1引言

按照3GPP的规范,目前LTE至LTE-A主要分为三个版本,分别是Release 8,Release 9,Release 10.也就是说,3GPP从Release 8开始引入LTE标准;Release 9相对于Release 8来说,在物理层定义上,增加了“定位参考信号”、“广播多播单频网”、“双流波束赋型”等特性;在Release 10里面,物理层上又增加了“载波聚合”、“共享信道分簇”等特性,LTE Release 10也被称之为LTE-Advanced或者LTE-A.

对于网络设备厂商来说,无论是在研发阶段还是生产阶段,基站和直放站等设备的射频测试采用的都是矢量信号源和信号分析仪的方法。以LTE基站射频测试为例,厂商利用矢量信号源产生LTE上行信号,模拟终端发射上行信号用来对基站进行接收特性测试和性能测试,利用信号分析仪测试LTE基站发射的下行信号射频指标。

对于芯片和终端厂商来说,在研发初期,同样会用到矢量信号源和信号分析仪。与基站测试类似,芯片和终端厂商利用矢量信号源生成LTE下行信号,模拟基站的发射信号,用来测试终端的接收灵敏度、吞吐率等特性。信号分析仪则用来测试终端发射的上行信号射频指标。

由此可知,矢量信号源和信号分析仪作为通用的射频测试仪器,广泛应用于LTE和LTE-A设备的射频测试。

2 LTE及LTE-A信号产生方案

上文说到需要利用矢量信号源产生LTE/LTE-A的上行或下行信号用来测试LTE设备的接收性能。下面以3GPP的LTE/LTE-A规范文档为依据,简要介绍如何利用R

首先,以LTE Release 8的网络设备射频测试为例,主要根据规范3GPP 36.141的第七章和第八章进行测试。其中,第七章是基站接收测试,需要信号源能够产生有用LTE信号、白噪声信号、干扰信号,信号源SMU200A能够在一台源内部同时实现所需的所有三种信号。第八章属于基站性能测试部分,主要考察了基站在典型衰落场景下的工作性能和混合自动重传等功能。以3GPP 36.141 8.2.2“上行时延调整”测试例为例,该测试例的背景是将两个模拟终端信号输入基站,这两个终端一个是固定终端,另一个是移动终端,移动终端与基站之间的延时是不停变化的,基站为了能够正确的接收移动终端发射的数据包,需要将“混合自动重传(HARQ)”信息发送给移动终端,移动终端根据基站的反馈信号做发射时间的自动调整,同时两个终端的信号上都加载有加性高斯白噪声信号,此时观测基站吞吐率的变化是否满足规范要求。3GPP给出的测试框图如图1所示。



图1上行时延调整测试例连接框图

根据图1显示,要完成该项测试,需要:两台信号源,一台模拟固定终端,一台模拟移动终端,而且模拟移动终端的信号源需要能够接收基站发出的HARQ信息并进行正确响应;噪声信号发生器,用于产生噪声信号;衰落模拟器,用于模拟移动终端与基站之间的时延变化特性。R



图2SMU200A测试上行时延调整配置界面

然后,LTE Release 8的后续演进是LTE Release 9,从信号物理层方面来看,Release 9主要在下行链路方向做了改进,主要增加了三个特性:“Positioning reference signal(定位参考信号)”、“Dual layer beamforming(双流波束赋形)”、“MBMS single frequency network(广播多播单频网业务)”,R



图3利用SMU200A产生LTE定位参考信号

最后,针对LTE Release 10版本,也就是我们所说的LTE-A,3GPP在下行链路和上行链路两个方向都做了改进,增加了“Carrier aggregation(载波聚合)”、“Enhanced multiple antenna technologies(支持下行8天线,支持上行4天线)”、“Uplink multiple access(支持PUSCH分簇,支持PUSCH/PUCCH同时发送)”等特性。R Release 10大部分新特性。

例如在LTE-A的下行方向,需要实现载波聚合,R LTE-A载波聚合的配置界面如图4所示。



图4利用SMU200A产生LTE-A 5载波聚合信号

再例如LTE-A的上行方向,要求能够实现PUSCH分簇,并且支持PUSCH/PUCCH同时发送,图5是R



图5利用SMU200A产生LTE-A上行信号

上文介绍了SMU200A能够产生符合LTE至LTE-A各个版本的上下行信号。此外,SMU200A还提供基带算法验证功能。目前,国内LTE Release 8的设备已经比较成熟,各厂商已经开始LTE Release 9和Release 10的研发工作,而在研发初期,基带算法研发人员对3GPP规范给出的算法理解可能会有偏差,R



图6利用SMU200A在不同节点产生数据向量

通过上述描述可以看出,R LTE-A的新规范,以满足客户的多种需求。

3 LTE及LTE-A信号分析方案

本文主要介绍了LTE/LTE-A信号的产生方案,实际测试中,我们还需要有仪器能够对被测设备发射的LTE/LTE-A信号进行分析,下面我们就简要介绍一下R



图7LTE-A信号射频测试结果示例

除了可以对LTE/LTE-A信号进行解调,R 37.xxx系列标准文档,规定了对多模基站和终端的要求。以多模基站为例,3GPP的文档规定基站要能支持同时发射两种或者两种以上的无线通信信号,这就为测试测量仪器带来了新的挑战。

针对上述多模设备的测试需求,有些厂商采用轮循测试的方法,即打开多个测量窗口,对不同载波不同制式的信号一个一个的进行测试,这样的测试方法不但测试周期长,而且基站处于多制式同时发射状态,但仪器并没有对多制式信号进行同时分析,所以容易错过由于多制式信号共同发射造成的非正常干扰,造成测试结果与实际基站性能不一致。



图8多制式信号分析显示结果


4结束语

本文简要介绍了R LTE新的规范,即使针对多模基站的复杂测试,也能够轻松应对。