LTE終端測試簡述

由于LTE是CDMA2000網(wǎng)絡運營商(如Verizon Wireless)的下一代技術選擇，所以與3GPP2 CDMA2000高費率分組數(shù)據(jù)業(yè)務的互通是一個明確要求。在LTE無線網(wǎng)絡接口處合并3GPP和3GPP2網(wǎng)絡拓撲是一個有意義的進展，這需要進行周密的測試，以確保其運行達到預期目標。

　　對網(wǎng)絡運營商來說，維持同時使用IP網(wǎng)絡和傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡的語音業(yè)務將會是一大挑戰(zhàn)。主流網(wǎng)絡運營商在2010年移動通信世界大會(Mobile World Congress 2010)上宣布的有關VoLTE(語音LTE)標準化的協(xié)議，將在很大程度上解決這個問題。但是，使用3GPP的IMS(IP多媒體子系統(tǒng))技術仍然需要進行大規(guī)模部署。

　　測試挑戰(zhàn)和需求

　　滿足LTE終端設備的嚴格要求的關鍵在于將設計分成子系統(tǒng)，并制定一個允許在測試完整終端之前對每個設計部分進行徹底檢驗的測試計劃。如果不采用這種模塊化方案，則問題的診斷可能拖到項目的最后階段，以致難以管理最終發(fā)布階段，包括現(xiàn)場試驗及一致性測試。

　　無論終端設計是從頭開始、基于較早前的設計還是使用第三方集成組件，都需進行多項關鍵性能測量。其中一些測量(如最大輸出功率、功率控制和接收機靈敏度)是早前技術已經(jīng)熟悉的，但由于所用的傳輸方式(下行鏈路中為OFDMA，上行鏈路中為SC-FDMA)不同，所以需要新的測量設備來支持這些測試。

　　其它一些測量是LTE特有的。例如，對于OFDMA傳輸方式，子載波誤差向量幅度(EVM)變成調(diào)制器性能的一項重要測試。隨著700MHz模擬TV頻譜的可供使用，LTE將以低于GSM或WCDMA的頻率來部署，從而得到大很多的帶寬：20MHz/700MHz=2.8%。相比之下，對于典型的WCDMA終端為：5MHz/2100MHz=0.24%。這會對一些調(diào)制器架構帶來挑戰(zhàn)，因為它會導致小區(qū)邊緣處的EVM值較高，所以在設計階段要特別注意這一點。

　　由于一些測試(如功率控制)的動態(tài)性質(zhì)，所以需要使用信令協(xié)議來建立測量條件。這就要求測試設備必須包括協(xié)議棧和模擬演進型節(jié)點B(eNB)基站。由于這些測量通常是由RF工程師而不是協(xié)議專家來執(zhí)行的，所以所用的測試設備必須易于配置，使工程師能夠?qū)⒕杏跍y量本身。

　　協(xié)議測試

　　協(xié)議棧開發(fā)者面臨的主要挑戰(zhàn)之一是確保狀態(tài)變化響應要求得到滿足。雖然LTE規(guī)范已經(jīng)將終端設備的可能狀態(tài)數(shù)量減少到RRC_IDLE和RRC_CONNECTED，但是在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)所需的時間將構成時延預算的一大部分。

　　在RRC_IDLE模式下，終端設備盡可能將自身處于低功耗狀態(tài)，以確保出色的電池壽命，接收機被周期性地激活以檢查尋呼消息。當數(shù)據(jù)傳輸時間預定后，終端必須處于喚醒狀態(tài)并快速同步其上行鏈路。

　　在協(xié)議測試過程中，用于生成測試用例的工作量常常與創(chuàng)建協(xié)議棧的工作量一樣多，所以擁有全面而高效的測試設施很重要。為能夠細分測試，重要的是能夠測量用戶平面和控制平面中的每個子層。協(xié)議測試診斷功能在查找故障時很重要。通常，這包括帶時間戳的消息日志記錄和解碼。但重要的是這也可以用于每個子層，以提供跟蹤信令消息流程細節(jié)的功能(從MAC PDU直到RRC消息)，從而確保定時要求得到滿足。

　　要想能夠為每個層創(chuàng)建測試情景，就必須擁有對測試設備的詳細控制，但這需要盡可能地易于使用，以避免痛苦的學習過程。圖形化測試描述(例如由場景向?qū)峁┑?提供了定義新測試的最清晰方法(圖1)。

　　圖1：圖形化測試描述(例如由場景向?qū)峁┑?提供了定義新測試的最清晰方法。

　　性能測試

　　一旦RF、基帶、協(xié)議棧和應用層實現(xiàn)集成，接下來就需要對整體終端性能進行全面測試。在此階段期間，必須查出和消除數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，以最大化數(shù)據(jù)吞吐量——包括在正常和極端溫度及電源電壓條件下。另外還需要在滿負荷條件下測量功耗、熱特性、電磁兼容性(EMC)、發(fā)射及磁化率。一般情況下，這需要使用2x2下行鏈路多輸入多輸出(MIMO)技術。

　　測試設備要能夠在小區(qū)之間無縫交接數(shù)據(jù)，同時盡量減小對數(shù)據(jù)吞吐率的影響，就像要能在不同無線接入技術之間進行交接數(shù)據(jù)，同時保持數(shù)據(jù)連接一樣。已有多家供應商推出了設計緊湊、靈活和模塊化的測試儀器。例如，Aeroflex的LTE測試產(chǎn)品就支持用于測試LTE終端性能的所有功能(圖2)。

　　圖2：Aeroflex的LTE測試產(chǎn)品支持用于測試LTE終端性能的所有功能。