HSUPA設(shè)備測試

3GPP R6版本增加了高速上行鏈路分組接入(HSUPA)技術(shù)。HSUPA是高速下行鏈路分組接入(HSDPA)技術(shù)的一種補充，可支持高達5.74Mbps的上行鏈接速率。然而，上行數(shù)據(jù)率的提高也使上行鏈路信號變得更加復(fù)雜和動態(tài)化，這就要求更加穩(wěn)健的發(fā)射機設(shè)計和驗證。同時，高數(shù)據(jù)率也使設(shè)備的處理能力和內(nèi)部傳輸速度備受壓力，尤其是在HSUPA與HSDPA結(jié)合使用時。這需要工程師對設(shè)備的應(yīng)用性能和設(shè)備在收發(fā)高速數(shù)據(jù)時的實際吞吐率進行更加仔細地分析。

測試HSUPA的必要性

HSUPA上行鏈路信號的幾個特點：

1. HSUPA在上行鏈路中增加了兩個物理通道，因而其上行信號比HSDPA具有更大的峰值因子。

2. HSUPA上行代碼信道的相對功率差異可高達45dB。

3. 在傳輸時間間隔(TTI)邊界處，HSUPA的上行鏈路功率會產(chǎn)生很大變化(可高達27dB)，例如在HSUPA傳輸打開或關(guān)斷時。

4. HSUPA上行鏈路的配置是非常動態(tài)的。其專用物理數(shù)據(jù)信道(E-DPDCH)個數(shù)，擴頻因子和功率電平在每個TTI時都可能不同。

這些變化可能導(dǎo)致發(fā)射機失真加劇和調(diào)制質(zhì)量惡化。

因此，簡單測試一臺HSPA設(shè)備的HSDPA性能是不夠的，而必須確保設(shè)備在發(fā)送HSUPA信號時也能正常工作。

HSUPA概述

盡管HSDPA和HSUPA是兩項相互獨立的服務(wù)，但它們在VoIP和手機游戲之類的應(yīng)用中往往同時使用。于是，業(yè)內(nèi)將HSDPA和HSUPA統(tǒng)稱為 HSPA(高速分組接入)。

HSUPA和HSDPA都采用混合自動重傳請求(HARQ)，但在HSUPA中，Node B要對用戶設(shè)備(UE)的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出應(yīng)答。Node B會根據(jù)TTI在不同的UE之間動態(tài)分配功率。UE的服務(wù)準許(Serving Grant)有效地決定了它能達到的數(shù)據(jù)傳輸率。要達到5.74Mbps的上行速度，UE必須支持HSUPA所規(guī)定的2ms TTI。而較早的(5類)設(shè)備只支持10ms TTI，這就限制其上行速度最高只能到2Mbps。

HSUPA中引入了幾個新的上行和下行信道。增強型專用信道(E-DCH)的上行傳輸信道的每個TTI攜帶一個數(shù)據(jù)塊。E-DPDCH上行信道用于攜帶上行用戶數(shù)據(jù)。UE最多能以SF256到SF2的擴頻因子使用4個E-DPDCH。要達到早期設(shè)備所支持的最大數(shù)據(jù)率2Mbps，需要兩個擴頻因子為SF2的E-DPDCH信道。E-DPCCH(專用物理控制信道)上行信道用于攜帶Node B解碼上行E-DPDCH所需的控制信息，例如表示數(shù)據(jù)塊大小的傳輸格式聯(lián)合指示(E-TFCI)、重傳序號(RSN)，以及指示UE對當前的服務(wù)準許是否滿意的Happy Bit。三個新的下行物理信道是：用于確認UE數(shù)據(jù)的HARQ確認指示信道(E-HICH)、規(guī)定UE可用功率源(服務(wù)準許)絕對界限的絕對準許信道(E-AGCH)，以及提高、降低或保持UE服務(wù)準許等級的相對準許信道(E-RGCH)。

3GPP TS 34.109中定義了一種新的采用無線承載測試模式的HSUPA回環(huán)。HSUPA回環(huán)要求謹慎選擇HSDPA下行鏈路的數(shù)據(jù)率，以便為UE提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流以通過其HSUPA信道返回，而不會導(dǎo)致緩存過度溢出。

圖1：利用安捷倫科技的8960無線測試裝置進行5.2D和5.13.2B的代碼域測量

圖2：利用安捷倫科技的8960無線測試儀進行數(shù)據(jù)吞吐率監(jiān)測，測量結(jié)果顯示的是一次雙向FTP通信時UE的HSPA空中數(shù)據(jù)率和IP連接速率

3GPP TS 34.121規(guī)范的HSUPA測試

3GPP TS 34.121中定義了幾個新的用于檢測HSUPA性能的測試。然而，34.121測試規(guī)范中許多的R99和HSDPA測試可以用新的HSUPA測試代替。從下表可以看出哪些測試對HSPA設(shè)備而言是必需的。如果進行過等效的HSUPA測試，灰色陰影覆蓋的測試可不再需要。

測試案例5.2B“HS-DPCCH 和E-DCH最大輸出功率測試”用于驗證被測UE是否達到其最大額定輸出功率，以相應(yīng)地求得更高的HSUPA峰值因子。本測試確保UE能在不影響其它信道或其它系統(tǒng)的前提下達到足夠的小區(qū)覆蓋范圍。

測試案例5.2D“HS-DPCCH和E-DCH用戶設(shè)備的相對代碼域功率精度測試”與測試案例5.13.2B“HS-DPCCH和E-DCH相對代碼域差錯測試”用于檢查UE在每個代碼信道(相對于復(fù)合信號)的調(diào)制精度，以保證代碼信道已正確被調(diào)，并以正確的相對代碼功率電平發(fā)送信號。

測試案例5.9B“E-DCH頻譜發(fā)射屏蔽測試”和5.10B“E-DCH相鄰信道泄漏功率比(ACLR)測試”用于檢查由于HSUPA上行信號的頻譜散射(spectral splatter)增大而導(dǎo)致的信道外干擾。

HSUPA功能測試

由于很多在HSUPA設(shè)備上使用的高速應(yīng)用都需要IP數(shù)據(jù)傳輸，所以HSUPA功能測試有助于確保HSUPA設(shè)備能夠以指定速率傳輸數(shù)據(jù)，并且確保設(shè)備上的應(yīng)用在各種信道條件下都按照預(yù)期執(zhí)行。利用網(wǎng)絡(luò)仿真儀(例如安捷倫的8960)，測試工程師就能在服務(wù)器和HSUPA設(shè)備/客戶之間建立起一個端到端IP連接，然后通過改變服務(wù)準許、AWGN(加性高斯白噪聲)和代碼信道電平，引入信號衰落、越區(qū)切換和改變IP連接的特性，以及檢查這些改動對(上行和下行)數(shù)據(jù)率和應(yīng)用性能的影響。

總結(jié)

HSUPA是一項激動人心的新技術(shù)，它能使上行數(shù)據(jù)率遠高于當前系統(tǒng)，而結(jié)合HSDPA的使用，諸如VoIP和手機游戲等一系列高速無線業(yè)務(wù)都將得以順利開展。但HSUPA對無線設(shè)備的發(fā)射機、處理器、內(nèi)部總線和存儲器分配等要求較高，因此僅測試設(shè)備的R99或HSDPA特性是不夠的，當HSUPA信道活動時還必須測試設(shè)備性能。幸運的是，許多現(xiàn)有的3GPP TS 34.121測試都可以用HSUPA等效測試代替，這就減小了HSUPA測試對設(shè)備整體測試時間的影響。