TD-LTE毫微微蜂窩基站測(cè)試方案

毫微微蜂窩與TD-LTE技術(shù)的結(jié)合，無疑大大提高TD-LTE在個(gè)人住所和小型企業(yè)建筑內(nèi)的覆蓋，而羅德與施瓦茨的TD-LTE Femtocell測(cè)試解決方案讓這一結(jié)合更加緊密。

Femtocell(毫微微蜂窩)是一種小型、低成本的蜂窩接入點(diǎn)，主要用于改善個(gè)人住所和小型企業(yè)建筑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過類似于DSL或有線寬帶的方式與運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)直接相連。和普通基站指標(biāo)相比，F(xiàn)emtocell的輸出功率和射頻性能要求略低。

目前，我國(guó)已全面邁向3G時(shí)代，作為中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA的唯一演進(jìn)技術(shù)，TD-LTE成為國(guó)內(nèi)各設(shè)備商關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，在頻譜資源日益緊張的今天，TDD-LTE以其不對(duì)稱頻譜、可調(diào)整上下行速率分配等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)際上也贏得認(rèn)可。毫微微蜂窩與TD-LTE技術(shù)的結(jié)合，無疑大大提高TD-LTE在個(gè)人住所和小型企業(yè)建筑內(nèi)的覆蓋，能為客戶提供更多的物理資源分配，極大改善客戶體驗(yàn)。

TD-LTE基本特點(diǎn)

LTE分頻分(FDD)和時(shí)分(TDD)兩種模式。TD-LTE即為時(shí)分模式，又稱LTE-TDD，它在高層協(xié)議上與FDD完全一致，幀結(jié)構(gòu)上既充分考慮和繼承了TD-SCDMA的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)又保持了與FDD模式良好的兼容性。

在LTE中的兩種幀結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)DD使用Type1，TDD則使用Type2。對(duì)于TD-LTE使用的Type2幀結(jié)構(gòu)，與TD-SCDMA有很多類似，它把10ms的無線幀分成兩個(gè)5ms的半幀;每個(gè)半幀由5個(gè)1ms的子幀組成，包括1個(gè)特殊子幀和4個(gè)普通子幀。對(duì)于特殊子幀是由3個(gè)特殊時(shí)隙組成：DwPTS、GP和UpPTS;DwPTS是下行導(dǎo)頻時(shí)隙，UpPTS則是上行導(dǎo)頻時(shí)隙，GP則用于下行到上行之間的保護(hù)間隔。普通子幀則與FDD模式一樣，用來傳輸數(shù)據(jù)信息。

不同于LTE-FDD依靠頻率來區(qū)分上下行，LTE-TDD上下行工作在同一頻率，依靠時(shí)間即不同時(shí)隙來區(qū)分上下行，因而可以方便地通過調(diào)整上下行時(shí)隙配比來滿足現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中諸多非對(duì)稱業(yè)務(wù)的需求。規(guī)范中定義了7種不同的上下行配比關(guān)系，從對(duì)下行支持較多的9：1到對(duì)上行支持較多的2：3，用戶可以根據(jù)需求選擇，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)下載或上傳業(yè)務(wù)的良好支持。

TD-LTE毫微微蜂窩測(cè)試

LTE技術(shù)采用了與CDMA碼分多址接入技術(shù)完全不同的空中接口，其下行采用OFDMA(正交頻分復(fù)用多址接入)技術(shù)，上行則使用峰均比優(yōu)化的SC-FDMA(單載波頻分多址接入)技術(shù)，新技術(shù)引入對(duì)LTE測(cè)試帶來巨大的挑戰(zhàn)。以下我們使用羅德與施瓦茨公司的矢量信號(hào)源SMU200A和矢量信號(hào)分析儀FSV，參照3GPP規(guī)范TS36.141進(jìn)行TD-LTE毫微微蜂窩基站的射頻測(cè)試。

發(fā)射機(jī)測(cè)試

36.141規(guī)范第6章關(guān)于基站發(fā)射機(jī)的測(cè)試定義了如功率，發(fā)射信號(hào)質(zhì)量(包括頻率誤差、矢量幅度誤差EVM、不同天線間的時(shí)間對(duì)比關(guān)系、下行參考功率等)，頻譜(包括占用帶寬OBW、鄰信道泄露比ACLR、以及雜散等)和發(fā)射機(jī)互調(diào)。

FSV是羅德與施瓦茨公司最新的中高端信號(hào)分析儀，它標(biāo)配28M解調(diào)帶寬，可擴(kuò)展成40M，是同檔次中解調(diào)帶寬最大的分析儀，在設(shè)計(jì)之初就充分考慮下一代無線通信發(fā)展的需要，滿足了Wimax(28M)、 LTE(20M)和802.11n(40M)寬帶信號(hào)的測(cè)試。而且，F(xiàn)SV測(cè)量速度也是業(yè)界最快，可大大提升生產(chǎn)測(cè)試的效率和產(chǎn)出量。

FSV分析儀可以完成規(guī)范要求的TD-LTE全部指標(biāo)測(cè)試，除此之外還可以測(cè)試每個(gè)載波和每個(gè)子幀上的EVM，功率時(shí)間模板，頻率平坦度，星座圖，CCDF，以及比特流等;這些功能進(jìn)一步拓展了無線設(shè)備研發(fā)人員的測(cè)試廣度和深度，加速研發(fā)的進(jìn)度。

對(duì)于LTE的發(fā)射機(jī)測(cè)試，與傳統(tǒng)模式測(cè)試最大的不同在于其需支持MIMO技術(shù)，與其相關(guān)的上述測(cè)試項(xiàng)就有不同天線間的時(shí)間對(duì)比關(guān)系測(cè)試項(xiàng);其原理即為測(cè)試兩個(gè)或多個(gè)天線間，在正常工作的狀態(tài)下，其各自發(fā)射信號(hào)間的時(shí)間誤差。使用 RS的矢量信號(hào)分析儀FSV，一臺(tái)儀表就可以實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)測(cè)試(測(cè)試結(jié)果如表1);測(cè)試時(shí)，只需把基站的兩個(gè)天線通過合路器鏈接到FSV的射頻口，通過FSV內(nèi)部的功能鍵選擇對(duì)相應(yīng)天線的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。

接收機(jī)測(cè)試

36.141規(guī)范對(duì)TD-LTE接收機(jī)測(cè)試定義了如下測(cè)試項(xiàng)：

1.參考靈敏度

2.動(dòng)態(tài)范圍(需要外加AWGN干擾信號(hào))

3.帶內(nèi)選擇性(需要外加E-UTRA干擾信號(hào))

4.鄰信道選擇性和窄帶阻塞(需要在鄰信道有E-UTRA干擾信號(hào))

5.阻塞(需帶內(nèi)E-UTRA干擾或帶外CW干擾信號(hào))

6.接收機(jī)雜散(需要發(fā)射機(jī)處于工作狀態(tài))

7.接收互調(diào)等(需要有規(guī)范要求的CW和E-UTRA干擾信號(hào))

以上測(cè)試項(xiàng)所需的測(cè)試信號(hào)包括了有用UE，干擾UE，CW干擾和AWGN等，如果采用多臺(tái)矢量信號(hào)發(fā)生器搭建測(cè)試平臺(tái)，不僅系統(tǒng)龐大，而且每次需對(duì)多條射頻線纜進(jìn)行校準(zhǔn)，增加了復(fù)雜度和出錯(cuò)的可能性。

SMU是羅德與施瓦茨公司高端的矢量信號(hào)發(fā)生器，在一臺(tái)儀表內(nèi)可配置成兩路完全獨(dú)立的射頻矢量信號(hào)發(fā)生器，而且可具備AWGN/CW產(chǎn)生、衰落等功能，只需單表就能完成以上測(cè)試信號(hào)的產(chǎn)生，給測(cè)試帶來很大的方便性。圖1所示是36.141規(guī)范中接收互調(diào)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試框圖，要求具備有用UE，干擾 UE，CW干擾三路信號(hào)，RS僅需一臺(tái)SMU就能完成這三路信號(hào)的產(chǎn)生，圖2所示即SMU的各模塊配置框圖。

性能測(cè)試

36.141第8章定義了LTE基站接收機(jī)的性能測(cè)試，需要驗(yàn)證基站在正常工作狀態(tài)下的混合自動(dòng)重傳(HARQ)功能，此時(shí)需要上行LTE信號(hào)可以在和基站的閉環(huán)測(cè)試狀態(tài)中，根據(jù)基站發(fā)送的ACK/NACK信息對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。RS公司的矢量源SMU/AMU在配置相應(yīng)的K69 選件后可以方便地滿足相應(yīng)性能測(cè)試的需求。這個(gè)新功能可以允許測(cè)試設(shè)備動(dòng)態(tài)地控制數(shù)據(jù)發(fā)送，根據(jù)從被測(cè)設(shè)備發(fā)送給SMU的反饋信息，可以實(shí)現(xiàn) ACK/NACK信號(hào)(HARQ反饋)和時(shí)序調(diào)整等功能，其工作原理與基站通過空中接口在PDCCH/PHICH信道給UE發(fā)送反饋信息類似,如圖3所示。

羅德與施瓦茨公司作為3GPP成員之一，始終緊跟LTE的發(fā)展，參與3GPP標(biāo)準(zhǔn)制定，為TD-LTE產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)提供全系列測(cè)試解決方案，全力支持了我國(guó)TD-SCDMA向TD-TLE的演進(jìn)。