LTE及LTE-A信號(hào)產(chǎn)生方案

1 引言

　　按照3GPP的規(guī)范，目前LTE至LTE-A主要分為三個(gè)版本，分別是Release 8，Release 9，Release 10。也就是說，3GPP從Release 8開始引入LTE標(biāo)準(zhǔn)；Release 9相對(duì)于Release 8來說，在物理層定義上，增加了“定位參考信號(hào)”、“廣播多播單頻網(wǎng)”、“雙流波束賦型”等特性；在Release 10里面，物理層上又增加了“載波聚合”、“共享信道分簇”等特性，LTE Release 10也被稱之為LTE-Advanced 或者 LTE-A。

　　對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商來說，無論是在研發(fā)階段還是生產(chǎn)階段，基站和直放站等設(shè)備的射頻測(cè)試采用的都是矢量信號(hào)源和信號(hào)分析儀的方法。以LTE基站射頻測(cè)試為例，廠商利用矢量信號(hào)源產(chǎn)生LTE上行信號(hào)，模擬終端發(fā)射上行信號(hào)用來對(duì)基站進(jìn)行接收特性測(cè)試和性能測(cè)試，利用信號(hào)分析儀測(cè)試LTE基站發(fā)射的下行信號(hào)射頻指標(biāo)。

　　對(duì)于芯片和終端廠商來說，在研發(fā)初期，同樣會(huì)用到矢量信號(hào)源和信號(hào)分析儀。與基站測(cè)試類似，芯片和終端廠商利用矢量信號(hào)源生成LTE下行信號(hào)，模擬基站的發(fā)射信號(hào)，用來測(cè)試終端的接收靈敏度、吞吐率等特性。信號(hào)分析儀則用來測(cè)試終端發(fā)射的上行信號(hào)射頻指標(biāo)。

　　由此可知，矢量信號(hào)源和信號(hào)分析儀作為通用的射頻測(cè)試儀器，廣泛應(yīng)用于LTE和LTE-A設(shè)備的射頻測(cè)試。

　　2 LTE及LTE-A信號(hào)產(chǎn)生方案

　　上文說到需要利用矢量信號(hào)源產(chǎn)生LTE/LTE-A的上行或下行信號(hào)用來測(cè)試LTE設(shè)備的接收性能。下面以3GPP的LTE/LTE-A規(guī)范文檔為依據(jù)，簡要介紹如何利用RS的信號(hào)源SMU200A來產(chǎn)生LTE/LTE-A測(cè)試信號(hào)。

　　首先，以LTE Release 8的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備射頻測(cè)試為例，主要根據(jù)規(guī)范3GPP 36.141的第七章和第八章進(jìn)行測(cè)試。其中，第七章是基站接收測(cè)試，需要信號(hào)源能夠產(chǎn)生有用LTE信號(hào)、白噪聲信號(hào)、干擾信號(hào)，信號(hào)源SMU200A能夠在一臺(tái)源內(nèi)部同時(shí)實(shí)現(xiàn)所需的所有三種信號(hào)。第八章屬于基站性能測(cè)試部分，主要考察了基站在典型衰落場(chǎng)景下的工作性能和混合自動(dòng)重傳等功能。以3GPP 36.141 8.2.2“上行時(shí)延調(diào)整”測(cè)試?yán)秊槔?，該測(cè)試?yán)谋尘笆菍蓚€(gè)模擬終端信號(hào)輸入基站，這兩個(gè)終端一個(gè)是固定終端，另一個(gè)是移動(dòng)終端，移動(dòng)終端與基站之間的延時(shí)是不停變化的，基站為了能夠正確的接收移動(dòng)終端發(fā)射的數(shù)據(jù)包，需要將“混合自動(dòng)重傳（HARQ）”信息發(fā)送給移動(dòng)終端，移動(dòng)終端根據(jù)基站的反饋信號(hào)做發(fā)射時(shí)間的自動(dòng)調(diào)整，同時(shí)兩個(gè)終端的信號(hào)上都加載有加性高斯白噪聲信號(hào)，此時(shí)觀測(cè)基站吞吐率的變化是否滿足規(guī)范要求。3GPP給出的測(cè)試框圖如圖1所示。

　　圖1 上行時(shí)延調(diào)整測(cè)試?yán)B接框圖

　　根據(jù)圖1顯示，要完成該項(xiàng)測(cè)試，需要：兩臺(tái)信號(hào)源，一臺(tái)模擬固定終端，一臺(tái)模擬移動(dòng)終端，而且模擬移動(dòng)終端的信號(hào)源需要能夠接收基站發(fā)出的HARQ信息并進(jìn)行正確響應(yīng)；噪聲信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生噪聲信號(hào)；衰落模擬器，用于模擬移動(dòng)終端與基站之間的時(shí)延變化特性。RS的信號(hào)源SMU200A具有很高的集成度，在一臺(tái)信號(hào)源內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)兩路獨(dú)立的信號(hào)發(fā)射，并且在信號(hào)源內(nèi)部模擬衰落特性和加性高斯白噪聲信號(hào)，即一臺(tái)信號(hào)源內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上述所有功能。單臺(tái)信號(hào)源SMU200A測(cè)試上行時(shí)延調(diào)整的配置界面如圖2所示。

　　圖2 SMU200A測(cè)試上行時(shí)延調(diào)整配置界面

然后，LTE Release 8的后續(xù)演進(jìn)是LTE Release 9，從信號(hào)物理層方面來看，Release 9主要在下行鏈路方向做了改進(jìn)，主要增加了三個(gè)特性：“Positioning reference signal（定位參考信號(hào)）”、“Dual layer beamforming（雙流波束賦形）”、“MBMS single frequency network（廣播多播單頻網(wǎng)業(yè)務(wù)）”，RS的信號(hào)源SMU200A能夠產(chǎn)生完全符合上述所有新特性的LTE信號(hào)。以定位參考信號(hào)的產(chǎn)生為例，信號(hào)源SMU200A允許用戶根據(jù)3GPP的規(guī)范修改多項(xiàng)參數(shù)，如發(fā)射周期、帶