傳播環(huán)境下對吞吐量指標(biāo)的最小要求，以終端接入能力為1.1Mbit/s，調(diào)制方式為16QAM為例，規(guī)范給出的最小要求如表2所示。

表1SS響應(yīng)ACK/NACK/DTX的行為(固定參考信道)

表21.1Mbit/s接入等級終端性能要求,16QAM

圖1描述了進(jìn)行固定參考信道下HS-DSCH吞吐量測試時(shí)，終端與SS間的HSDPA相關(guān)的三條物理信道交互內(nèi)容。以終端接入能力為1.1Mbit/s，調(diào)制方式為16QAM為例，按照規(guī)范給出的HARQ參數(shù)：進(jìn)程數(shù)為4，冗余版本(RV)序列為{6，2，1，5}。SS通過在HS-SCCH信道上翻轉(zhuǎn)對應(yīng)于同一HARQ進(jìn)程的新數(shù)據(jù)指示(NDI)來指示終端有無新數(shù)據(jù)傳輸。新數(shù)據(jù)指示取值范圍為0和1，因?yàn)槭盏絅ACK而觸發(fā)重傳時(shí)，SS會(huì)保持NDI不變，并應(yīng)用RV序列中的后一個(gè)RV進(jìn)行重傳。

圖1參考信道吞吐量測試HSDPA物理信道交互內(nèi)容圖

從圖1分析可知，終端沒有正確解調(diào)出HARQ第二個(gè)進(jìn)程的第一個(gè)數(shù)據(jù)塊，因而通過上行HS-SICH信道反饋NACK，要求重傳；并且終端沒有正確解調(diào)出HARQ第四個(gè)進(jìn)程數(shù)據(jù)塊在HS-SCCH上的控制信息，造成了statDTX。