可靠經濟的LTE 手機射頻信道衰落測試解決方案

任何實際移動通信網絡中，基站與手機或其他用戶設備 (UE) 之間傳輸的信號存在嚴重質量下降問題。這是因為信號傳輸有無數條路徑，每條路徑有不同的衰減值和相位差，接收的信號是這些多徑信號的總和。這些多徑信號有利和不利的不同組合會產生衰落 (fading)，信號路徑質量下降可用 Rayleigh 系數表示。

隨著全球蜂窩通信網絡運營商逐步采用 LTE，滿足所有 LTE 要求的需求也在增長，包括衰落特性。第三代合作伙伴計劃 (3GPP) 在其 TS 36.521-1 標準中規(guī)定了衰落的技術規(guī)格，用以測量 LTE 手機的衰落特性。

傳統(tǒng)衰落特性測試方法采用外部衰落模擬器和噪聲源，通過常規(guī)射頻測試設備修改信號。這種設備顯著增加了整個測試系統(tǒng)的成本，并且需要額外的軟件控制和協(xié)調各個儀器。本文介紹一種創(chuàng)新的全數字衰落模擬方法，可極大地減少增加貴重設備產生的成本，同時提高測量精度并縮短測試時間。

模擬信號衰落

實際系統(tǒng)環(huán)境下，發(fā)射機與接收機之間存在無數條路徑。顯然，不可能模擬所有路徑，但通過測試可以確定損耗明顯大于“最佳”路徑，對接收信號質量造成負面影響，從而可以忽略的路徑。同樣，延遲較長的路徑，損耗也會產生很高，不需要進行模擬。根據具有相似延遲的一組路徑，以及多普勒頻移效果的統(tǒng)計可進一步簡化模擬。而 Aeroflex 等效于基帶信號的射頻 (RF) 轉換，也許是最簡單的一種方法。

射頻信道仿真一般采用兩種儀器進行測試，即衰落模擬器和加性高斯白噪聲 (AWGN) 源。衰落模擬器模仿基站與用戶設備之間隨時間變化的射頻路徑，AWGN 信號源模仿其他小區(qū)或用戶產生干擾。

除附加設備產生的成本外，這種傳統(tǒng)方法還存在以下局限：

信號電平不穩(wěn)，需要非常仔細的校準。

外部組件產生介入損耗和延遲。

不同測試需要手動改變連接。

獨立的衰落 RF 信道數量有限 – 難以滿足軟切換 (UMTS)、天線分集和 MIMO (多路輸入/多路輸出) 環(huán)境的測試要求。

模擬組件降低信號質量。

難以或不可能進行精確的重復測試。

基帶衰落模擬

相比之下，內置衰落模擬器選件的 Aeroflex 7100 射頻測試儀采用的測試方法如圖 2(b) 所示。7100 測試平臺 (如圖3所示) 衰落模擬功能滿足或優(yōu)于所有 3GPP 要求，并且可以根據 LTE 用戶設備空前靈活地分配小區(qū)和衰落路徑，不需要手動重新配置。內置衰落模擬器的7100測試儀可以進行完整的重復測試，包括模擬動態(tài)環(huán)境，可靠精確地測試 MIMO 系統(tǒng)。

7100 平臺中的每個基帶模塊是一種 Micro-TCA 卡，含有多種通用處理器(GPP)、數字信號處理器 (DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 和雙向高速數字鏈路。

基帶模塊生成一個或大量小區(qū)輸出的基帶樣本，可以是 SISO (單路輸入，單路輸出)，也可以是 MIMO。AWGN 在信號到達 RF 模塊之前加入信號中，模擬其他干擾小區(qū)。這是一種全數字解決方案：增加衰落和噪聲不必采用任何新的模擬器件。這樣可以消除校準問題，傳輸到模擬器件的信號可以完全重用。

每個基帶模塊中的多徑模擬器支持多達9個衰落路徑，每個路徑可在傳輸的信號中加入隨時間變化的獨立增益和延遲。

Aeroflex 7100 射頻測試平臺提供可擴展的基帶和射頻源。由于加入基帶模塊，而不是射頻通道，衰落也是一種可擴展的信號源。通過添加7100單元，只需對物理連接稍做調整，即可增加小區(qū)、天線或衰落路徑。
射頻工程師、系統(tǒng)集成人員和回歸測試工程師，需要隨時做好測試 LTE 新功能準備。為滿足 LTE 未來需求，Aeroflex 7100 衰落模擬器支持 20 MHz 以下所有 LTE 帶寬，頻率范圍達 6 GHz。衰落模擬器支持所有 3GPP衰落規(guī)格，便于用戶確定自己的設備是否符合 3GPP 測試技術要求。

結束語

Aeroflex 7100 測試平臺的衰落模擬器和 AWGN 選件，專門用來克服傳統(tǒng)用戶設備測試方法在射頻通道中采用外部組件的局限性。此外，7100 測試儀還為滿足 3GPP LTE 的各種要求提供完整的測試解決方案，包括 MIMO、天線分集和軟切換，相對于采購外部組件，可以極低的成本提供精確的、可重復的測試結果。

7100數字射頻測試儀采用 Aeroflex 經過驗證的 RF 和基帶技術，具有支持 LTE 終端設備 RF 參數和協(xié)議測試的獨特功能。7100測試儀可從物理層到核心網絡 IP 基礎設施進行全面網絡模擬，以小型臺面測試儀為 LTE 移動設備提供完整的測試系統(tǒng)。