移動寬帶演進 無線網絡,TD-LTE測量要點分析

3G(third-generation)無線系統正在全球展開部署。W-CDMA通過在下行和上行中增加HSPA(high speed packet access)以保持著中期競爭優勢，它使得小區峰值速率可達到7.2Mbps，并期望單用戶數據速率達到1.5Mbps。為了確保未來的競爭力，LTE(long-termevolution)第一次在3GPP(3rd Generation Partnership Project)UMTS規范的第8版本中指明，為滿足下一個十年對新興的“移動寬帶”的需求，系統峰值速率預期將超過300Mbps。

到目前為止LTE的大多數工作集中在FDD(Frequency Division Duplex)。隨著中國TD-SCDMA的不斷成熟與網絡化實施，基于TDD(Time Division Duplex)的LTE的另一種模式，即現在大家所知道的TD-LTE，也進入了3GPPLTE的規范。LTETDD可以更靈活地使用非對稱頻譜資源?，F在，越來越多芯片和設備廠商將TDD的性能包含在設計中。

與先前的GSM/EDGE和W-CDMA標準相比，LTE標準文件從最初的技術建議提交到最終商業版本的時間很短，特別是較晚添加至標準的TD-LTE，這個過程更短。對于手機和數據卡，LTE規范的最大RF帶寬20MHz已經使得系統結構設計發生改變，對終端設備要求支持多種制式，其中包括要與傳統系統的兼容等問題，這些使得設計者更多地使用軟件無線電。新的設計要求更多的模擬/數字域交替測試以及“數字輸入，射頻輸出”，這意味著設計者需要新的測試工具和測量方法。

TD-LTE指定的頻率范圍是1850到2620MHz，并且使用與FDD相同的MIMO情形和上下行調制制式：下行為OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)，上行為SC-FDMA(SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess)。如下圖所示，TD-LTE使用兩種幀結構，每個幀包含10個子幀，長度為10ms。

以“5ms”為切換周期的幀有兩個特殊的同步子幀，而以“10ms”為切換周期的只有一個，這樣可以提供更靈活的上/下行配置。根據瞬時數據傳輸的要求，數據幀可以靈活地使用所示的7種預置配置中的任何一個。

一個1ms下行子幀包含的數據塊(resourceblocks)被預先指定給不同的用戶，而上行子幀只包含用戶到基站(eNB)的數據。對于小型數據包，指定的延遲(從發出請求到收到回復的時間)目標是5ms，或半個幀。所以系統時間，包括用于補償到eNB距離的時間偏移，非常重要。目前的系統是低速率(固定用戶或步行用戶)優化系統，能看到系統的最高速率性能，但是最終會延申到支持高達500kph的移動用戶。

TD-LTE標準目前包括1.4、3、5、10、15和20MHz(與帶寬可變的LTEFDD相同)RF通道的指標和測量方法。大多數測量方法和測量項目針對單個碼道的數據定義，使用單獨的發射和接收部分。關于多碼道和MIMO的配置，仍在討論中。

最初的測量目的是確保發射和接收不受損傷：包括上行和下行發射模板，最大和最小功率，功率控制。定義鄰道泄漏和發射雜散用于確保最小的干擾。下圖是發射打開/關斷模板的例子。

下一個系列的測量著重于傳輸質量，最主要的度量方法是EVM(errorvectormagnitude)。對于下行OFDMA，測量基于時域上的一個子幀(1ms)和頻域上的12個子載波(180kHz)。上下限取決于調制復雜度，調制階數越高，上下限越嚴格。對于來自UE的上行SC-FDMA信號，傳輸質量取決于已分配和未分配的資源塊，需要分別測量通道內UE發射的頻譜和其它帶寬頻譜。EVM和頻譜平坦度用來說明已分配資源塊的情況，帶內泄漏和IQ偏移(載波泄漏)，這些降低網絡性能的干擾信號詳細說明未分配資源塊的情況。

基本的接收機RF性能測試包括基準靈敏度、動態范圍、通道內選擇性、鄰道選擇性和發射雜散建立于正規的呼叫協議將UE與業務信道連通后。在一個特定值上，BLER(blockerrorrate)必須不能超過目標值并維持目標吞吐量，通常為95%。特定值取決于所執行的測試、接收機帶寬和調制復雜度。隨后檢測接收機在靜態和衰落環境中從專用物理信道里正確解調專用控制信道的能力，以及對所有支持的數據速率和信道帶寬的檢測。

TD-LTE設備必須兼容傳統3GPP系統，一系列的切換情形被詳細說明以確保系統一致性，從而確保用戶服務的連續性，包括從閑置模式到已建立呼叫后的同頻TDD到TDD切換，也包括不同頻的TDD到FDD的切換，乃至切換至3GW-CDMA和HPSA系統，最終從TDD切換至GSM。

LTEFDD和TD-LTE指定的RF環境要求使用MIMO，測量和驗證方法還未確定。MIMO用于改進覆蓋范圍和數據傳輸能力，每個發射機廣播它自己獨有的數據流信號，接收機執行復矩陣解調以還原原始數據。構成MIMO發射信號的單獨的數據流分析較為直接，MIMO接收機的多信號測試則包括實時衰落，因而要求專門的測試信號。正確的MIMO接收機驗證仍在3GPP和測試團體的討論中。第一個LTE的部署將使用2X2MIMO(即2個單獨的發射機和接收機)不過規范要求將來使用最高至4X4MIMO。

這些僅僅是系統測試需求的開始。從芯片設計到網絡部署，在設計流程的各個階段更多的工作是驗證終端用戶的體驗。除了保證互用性，全面的測試將包括驗證上千用戶體驗的情形。只有在早期驗證了系統的功能性，網絡運營商才會達成客戶期望和保持客戶忠誠度。WAP和W-CDMA先前的經驗已經告訴我們對技術開展部署所潛在的用戶問題–從覆蓋、實時數據速率、電池耗盡時間到同步交互。在設計改動之后和部署之前，設計者和服務提供商必須能夠使用可控的和可重復的測試場景驗證設計的最高性能和實際網絡情況下的設備性能。協議和兼容性測試工具，如安捷倫8960和E6620以及由合作伙伴提供的基于它們的系統Antie，是一個提供了豐富功能的兼容性驗證環境。