多標(biāo)準(zhǔn)無線電基站發(fā)射機(jī)測(cè)試

下一代基站發(fā)射機(jī)和接收機(jī)將會(huì)支持更寬的帶寬，不僅包括采用單一無線制式的多載波（MC），還包括在單一發(fā)射機(jī)路徑中的多種制式。例如，GSM、W-CDMA和LTE多載波可以同時(shí)從一個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)無線（MSR）基站單元進(jìn)行傳輸。蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以支持多種制式，這對(duì)于降低基站規(guī)模和成本而言十分重要。鑒于此，預(yù)計(jì) MSR 基站將會(huì)從當(dāng)前已部署的2/3G無線制式順利而穩(wěn)定地過渡到3.9G（例如LTE）、甚至是4G（例如 LTE-Advanced）技術(shù)。這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商和消費(fèi)者來講是一個(gè)好消息。但采用MSR MC配置也是有代價(jià)的，即必須對(duì)MSR基站發(fā)射機(jī)進(jìn)行測(cè)試。為確保MSR基站的順利部署，有必要通過一種快速、高效的途徑來應(yīng)對(duì)測(cè)量挑戰(zhàn)。

　　新的要求

　　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），特別是基站一致性測(cè)試。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MSRMC組合。與接收機(jī)一致性測(cè)試要求相比（類似于每個(gè)單制式的多載波），必須在MSR多載波配置場(chǎng)景中執(zhí)行發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試。

　　當(dāng)測(cè)試MSR多載波激活配置時(shí)，TS37文檔定義的射頻要求指定了信道功率測(cè)量、誤差矢量幅度（EVM）、頻率誤差（計(jì)算過程與EVM相同）、雜散發(fā)射、工作頻段雜散或頻譜發(fā)射模板（SEM）。在測(cè)試每個(gè)單制式單載波時(shí)，要求對(duì)ACLR、占用帶寬（OBW）及發(fā)射機(jī)分支的時(shí)序進(jìn)行測(cè)量。盡管MSR多載波激活配置并不需要對(duì)上述三種測(cè)量進(jìn)行測(cè)試，但一些基站制造商仍然想要在該配置下進(jìn)行測(cè)試。在該配置中進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)際應(yīng)用情景相差無幾。它覆蓋了被測(cè)基站所支持的全部制式，可為用戶提供出色的測(cè)試效率。

　　執(zhí)行頻譜測(cè)量

　　MSR頻譜測(cè)量與單制式測(cè)試極為相似，可通過信號(hào)分析儀或頻譜分析儀（SA）的掃描分析功能，或矢量信號(hào)分析儀的快速傅立葉轉(zhuǎn)換（FFT）分析來完成測(cè)量。鑒于頻寬通常大于單載波測(cè)量所用頻寬，因而掃描分析更加適合帶外或通道外測(cè)量（例如雜散發(fā)射、ACLR和SEM）。

　　圖1顯示了載波信道功率測(cè)量的掃描頻譜視圖，它根據(jù)3GPP TS37.141定義的MSR一致性測(cè)試進(jìn)行測(cè)量。在本例中，專用MSR測(cè)量應(yīng)用軟件（基于掃描式SA的MSR信道功率測(cè)量）可使測(cè)量變得簡(jiǎn)單?；蛘撸部墒謩?dòng)配置掃描式SA，使其具備恰當(dāng)?shù)姆直媛蕩挘ɡ?00kHz），足夠窄的分辨帶寬可以區(qū)分GSM載波，并為每個(gè)感興趣的載波添加集成頻帶功率游標(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 MC（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

　　在評(píng)測(cè)信號(hào)調(diào)制質(zhì)量時(shí)，例如測(cè)量MSR多載波激活配置中每個(gè)載波的EVM，測(cè)試工程師考慮的主要方面是如何在MSR基站射頻端口所支持的寬帶寬內(nèi)一次性采集所有可用的激活載波。記住，該規(guī)范沒有強(qiáng)制要求借助具有寬帶采集前端的分析儀同時(shí)捕獲所有的激活載波。

　　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)碼型波形來進(jìn)行測(cè)量，例如測(cè)試模式（TM）。3GPPTS37.141 MSR基站一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定義了幾個(gè)被稱之為測(cè)試配置（TC）的用于測(cè)試的MSR多載波配置格式。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)試工程師順序地使用恰當(dāng)?shù)恼杉斎霂捛岸藖聿东@每個(gè)單載波并逐個(gè)進(jìn)行調(diào)制質(zhì)量測(cè)量。第二步，工程師將頻段轉(zhuǎn)到第二個(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“對(duì)每個(gè)載波進(jìn)行快速LO和模式轉(zhuǎn)換”，那么它在吞吐量方面的劣勢(shì)會(huì)很不明顯。

　　使用寬帶寬分析儀硬件對(duì)全部感興趣的載波進(jìn)行同時(shí)捕獲的成本要高于窄帶寬硬件，但對(duì)MSR無線器件中的瞬時(shí)事件進(jìn)行驗(yàn)證和故障診斷時(shí)（例如功能設(shè)計(jì)驗(yàn)證和實(shí)際系統(tǒng)操作測(cè)試），它仍然值得一試（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。已捕獲采樣包括所有的激活載波，它們都是同時(shí)發(fā)生的事件。

　　圖2，該圖比較了使用窄帶寬硬件對(duì)每個(gè)載波進(jìn)行順序捕獲（左側(cè)）和使用寬帶寬硬件對(duì)全部載波進(jìn)行同時(shí)捕獲（右側(cè)）的兩種調(diào)制分析方式。

　　無論采用寬帶寬還是窄帶寬分析儀硬件方法，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)行濾波。濾波器能夠抑制相鄰載波功率干擾，從而在多載波激活條件下，使分析儀獲得很好的同步和調(diào)制穩(wěn)定性，以W-CDMA（或TDD制式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，即便會(huì)影響調(diào)制質(zhì)量，可能需要為有著合適的滾降因子的分析儀添加一個(gè)相鄰載波抑制濾波器。

　　總結(jié)

　　在對(duì)MSR MC基站發(fā)射機(jī)器件進(jìn)行頻譜和功率測(cè)量時(shí)，掃描式SA測(cè)量方法仍然適用。正如同它在單載波發(fā)射機(jī)器件的測(cè)量。在分析MSR MC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順序采集每個(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)捕獲所有的載波。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