HSUPA設(shè)備測(cè)試

3GPP R6版本增加了高速上行鏈路分組接入(HSUPA)技術(shù)。HSUPA是高速下行鏈路分組接入(HSDPA)技術(shù)的一種補(bǔ)充，可支持高達(dá)5.74Mbps的上行鏈接速率。然而，上行數(shù)據(jù)率的提高也使上行鏈路信號(hào)變得更加復(fù)雜和動(dòng)態(tài)化，這就要求更加穩(wěn)健的發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。同時(shí)，高數(shù)據(jù)率也使設(shè)備的處理能力和內(nèi)部傳輸速度備受壓力，尤其是在HSUPA與HSDPA結(jié)合使用時(shí)。這需要工程師對(duì)設(shè)備的應(yīng)用性能和設(shè)備在收發(fā)高速數(shù)據(jù)時(shí)的實(shí)際吞吐率進(jìn)行更加仔細(xì)地分析。

測(cè)試HSUPA的必要性

HSUPA上行鏈路信號(hào)的幾個(gè)特點(diǎn)：

1. HSUPA在上行鏈路中增加了兩個(gè)物理通道，因而其上行信號(hào)比HSDPA具有更大的峰值因子。

2. HSUPA上行代碼信道的相對(duì)功率差異可高達(dá)45dB。

3. 在傳輸時(shí)間間隔(TTI)邊界處，HSUPA的上行鏈路功率會(huì)產(chǎn)生很大變化(可高達(dá)27dB)，例如在HSUPA傳輸打開或關(guān)斷時(shí)。

4. HSUPA上行鏈路的配置是非常動(dòng)態(tài)的。其專用物理數(shù)據(jù)信道(E-DPDCH)個(gè)數(shù)，擴(kuò)頻因子和功率電平在每個(gè)TTI時(shí)都可能不同。

這些變化可能導(dǎo)致發(fā)射機(jī)失真加劇和調(diào)制質(zhì)量惡化。

因此，簡(jiǎn)單測(cè)試一臺(tái)HSPA設(shè)備的HSDPA性能是不夠的，而必須確保設(shè)備在發(fā)送HSUPA信號(hào)時(shí)也能正常工作。

HSUPA概述

盡管HSDPA和HSUPA是兩項(xiàng)相互獨(dú)立的服務(wù)，但它們?cè)赩oIP和手機(jī)游戲之類的應(yīng)用中往往同時(shí)使用。于是，業(yè)內(nèi)將HSDPA和HSUPA統(tǒng)稱為 HSPA(高速分組接入)。

HSUPA和HSDPA都采用混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)，但在HSUPA中，Node B要對(duì)用戶設(shè)備(UE)的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出應(yīng)答。Node B會(huì)根據(jù)TTI在不同的UE之間動(dòng)態(tài)分配功率。UE的服務(wù)準(zhǔn)許(Serving Grant)有效地決定了它能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率。要達(dá)到5.74Mbps的上行速度，UE必須支持HSUPA所規(guī)定的2ms TTI。而較早的(5類)設(shè)備只支持10ms TTI，這就限制其上行速度最高只能到2Mbps。

HSUPA中引入了幾個(gè)新的上行和下行信道。增強(qiáng)型專用信道(E-DCH)的上行傳輸信道的每個(gè)TTI攜帶一個(gè)數(shù)據(jù)塊。E-DPDCH上行信道用于攜帶上行用戶數(shù)據(jù)。UE最多能以SF256到SF2的擴(kuò)頻因子使用4個(gè)E-DPDCH。要達(dá)到早期設(shè)備所支持的最大數(shù)據(jù)率2Mbps，需要兩個(gè)擴(kuò)頻因子為SF2的E-DPDCH信道。E-DPCCH(專用物理控制信道)上行信道用于攜帶Node B解碼上行E-DPDCH所需的控制信息，例如表示數(shù)據(jù)塊大小的傳輸格式聯(lián)合指示(E-TFCI)、重傳序號(hào)(RSN)，以及指示UE對(duì)當(dāng)前的服務(wù)準(zhǔn)許是否滿意的Happy Bit。三個(gè)新的下行物理信道是：用于確認(rèn)UE數(shù)據(jù)的HARQ確認(rèn)指示信道(E-HICH)、規(guī)定UE可用功率源(服務(wù)準(zhǔn)許)絕對(duì)界限的絕對(duì)準(zhǔn)許信道(E-AGCH)，以及提高、降低或保持UE服務(wù)準(zhǔn)許等級(jí)的相對(duì)準(zhǔn)許信道(E-RGCH)。

3GPP TS 34.109中定義了一種新的采用無線承載測(cè)試模式的HSUPA回環(huán)。HSUPA回環(huán)要求謹(jǐn)慎選擇HSDPA下行鏈路的數(shù)據(jù)率，以便為UE提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流以通過其HSUPA信道返回，而不會(huì)導(dǎo)致緩存過度溢出。

圖1：利用安捷倫科技的8960無線測(cè)試裝置進(jìn)行5.2D和5.13.2B的代碼域測(cè)量

圖2：利用安捷倫科技的8960無線測(cè)試儀進(jìn)行數(shù)據(jù)吞吐率監(jiān)測(cè)，測(cè)量結(jié)果顯示的是一次雙向FTP通信時(shí)UE的HSPA空中數(shù)據(jù)率和IP連接速率

3GPP TS 34.121規(guī)范的HSUPA測(cè)試

3GPP TS 34.121中定義了幾個(gè)新的用于檢測(cè)HSUPA性能的測(cè)試。然而，34.121測(cè)試規(guī)范中許多的R99和HSDPA測(cè)試可以用新的HSUPA測(cè)試代替。從下表可以看出哪些測(cè)試對(duì)HSPA設(shè)備而言是必需的。如果進(jìn)行過等效的HSUPA測(cè)試，灰色陰影覆蓋的測(cè)試可不再需要。

測(cè)試案例5.2B“HS-DPCCH 和E-DCH最大輸出功率測(cè)試”用于驗(yàn)證被測(cè)UE是否達(dá)到其最大額定輸出功率，以相應(yīng)地求得更高的HSUPA峰值因子。本測(cè)試確保UE能在不影響其它信道或其它系統(tǒng)的前提下達(dá)到足夠的小區(qū)覆蓋范圍。

測(cè)試案例5.2D“HS-DPCCH和E-DCH用戶設(shè)備的相對(duì)代碼域功率精度測(cè)試”與測(cè)試案例5.13.2B“HS-DPCCH和E-DCH相對(duì)代碼域差錯(cuò)測(cè)試”用于檢查UE在每個(gè)代碼信道(相對(duì)于復(fù)合信號(hào))的調(diào)制精度，以保證代碼信道已正確被調(diào)，并以正確的相對(duì)代碼功率電平發(fā)送信號(hào)。

測(cè)試案例5.9B“E-DCH頻譜發(fā)射屏蔽測(cè)試”和5.10B“E-DCH相鄰信道泄漏功率比(ACLR)測(cè)試”用于檢查由于HSUPA上行信號(hào)的頻譜散射(spectral splatter)增大而導(dǎo)致的信道外干擾。

HSUPA功能測(cè)試

由于很多在HSUPA設(shè)備上使用的高速應(yīng)用都需要IP數(shù)據(jù)傳輸，所以HSUPA功能測(cè)試有助于確保HSUPA設(shè)備能夠以指定速率傳輸數(shù)據(jù)，并且確保設(shè)備上的應(yīng)用在各種信道條件下都按照預(yù)期執(zhí)行。利用網(wǎng)絡(luò)仿真儀(例如安捷倫的8960)，測(cè)試工程師就能在服務(wù)器和HSUPA設(shè)備/客戶之間建立起一個(gè)端到端IP連接，然后通過改變服務(wù)準(zhǔn)許、AWGN(加性高斯白噪聲)和代碼信道電平，引入信號(hào)衰落、越區(qū)切換和改變IP連接的特性，以及檢查這些改動(dòng)對(duì)(上行和下行)數(shù)據(jù)率和應(yīng)用性能的影響。

總結(jié)

HSUPA是一項(xiàng)激動(dòng)人心的新技術(shù)，它能使上行數(shù)據(jù)率遠(yuǎn)高于當(dāng)前系統(tǒng)，而結(jié)合HSDPA的使用，諸如VoIP和手機(jī)游戲等一系列高速無線業(yè)務(wù)都將得以順利開展。但HSUPA對(duì)無線設(shè)備的發(fā)射機(jī)、處理器、內(nèi)部總線和存儲(chǔ)器分配等要求較高，因此僅測(cè)試設(shè)備的R99或HSDPA特性是不夠的，當(dāng)HSUPA信道活動(dòng)時(shí)還必須測(cè)試設(shè)備性能。幸運(yùn)的是，許多現(xiàn)有的3GPP TS 34.121測(cè)試都可以用HSUPA等效測(cè)試代替，這就減小了HSUPA測(cè)試對(duì)設(shè)備整體測(cè)試時(shí)間的影響。