如何利用信道仿真器全面測(cè)試LTE系統(tǒng)

空中(OTA)測(cè)試是指對(duì)將射頻信號(hào)通過空間傳播到一個(gè)物理上的遠(yuǎn)程接收器這一過程進(jìn)行的測(cè)試，它能提供一定程度的性能測(cè)量，但無法提供一致的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。OTA試驗(yàn)一般是在大房間或野外進(jìn)行，其條件并不完全可控或可重復(fù)，從而導(dǎo)致不同的測(cè)試有不同的結(jié)果。力圖在多種噪聲和不同干擾的現(xiàn)場(chǎng)條件下搭建數(shù)百個(gè)復(fù)雜的測(cè)試環(huán)境的努力是一項(xiàng)既耗時(shí)又費(fèi)錢的工作。

先進(jìn)的4G測(cè)試：信道仿真

LTE和移動(dòng)WiMAX技術(shù)的推出，尤其是其OFDMA和MIMO特征，需要先進(jìn)的測(cè)試能力和工具以確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)滿足或超過3GPP/802.16e的性能預(yù)期?；贛IMO 和OFDMA的4G技術(shù)的復(fù)雜物理層和開放接入要求，也對(duì)無線性能/接口質(zhì)量提出了更高要求，從而使4G測(cè)試比以往更復(fù)雜。

為彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室和OTA測(cè)試之間的差異，通常采用信道仿真器以精確地表征在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下、基于MIMO和OFDMA的系統(tǒng)的多信道射頻交互對(duì)一致性、性能和互操作性方面的影響。

利用復(fù)雜信道模型和多個(gè)可編程參數(shù)，信道仿真器以可控和可重復(fù)的方式復(fù)制再現(xiàn)了真實(shí)世界的信道傳播條件，從而支持廠商和服務(wù)提供商能在真實(shí)世界條件下測(cè)試設(shè)備，進(jìn)而把在“真實(shí)”世界中進(jìn)行測(cè)試所花的時(shí)間和費(fèi)用降至最低。

通過在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)真實(shí)世界的信道條件，基站和移動(dòng)設(shè)備的信道仿真測(cè)試過程可得以大大簡化、效率可得以顯著提升。信道仿真是有效測(cè)試LTE、移動(dòng)WiMAX或任何基于MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵。從最初的研究和設(shè)計(jì)、到系統(tǒng)集成、質(zhì)量保證甚至認(rèn)證和競(jìng)爭性基準(zhǔn)測(cè)試等環(huán)節(jié)，都需要信道仿真。使用信道仿真器，射頻設(shè)計(jì)和性能可被驗(yàn)證、測(cè)試覆蓋范圍可被擴(kuò)充、測(cè)試次數(shù)可被減少、還可在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)將更高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

合適的信道仿真器

為滿足最新和新興的移動(dòng)無線技術(shù)的測(cè)試需求，評(píng)估為這些工作所選的信道仿真器是否滿足對(duì)一致性、功能、性能和互操作性等測(cè)試的多樣化需求就是至關(guān)重要的。如上所述，最新的無線寬帶技術(shù)采用了OFDMA，它在最高可達(dá)64態(tài)正交調(diào)幅(64QAM)的高階調(diào)制上進(jìn)行傳輸，此外還采用了利用多天線的MIMO技術(shù)。

因此，信道仿真器需要具有射頻保真和可擴(kuò)展能力以處理和測(cè)試這些功能。下面所列的若干項(xiàng)，是工程師在為測(cè)試設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)選擇信道仿真器時(shí)應(yīng)著力考察的一些關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和能力。圖2展示了采用信道仿真器進(jìn)行測(cè)試的例子。借助全雙向MIMO信道，eNodeB可以連接到多臺(tái)用戶設(shè)備(UE)。該信道仿真環(huán)境可為每個(gè)用戶都提供一個(gè)不同路徑，且同時(shí)提供了在下行和上行都帶衰減的現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景。下面給出了該信道仿真環(huán)境具有的特性。

圖2：采用信道仿真器進(jìn)行測(cè)試的例子。

可擴(kuò)展性/多信道：最多4×4結(jié)構(gòu)以支持空間復(fù)用、空時(shí)編碼/最大比合并及波束成形。靈活的配置：包括配置用于吞吐量和切換型測(cè)試的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、單向和雙向的能力。雙向：時(shí)分雙工(TDD)、頻分雙工(FDD)、波束成形等，都需要現(xiàn)實(shí)世界的上行和下行兩個(gè)方向。高的射頻保真能力：不會(huì)妨礙測(cè)試的足夠?qū)挼恼`差向量幅度 (EVM)、本底噪聲和動(dòng)態(tài)功率范圍。信道模型：為測(cè)試各種場(chǎng)景，需要標(biāo)準(zhǔn)和用戶自定義信道模型。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信道建模：長的模型重復(fù)和回放時(shí)間?？刂坪妥詣?dòng)化：基于圖形用戶界面(GUI)和腳本的仿真控制，以構(gòu)建測(cè)試自動(dòng)化。易于使用：簡單的設(shè)置、配置和測(cè)試執(zhí)行以及測(cè)試結(jié)果的收集，以支持獨(dú)立或集成測(cè)試。

本文小結(jié)

能夠滿足為確保網(wǎng)絡(luò)互操作性和性能進(jìn)行更深入廣泛測(cè)試的需求，其功勞都?xì)w功于采用了MIMO和OFDMA技術(shù)的LTE和移動(dòng)WiMAX等復(fù)雜的寬帶無線技術(shù)價(jià)值用戶對(duì)新推出的移動(dòng)寬帶服務(wù)的高度期待。測(cè)試設(shè)備采用信道仿真器利用重構(gòu)的現(xiàn)實(shí)世界信道條件，使得更全面測(cè)試實(shí)施的極大簡化。

為了測(cè)試射頻和MIMO算法是否工作正常，通過提供一種廣泛并且具成本效益的解決方案實(shí)現(xiàn)，并預(yù)測(cè)在現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境下基于 MIMO技術(shù)的產(chǎn)品的性能，實(shí)驗(yàn)室控制的信道仿真可以準(zhǔn)確地表征設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的無線交互對(duì)一致性、性能、以及互操作性的影響。制造商只有通過了這樣全面的測(cè)試之后，才能確保新的、數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用和設(shè)備在4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中能成功發(fā)揮作用。