TD-LTE測量要點分析

??? 與先前的GSM/EDGE和W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)相比，LTE標(biāo)準(zhǔn)文件從最初的技術(shù)建議提交到最終商業(yè)版本的時間很短，特別是較晚添加至標(biāo)準(zhǔn)的TD-LTE，這個過程更短。對于手機和數(shù)據(jù)卡，LTE規(guī)范的最大RF帶寬20MHz已經(jīng)使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)生改變，對終端設(shè)備要求支持多種制式，其中包括要與傳統(tǒng)系統(tǒng)的兼容等問題，這些使得設(shè)計者更多地使用軟件無線電。新的設(shè)計要求更多的模擬/數(shù)字域交替測試以及“數(shù)字輸入，射頻輸出”，這意味著設(shè)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(diào)制制式：下行為OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple Access)，上行為SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)。如下圖所示，TD-LTE使用兩種幀結(jié)構(gòu)，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(jù)瞬時數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，?shù)據(jù)幀可以靈活地使用所示的7種預(yù)置配置中的任何一個。

??? 一個1ms下行子幀包含的數(shù)據(jù)塊(resourceblocks)被預(yù)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(shù)據(jù)。對于小型數(shù)據(jù)包，指定的延遲(從發(fā)出請求到收到回復(fù)的時間)目標(biāo)是5ms，或半個幀。所以系統(tǒng)時間，包括用于補償?shù)絜NB距離的時間偏移，非常重要。目前的系統(tǒng)是低速率(固定用戶或步行用戶)優(yōu)化系統(tǒng)，能看到系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)和測量方法。大多數(shù)測量方法和測量項目針對單個碼道的數(shù)據(jù)定義，使用單獨的發(fā)射和接收部分。關(guān)于多碼道和MIMO的配置，仍在討論中。最新的信息，訪問www.3gpp.org并查詢TS23.141文檔的最新版本。

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

??? 下一個系列的測量著重于傳輸質(zhì)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(diào)制復(fù)雜度，調(diào)制階數(shù)越高，上下限越嚴(yán)格。對于來自UE的上行SC-FDMA信號，傳輸質(zhì)量取決于已分配和未分配的資源塊，需要分別測量通道內(nèi)UE發(fā)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(nèi)泄漏和IQ偏移(載波泄漏)，這些降低網(wǎng)絡(luò)性能的干擾信號詳細(xì)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(zhǔn)靈敏度、動態(tài)范圍、通道內(nèi)選擇性、鄰道選擇性和發(fā)射雜散建立于正規(guī)的呼叫協(xié)議將UE與業(yè)務(wù)信道連通后。在一個特定值上，BLER(blockerrorrate)必須不能超過目標(biāo)值并維持目標(biāo)吞吐量，通常為95%。特定值取決于所執(zhí)行的測試、接收機帶寬和調(diào)制復(fù)雜度。隨后檢測接收機在靜態(tài)和衰落環(huán)境中從專用物理信道里正確解調(diào)專用控制信道的能力，以及對所有支持的數(shù)據(jù)速率和信道帶寬的檢測。

??? TD-LTE設(shè)備必須兼容傳統(tǒng)3GPP系統(tǒng)，一系列的切換情形被詳細(xì)說明以確保系統(tǒng)一致性，從而確保用戶服務(wù)的連續(xù)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(tǒng)，最終從TDD切換至GSM。

??? LTEFDD和TD-LTE指定的RF環(huán)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(shù)據(jù)傳輸能力，每個發(fā)射機廣播它自己獨有的數(shù)據(jù)流信號，接收機執(zhí)行復(fù)矩陣解調(diào)以還原原始數(shù)據(jù)。構(gòu)成MIMO發(fā)射信號的單獨的數(shù)據(jù)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(fā)射機和接收機)不過規(guī)范要求將來使用最高至4X4MIMO。

??? 這些僅僅是系統(tǒng)測試需求的開始。從芯片設(shè)計到網(wǎng)絡(luò)部署，在設(shè)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(tǒng)的功能性，網(wǎng)絡(luò)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(jīng)驗已經(jīng)告訴我們對技術(shù)開展部署所潛在的用戶問題–從覆蓋、實時數(shù)據(jù)速率、電池耗盡時間到同步交互。在設(shè)計改動之后和部署之前，設(shè)計者和服務(wù)提供商必須能夠使用可控的和可重復(fù)的測試場景驗證設(shè)計的最高性能和實際網(wǎng)絡(luò)情況下的設(shè)備性能。協(xié)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(tǒng)Antie，是一個提供了豐富功能的兼容性驗證環(huán)境。

安捷倫已經(jīng)開發(fā)了多個領(lǐng)先上市的針對TD-LTE的測試產(chǎn)品，希望幫助TD-LTE成功演進和部署實施。安捷倫SystemVue和ADS(AdvancedDesignSystem)中的 3GPP LTE TDD無線數(shù)據(jù)仿真庫，可以直接連接安捷倫MXA信號分析儀，提供了2X2和4X4 MIMO的LTE TDD全球第一個全編碼BER測試解決方案。該方案支持被測件的全編碼BER測量，包括多徑衰落的信道損傷仿真。

??? 安捷倫N7625BSignalStudio是一個基于PC的強大的LTETDD信號產(chǎn)生軟件，結(jié)合使用安捷倫N5182A/62A MXG或E4438C ESG矢量信號發(fā)生器，還有N5106A PXB MIMO接收機測試儀可以產(chǎn)生基于標(biāo)準(zhǔn)的TD-LTE信號。Signal Studio支持3GPP09-Mar(09年3月)發(fā)布的LTE TDD標(biāo)準(zhǔn)，提供產(chǎn)生PDSCH、PHICH、PCFICH、PBCH、PDCCH、PUCCH、PRACH等多個信道以及發(fā)射DL和UL信號的能力。這些產(chǎn)品所提供的基本性能將很好的適用于測試基站和移動手機的部件，比如功率放大器和濾波器，而高級接收機測試性能則支持傳輸層編碼、4X4 MIMO預(yù)編碼和衰落。

??? 安捷倫89600VSA軟件提供RF和基帶全面的TD-LTE信號分析工具和物理層測試以及LTE接收機和部件的故障診斷。TD-LTE作為一個單獨的選件，包括對下行(OFDMA)、上行(SC-FDMA) 和MIMO的分析。VSA軟件提供了一系列業(yè)界領(lǐng)先的性能，EVM < -50 dB(取決于硬件)，帶寬支持1.4 MHz到20MHz。調(diào)制格式包含BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、CAZAC、OSxPRBS、TDD DL/UL配置(0-6)和特殊子幀長度(0-8)以及2X2 MIMO。該VSA 軟件可以連接并配合用于安捷倫30多種產(chǎn)品，包括頻譜和信號分析儀、示波器和邏輯分析儀等。它可以測量LTE從基帶到射頻系統(tǒng)的各個階段的數(shù)字或模擬信號。它支持結(jié)合安捷倫EXA和MXA信號分析儀的2X2 MIMO分析，基于VXI的矢量信號分析和一系列示波器。它還支持與安捷倫ADS TD-LTE無線庫的連接。

??? 總體上說，LTE特別是TD-LTE，帶給了開發(fā)者、設(shè)計者以及測試廠商新的挑戰(zhàn)包括新的RF調(diào)制方案、MIMO天線配置、更高的系統(tǒng)帶寬和容量以及低延遲、數(shù)字及RF域的新測量方法，還有如何讓系統(tǒng)和測試開發(fā)者通過學(xué)習(xí)快速掌握這些測試要點等等。分析指出，預(yù)計未來五年內(nèi)將有3千萬到8千萬的LTE用戶以及超過1千億美元的業(yè)務(wù)收入，這些都要求LTE技術(shù)必須成功地推出。