new LTE TDD的关键技术概要以及测试指南(下)

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/03/28 17:18:08

R&S LTE TDD测试方案

 

3GPP LTE和之前的系统在空中接口上存在很大的不同,所以对于测试就提出了新的要求。基于在3G测试领域的丰富经验和领先地位,Rohde?&?Schwarz 对于UMTS LTE从早期的研发阶段就开始跟踪研究,积累了丰富的经验成果,目前不仅可以为LTE FDD,而且也可以为LTE TDD无线设备研发提供了完整的测试产品线。这些产品包括功率计,频谱分析仪,信号源,无线综测仪,协议测试仪和射频一致性测试系统。设备制造商自始自终都可以依赖于Rohde& Schwarz 公司的产品和专家级的支持。Rohde& Schwarz 全球的支持网络拥有经过专业培训的应用工程师,从而可以提供全方位的客户支持。

 

由于3GPP LTE标准的发展还未最终完成, R?&?S公司在开发LTE选件时保持了高度的灵活性,软件会定期更新,确保测试仪表依据的标准和最新发展保持一致,使它们满足3GPP LTE 未来开发的要求。下面针对在LTE早期的研发中一些重要的测试项目进行介绍:如何灵活地对LTE射频和基带信号进行模拟产生和分析;如何对不同的MIMO模式进行进行测试;如何在协议栈开发的早期就进行测试,使之符合一致性的要求。

 

LTE信号产生

 

LTE的测试首先需要模拟LTE射频信号,并且研究其统计特性。对于LTE下行,研究人员可以从WiMAX和WLAN等技术中参考得到OFDMA的射频特性。但是对于上行,LTE上行使用的SC-FDMA技术在其他标准中并没有使用。因此上行信号特性需要进行特别的研究。LTE信号模拟中的一些通常设置包括频率、带宽、LTE信号包含资源块的数目、天线配置、参考信号序列配置、下行同步信道配置、循环前缀长度、用户数据和调制方式的分配和L1/L2控制信道的配置的等参数。

 

选件R&S SMx-K55用于R?&?S公司的信号源,诸如R&S?SMU200A, R&S?SMJ100A 和 R&S?SMATE200A就可以按照TS36.211标准规定产生LTE FDD 和 LTE TDD 上下行射频信号,用于元器件性能测试以及基站和移动终端的接收机测试。下图显示了LTE TDD信号的设置以及图形显示资源分配图。

 

 

 

此外,R&S还提供了高性能的双通道基带信号源AMU200A以及AFQ100A,加上AMU-K55或者AFQ-K255选件后,就可以模拟LTE的基带信号,用于LTE研发早期基带信号的模拟。而通过一款R&S提供的EX-IQ-BOX,用户可以产生适应自己需要的数字基带信号格式。

 

这些仪表及其选件可提供信道编码,多达四路发射天线的 MIMO 预编码以及2x2 MIMO 的实时衰落模拟等功能。该软件选件直接安装在仪器上,给用户提供了多种配置的可能性,用户不仅可调用预先定义好的测试场景,快速的进行测试设置;而且还可以按照自己的需要灵活设置各种参数进行定制测试:例如参考符号,控制信道,同步信道及数据信道的参数,此外,也可独立配置各个子帧。

 

目前R&S的LTE信号模拟方案完全符合3GPP V8.40标准,包括PRACH、探测参考信号、上行链路的PUCCH编码,下行链路的PHICH和PCFICH编码,同时包含36.141标准规定的E-Test模型信道。

LTE信号分析

 

其次在LTE信号的射频分析方面,由于LTE信号采用了新的接入方式OFDMA,信号带宽最高可达20MHZ,这些对于信号的频域分析和调制域分析都提出了更高的要求。R&S FSQ 和 R&S FSG 信号分析仪能分析3GPP?LTE 基站或者移动电话的发射机模块。信号分析选件 R&S?FSQ-K101 和R&S?FSQ-K105支持LTE FDD和TDD射频调制信号的测量,并以图形或表格显示结果:诸如 EVM、频率误差、频谱平坦度、I/Q 偏移、眼图、星座图及群时延等测量结果。选件 R&S?FSQ-K100和R&S?FSQ-K104可用于分析 3GPP?LTE下行信号, 跟上行信号选件类似,该选件能在频域,时域及调制域对标准规定的所有信道带宽的3GPP?LTE FDD和TDD信号进行测量。

 

如需测量LTE基带信号,不管是平衡还是非平衡的,都可使用R&S FSQ 的模拟(R&S?FSQ-B71)和数字(R&S?FSQ-B17)基带输入选件来完成。同时R&S也提供了一款EX-IQ-BOX可以适应用户自己的数字基带格式,通过和FSQ上的B17接口一起使用,可以分析LTE数字基带信号。

 

此外,如果想对OFDM信号进行分析的话,R&S在高端信号分析仪FSQ上开发了FSQ-K96选件,这可以满足LTE早期研发和对任意OFDM信号进行分析的需求。

 

LTE MIMO测试

 

R&S公司的射频信号发生器SMU200A,或基带信号发生器AMU200A,都可以使用单台仪表进行MIMO接收机测试。这两款信号发生器都配置两个信号源,加装R&S?SMU-K74或者AMU-K74选件后,就可以实时模拟2×2MIMO系统所需的4个衰落信道,从而对2×2的MIMO接收机进行测试。这两款仪表解决方案都支持ITU 为3GPP?LTE 定义的、包含衰落路径之间的相关特性的各种衰落模式。

 

通过把两台或四台R&S的信号分析仪FSQ或FSG连接起来,R&S可以提供2x2和4x4的MIMO信号分析,此时只需在一台主控FSQ/G上配置K100(或者K104)和K102选件,就可以支持LTE FDD和LTE TDD中的三种MIMO模式:发射分集,空间复用和循环延迟分集。

LTE 协议测试

 

LTE协议栈的测试用来验证一些信令功能,例如呼叫建立和释放,呼叫重配置,状态处理和移动性等。和2G,3G系统的互操作性测试是对LTE的另外一个需求。此外为了保证终端的协议栈和应用可以处理高数据率的数据,需要测试验证终端吞吐量的要求。在LTE实现的早期,研发部门需要包含各个参数配置的多种测试场景来进行LTE协议栈的测试。此外LTE物理层具有很多重要功能,这包括小区搜索、HARQ协议、调度安排、链路自适应、上行时间控制和功率控制等。而且这些过程有着很严格的定时要求。因此也需要对物理层进行完全测试来保证LTE的性能。

 

基于Rohde & Schwarz 在UMTS LTE协议栈测试领域的领先地位,R&S 推出了LTE协议测试仪CMW500,它的功能强大的硬件方案可以提供的频率高达6GHz,带宽为40MHz。它不仅可以用于一致性测试,性能测试和互操作测试,而且还把它的优点扩展到产品生命周期的后续阶段,从而可以给芯片和无线设备制造商在UMTS LTE 协议一致性研发的各个阶段中带来多重好处。而且它还有一个可供选择的用于PC机上的软件方案,可以支持个人开发者在早期就进行协议开发的工作,从而有效降低UMTS LTE 无线设备整个研发过程中的成本。所以使用CMW500可以并行进行软件和硬件的协同开发、测试和优化,从而加快产品的上市时间。

 

通过在CMW500上配置CMW-KP500 MLAPI和CMW-KP501 LLAPI,R&S提供了协议栈测试所需的底层和高层两种不同编程接口,这样开发者在早期就可以对协议栈进行灵活测试,而且这样的测试是和后期的一致性测试完全兼容的,可以节省后期测试的时间和成本。

 

作者:刘昶,罗德与施瓦茨中国有限公司