移動寬帶演進 無線網(wǎng)絡(luò),TD-LTE測量要點分析
3G(third-generation)無線系統(tǒng)正在全球展開部署。W-CDMA通過在下行和上行中增加HSPA(high speed packet access)以保持著中期競爭優(yōu)勢,它使得小區(qū)峰值速率可達到7.2Mbps,并期望單用戶數(shù)據(jù)速率達到1.5Mbps。為了確保未來的競爭力,LTE(long-termevolution)第一次在3GPP(3rd Generation Partnership Project)UMTS規(guī)范的第8版本中指明,為滿足下一個十年對新興的“移動寬帶”的需求,系統(tǒng)峰值速率預(yù)期將超過300Mbps。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201809/389096.htm到目前為止LTE的大多數(shù)工作集中在FDD(Frequency Division Duplex)。隨著中國TD-SCDMA的不斷成熟與網(wǎng)絡(luò)化實施,基于TDD(Time Division Duplex)的LTE的另一種模式,即現(xiàn)在大家所知道的TD-LTE,也進入了3GPPLTE的規(guī)范。LTETDD可以更靈活地使用非對稱頻譜資源。現(xiàn)在,越來越多芯片和設(shè)備廠商將TDD的性能包含在設(shè)計中。
與先前的GSM/EDGE和W-CDMA標準相比,LTE標準文件從最初的技術(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準的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(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess),上行為SC-FDMA(SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess)。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標準目前包括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)必須不能超過目標值并維持目標吞吐量,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。
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