如何利用信道仿真器全面測試LTE系統(tǒng)
如今專注于拉動市場增長的一個大應用將用戶、手機制造商、應用開發(fā)商和服務提供商的目光全部吸引,如今手機行業(yè)的關(guān)注重點也已經(jīng)從最初的“最少掉線”轉(zhuǎn)移到了“最快網(wǎng)絡”上,而數(shù)據(jù)傳輸是這種需求增長的來源。
移動數(shù)據(jù)業(yè)務在短短的幾年時間內(nèi),從開始時的緩慢不堪以致無法正常使用,發(fā)展到今天好用度趕上了Wi-Fi。隨著消費者和商業(yè)應用開發(fā)者急于找到能利用改進的移動數(shù)據(jù)服務所需的方法,為了支持這種需求,技術(shù)專家也在不斷的努力提供更新、更快、更為強大的寬帶無線網(wǎng)絡。
由于容量受限,為了維持現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡的增長,其網(wǎng)絡就需要具備很多特性,例如平順、全IP(因特網(wǎng)協(xié)議)架構(gòu)、更大的容量、每比特更低的成本、更快的連接、更短的延遲、提高的視頻能力等。制造商和服務供應商隨著數(shù)據(jù)服務的持續(xù)爆炸性增長,他們怎樣才能確保新設(shè)備和新應用能夠提供用戶所期望的質(zhì)量、吞吐量和性能呢?
為了使得這些日益復雜的設(shè)備能夠正常工作,并且使這些要求很高的應用得以實施,幾家領(lǐng)先的行業(yè)組織目前正在制定推動4G寬帶無線網(wǎng)絡發(fā)展的技術(shù)標準,這其中包括有稱為長期演進(LTE)和802.16e-2005或移動WiMAX。都采用正交頻分多址(OFDMA)和多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是LTE和移動WiMAX的共同特性。在本質(zhì)上講,OFDMA和MIMO能以更小帶寬提供更高水平的數(shù)據(jù)傳輸能力。
對空中接口(在發(fā)射器和接收器之間射頻信號的物理路徑) 的影響而言,OFDMA和MIMO系統(tǒng)可提升射頻發(fā)射器和接收器的整體性能。無線電信道會受到多方面的影響,比如信號延遲、衰減和障礙物等。這些因素既可能結(jié)合起來改善信號傳輸條件、也可能損壞所傳輸?shù)男盘?,即它們可對整體信道吞吐量/數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生正反兩方面影響。
MIMO 系統(tǒng)利用多個發(fā)送和接收數(shù)據(jù)路徑以顯著增加吞吐量、擴大鏈接覆蓋范圍而無需額外帶寬或增加發(fā)射功率??梢圆捎脦追N不同技術(shù)實現(xiàn)MIMO,包括空間復用、自適應天線系統(tǒng)(AAS)、空時編碼(STC)和最大比合并(MRC)。
OFDMA 是一種魯棒的數(shù)字調(diào)制機制,能提高整體頻譜效率。為減少多徑干擾,它采用更少的每載波符號率,但它也使用多個載波來增加數(shù)據(jù)速率。OFDMA是在若干載波上同時傳輸多個符號,而不是在一個時間內(nèi)傳送一個符號。副載波分布于多個頻率,且是“正交”的,從而避免相鄰副載波造成的任何干擾。
空間復用一般通過增加系統(tǒng)的容量來改善性能。AAS通過把信號功率指向用戶或使干擾源的影響為零來擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍。STC(分集發(fā)射)和MRC(分集接收)分別發(fā)送和接收相同用戶數(shù)據(jù)的多個副本,以避免衰減等損害。
傳統(tǒng)測試方法及限制
隨著復雜和專門的新硬件和新軟件的推出,測試的挑戰(zhàn)在增加。測試工具是已發(fā)生根本改變的一個領(lǐng)域,特別是用于驗證新一代射頻發(fā)射和接收器測試的工具發(fā)生了翻天覆地的變化。有三種方法可用以測試發(fā)射器和接收器的性能:直接電纜連接、空中測試、借助信道仿真器的連接,如圖1所示。
圖1:用以測試發(fā)射器和接收器的性能的三種方法。
射頻測試傳統(tǒng)上一直是先在實驗室進行,然后再進行空間定點測試以及現(xiàn)場測試。通常,測試射頻電路的第一步是用射頻電纜和連接器將射頻發(fā)射器與接收器直接連接起來。雖然這種測試配置形態(tài)允許以一種受控和可重復的方法測試發(fā)射器和接收器的性能,但它是一種理想化、非真實的場景。
以電纜為基礎(chǔ)的測試無法滿足模擬當信號在空間傳輸以及無線設(shè)備在運動中所處的真實世界動態(tài)條件下所需的更復雜的測試要求。由于MIMO技術(shù)依賴真實世界行為以提高操作性能,所以在一些測試情況下,實驗室/以電纜為基礎(chǔ)的測試是無效,在許多其它測試中也是不適當?shù)摹?
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