克服無線電基站發(fā)射機(jī)測(cè)試的挑戰(zhàn)

當(dāng)基站支持多個(gè)無線接入技術(shù)時(shí)，3GPP第9版標(biāo)準(zhǔn)包含一系列有關(guān)MSR的文檔(3GPP TS37第9版)，并對(duì)基站一致性測(cè)試提出了要求。這些文檔覆蓋了采用3GPP頻分復(fù)用(FDD)制式(例如LTE FDD、W-CDMA/HSPA和GSM/EDGE)和3GPP時(shí)分復(fù)用(TDD)制式(例如LTE TDD和TD-SCDMA)的MSR多載波組合。接收機(jī)一致性測(cè)試類似于每個(gè)單制式的測(cè)試，而發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試必須在MSR多載波分配情景下執(zhí)行。

當(dāng)測(cè)試MSR多載波配置時(shí)，TS37文檔定義的射頻要求指定了通道功率測(cè)量、誤差矢量幅度的調(diào)制質(zhì)量(EVM)、頻率誤差(計(jì)算過程與EVM相同)、雜散發(fā)射、工作頻段殘余輻射或頻譜輻射模板(SEM)。在測(cè)試每個(gè)制式的每個(gè)載波時(shí)，要求對(duì)ACLR、占用帶寬(OBW)及各發(fā)射機(jī)路徑之間時(shí)間同步進(jìn)行測(cè)量。盡管在MSR多載波配置時(shí)對(duì)上述三種測(cè)量沒有強(qiáng)制要求，但一些基站制造商仍然希望進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試需要貼近實(shí)際應(yīng)用情景，覆蓋被測(cè)基站所支持的全部制式，并可為用戶提供出色的測(cè)試效率。

執(zhí)行頻譜測(cè)量

圖1顯示了根據(jù)3GPP TS37.141定義的MSR一致性測(cè)試來進(jìn)行測(cè)量的載波通道功率的掃描頻譜視圖。在本例中，針對(duì)MSR的測(cè)量應(yīng)用軟件可掃描基于頻譜儀的MSR通道功率測(cè)量，測(cè)量非常簡(jiǎn)單?；蛘?，也可手動(dòng)配置頻譜儀的分辨率帶寬(例如100kHz)進(jìn)行掃描，帶寬需要足夠窄才可以區(qū)分GSM載波，同時(shí)可為每個(gè)感興趣的載波添加一系列頻帶功率游標(biāo)。

圖1：使用在X系列信號(hào)分析儀上運(yùn)行的Agilent N9083A MSR測(cè)量應(yīng)用軟件來執(zhí)行多載波通道功率測(cè)量。MSR被測(cè)信號(hào)是3GPP測(cè)試配置4c(TC4c)的一個(gè)示例，假設(shè)基站發(fā)射機(jī)的射頻帶寬為25MHz。它包括總計(jì)6個(gè)GMSK/8PSK的載波(在射頻帶寬的最低和最高頻偏上各有3個(gè)載波)、2個(gè)W-CDMA載波和1個(gè)LTE FDD 10MHz載波。數(shù)字調(diào)制質(zhì)量的測(cè)量

對(duì)于發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試，使用被測(cè)器件的任意重復(fù)碼型波形(例如各種測(cè)試模式)來進(jìn)行測(cè)量。3GPP TS37.141 MSR基站一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定義了幾個(gè)用于測(cè)試配置的MSR多載波分配碼型。因此，即便是不使用寬帶前端硬件來同時(shí)捕獲所有可用的MSR多載波，發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試也可借助傳統(tǒng)的信號(hào)采集方法來完成。

本質(zhì)上講，測(cè)試工程師捕獲每個(gè)單載波并逐個(gè)進(jìn)行調(diào)制質(zhì)量測(cè)量，隨后使用恰當(dāng)?shù)恼杉斎霂捛岸藖聿东@每個(gè)單載波。第二步，工程師將頻率轉(zhuǎn)換為第二個(gè)載波，捕獲并測(cè)量EVM，以此類推。這種方法不需要通過昂貴的寬帶前端硬件一次性覆蓋所有的載波，也不需要在捕獲寬帶信號(hào)之后使用大型波形采樣計(jì)算EVM，因而被工程師視為簡(jiǎn)單易用、經(jīng)濟(jì)高效的方法。目前最寬的蜂窩載波帶寬是LTE的20MHz帶寬。但LTE-Advanced又會(huì)如何呢?根據(jù)LTE第10版規(guī)定，LTE-Advanced將支持高達(dá)100MHz的系統(tǒng)帶寬。由于LTE-Advanced支持載波聚合，每個(gè)元器件載波都具有高達(dá)20MHz的帶寬。用戶需要花費(fèi)額外的時(shí)間和精力逐個(gè)轉(zhuǎn)換每個(gè)載波測(cè)量，但所花費(fèi)的時(shí)間和精力將完全取決于測(cè)試儀/分析儀設(shè)備或外部控制程序中的連續(xù)捕獲和解調(diào)計(jì)算過程/算法。如果選擇“快速本振和載波間模式轉(zhuǎn)換”，那么它在測(cè)試速率方面的劣勢(shì)會(huì)很不明顯。

使用寬帶寬分析儀硬件對(duì)全部感興趣的有效載波進(jìn)行同時(shí)捕獲的成本要高于窄帶寬硬件，但它對(duì)MSR無線器件中的瞬時(shí)事件進(jìn)行驗(yàn)證和故障診斷(例如功能設(shè)計(jì)驗(yàn)證和實(shí)際系統(tǒng)操作測(cè)試)非常有效(圖2)。從已采集的寬帶波形中取出每個(gè)載波，分別對(duì)其進(jìn)行EVM測(cè)量。捕獲采樣結(jié)果包括所有的同時(shí)存在的有效載波。

圖2：該圖比較了使用窄帶寬硬件對(duì)每個(gè)載波進(jìn)行連續(xù)采集(左側(cè))和使用寬帶寬硬件對(duì)全部載波進(jìn)行同時(shí)采集(右側(cè))，以用于調(diào)制分析。

無論采用寬帶寬還是窄帶寬硬件分析儀方法，都要求使用恰當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)濾波器對(duì)每個(gè)感興趣的載波進(jìn)行過濾。濾波器能夠抑制相鄰載波功率干擾，從而使分析儀在多載波條件下對(duì)每個(gè)載波都能達(dá)到很好的同步和調(diào)制穩(wěn)定性。以W-CDMA(或TD-SCDMA)載波為例，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范明確定義了接收機(jī)濾波器形狀，濾波器為3.84MHz(TD-SCDMA為1.28MHz)、滾降因子為0.22的根升余弦濾波器。對(duì)于GMSK和LTE等制式，不存在如此明確的規(guī)范。相反，可能需要為滾降因子變化幅度較大的分析儀添加一個(gè)相鄰載波抑制濾波器(即便會(huì)影響調(diào)制質(zhì)量)。

總結(jié)

在對(duì)MSR多載波基站發(fā)射機(jī)器件進(jìn)行頻譜和功率測(cè)量時(shí)，頻譜掃描的方法仍然適用。它同樣可用于每個(gè)載波發(fā)射機(jī)器件的測(cè)量。在分析MSR多載波配置下每個(gè)載波的調(diào)制質(zhì)量時(shí)，可采用兩種方法。第一種方法，使用窄帶寬硬件前端連續(xù)采集每個(gè)載波。該方法假設(shè)MSR被測(cè)信號(hào)是一個(gè)任意重復(fù)測(cè)試模式信號(hào)，具有簡(jiǎn)單和低成本的優(yōu)點(diǎn)。第二種方法，使用寬帶寬硬件前端同時(shí)采集所有的載波。該方法能夠真正同時(shí)捕獲所有的載波，以便對(duì)瞬時(shí)事件進(jìn)行故障診斷，缺點(diǎn)在于成本高昂。每種方法的總測(cè)試效率取決于測(cè)試序列算法的設(shè)計(jì)或編程方式。