量測WCDMA終端設(shè)備接收器的新方法

作者：時間：2010-05-28 來源：網(wǎng)絡(luò)

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為了量測WCDMA終端設(shè)備（UE）的解調(diào)器效能所發(fā)展出的33 kbps參考量測頻道（RMC）可提供一種新方法，協(xié)助工程師分析出接收器在RF頻域內(nèi)的各種效能，這類的效能若使用標準的錯誤修正演算法往往會被遮蓋住。這篇文章將針對三款不同機種的WCDMA UE進行效能量測并提出測試的結(jié)果。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/261011.htm

前言

全球已經(jīng)開始著手佈建第三代（3G）的行動電話系統(tǒng)，因此需要在設(shè)計階段和生產(chǎn)制造階段進行終端設(shè)備（UE －相當于2G系統(tǒng)的MT行動終端裝置）的測試。3GPP標準已經(jīng)規(guī)定的一個測試項目是位元錯誤率（BER）測試，它是透過一個12.2 kbps的參考量測頻道（RMC）[1,2]來進行的。然而，這項測試只能*估出UE在頻道解碼之后的整體位元錯誤效能，無法另外針對解調(diào)器本身的效能提供必要的資訊。盡管解調(diào)器的效能是影響接收器好壞相當重要的一環(huán)，特別是在設(shè)計階段，但在現(xiàn)行的3GPP標準中，一旦解調(diào)器被整合到UE中之后，就不會再對它進行*估了。雖然如此，在設(shè)定12.2k的RMC時，只要在通話連結(jié)上做一些小修改，就可以建構(gòu)出一種新的頻道，該頻道不會在上傳連結(jié)或下傳連結(jié)上使用錯誤修正的功能，因此可以產(chǎn)生一個回傳（loopback）連結(jié)來測試接收器的效能，相較于一般的連結(jié)，可以更詳細地揭露出RF相關(guān)的問題。

回傳測試的設(shè)置方式

圖1的方塊圖畫出了回傳測試[3]時，系統(tǒng)模擬器（測試機組）與UE之間的連接方式。在測試機組中產(chǎn)生的資料位元會以“10110001101”的數(shù)碼來表示，并且在radio bearer測試模式連結(jié)的時候，透過12.2 kbps的參考量測頻道傳送到UE上，如參考資料[1,2]中所述。UE會解出資料位元，并將同一份資料回傳給測試機組，接著測試機組會比較傳送出去的資料和接收到的資料，然后計算出位元錯誤率。

圖1：系統(tǒng)模擬器與終端設(shè)備之間的回傳路徑。

位元錯誤率（BER）的定義是所接收到的錯誤位元數(shù)和送出的所有資料位元數(shù)的比[3]，這些位元指的是迴旋乘積/超級解碼器輸出端的資訊位元。當測試機組量測回傳的位元錯誤率時，會在下傳連結(jié)的專用流量頻道（DTCH）上，將一段已知的資料數(shù)碼傳送給設(shè)定為回傳模式的UE，UE會將資料解碼，并在上傳連結(jié)的DTCH上將資料重新傳送出去。測試機組會分析上傳的資料，看看它與原先透過下傳連結(jié)送出的資料位元的吻合情況。測試機組一次會比較下傳和上傳資料的一個傳輸區(qū)塊，量測所得的結(jié)果（亦即位元錯誤率）就是所接收到的不正確位元數(shù)與送給UE的總位元數(shù)的比。測試UE的接收器效能時，會假設(shè)上傳連結(jié)不會發(fā)生資料錯誤的情況，如果在上傳連結(jié)發(fā)生任何的錯誤，接收器測試就會完全無效。

原先12.2 kbps RMC的實作方式

圖2是專用實體資料頻道（DPDCH）的建構(gòu)方式，它是透過將一個DTCH和一個專用控制頻道（DCCH）的資料加以多工處理所形成的。在每一個 20 ms的DTCH訊框（frame）內(nèi)，會產(chǎn)生244個位元的資料，因此原始的資料速率為244個位元/20 ms = 12.2 kbps。接著會再加上24個循環(huán)檢查碼（CRC）和尾部位元，并將整個資料區(qū)塊轉(zhuǎn)入一個1/3速率的迴旋乘積編碼器（convolutional encoder）中。之后，每804個編碼好的資料位元中，會將126個位元打孔（puncture），只留下688個位元供接下來的階段使用。在進行回傳測試的時候，會透過DTCH來傳送已知的測試資料數(shù)碼，構(gòu)成12.2 kbps的RMC。

圖2：專用實體資料頻道（DPDCH）的建構(gòu)方式。

3GPP的標準定義了兩種回傳的類型，如圖3所示。就第一類而言，如果封包資料是radio bearer的話，回傳的位置可以在封包資料收斂協(xié)定（PDCP）層之上，或是如果使用RMC的話，則在無線連結(jié)控制（RLC）層的上面。第二類回傳可提供測試區(qū)塊錯誤率（BLER）的方法，首先，測試機組會將傳輸區(qū)塊以及計算出來的CRC傳送給UE，當UE解出傳輸區(qū)塊和CRC之后（這兩項可能都會含有錯誤），會將同一傳輸區(qū)塊和CRC透過上傳連結(jié)回傳給測試機組。測試機組會依據(jù)所接收到的傳輸區(qū)塊計算出相對應(yīng)的CRC，并將之與先前送給UE的資料進行比較，當這兩個CRC不一樣的時候，就表示出現(xiàn)了區(qū)塊錯誤。若要成功地進行這種類型的BLER測試，測試機組必須要能確定UE可以將上傳傳輸區(qū)塊的大小設(shè)定為足以包含原始的傳輸區(qū)塊資料和CRC。第二類回傳的另一個條件是要求UE不要在上傳連結(jié)上傳送計算出來的CRC，但要將下傳連結(jié)上所接收到的資料直接再傳送出去。

圖3：第一類和第二類的回傳

新的33 kbps RMC的實作方式

傳送radio bearer設(shè)定訊息給UE的時候，3GPP規(guī)格一開始允許為傳輸區(qū)塊選擇“不使用頻道編碼”的方式，當DTCH的傳輸區(qū)塊選擇了“不使用頻道編碼”時，諸如傳送時間間隔、DCCH配置設(shè)定和傳輸區(qū)塊多工等所有其它的參數(shù)都會與12.2 kbps RMC的完全一樣。在所提出的通訊協(xié)定中，除了未編碼傳輸區(qū)塊的大小會增加，以及移除掉頻道編碼和速率匹配等功能之外，所有的信號傳輸和實體層參數(shù)都會保持不變。在radio bearer的設(shè)定訊息中，測試機組會告訴UE在DTCH上的下傳和上傳傳輸區(qū)塊都“不使用頻道編碼”。此外，為了保持頻道的對稱，并且讓所有其它傳送格式的變數(shù)保持不變，測試機組也會下令增加未編碼傳輸區(qū)塊的大小，使得相同大小的區(qū)塊可以出現(xiàn)在測試機組和UE傳送路徑上的第一個交錯階段（如圖2所示）。圖4是依據(jù)新的通訊協(xié)定修改過的DTCH，在新的協(xié)定中，672個DTCH資料位元會在一個20 ms的訊框中傳送出去，因此可將原始資料速率由12.2 kbps提高到33.6 kbps。之后會加入16個CRC位元，接著，所形成的688位元資料區(qū)塊會被轉(zhuǎn)入第一個交錯處理器中做進一步的處理。值得注意的是，當DTCH選擇“不使用編碼”的方式時，就不需要將下傳連結(jié)或上傳連結(jié)的DTCH位元打孔了（由速率匹配區(qū)塊進行）。如果在系統(tǒng)模擬器中實做出上述的33.6 kbps RMC的話，就不需要在UE的實體層或通訊協(xié)定配置設(shè)定上做任何的改變了。

圖4：針對33.6 kbps RMC修改過的DTCH訊框。

這種頻道設(shè)置方式可以有效地移除系統(tǒng)中的錯誤修正編碼，同時將原始資料速率由12.2 kbps提高到33.6 kbps，以加快BER的測試速度。另外，位元錯誤的量測結(jié)果也有助于更準確地*估出UE實際的RF和解調(diào)效能。如果將所得到的BER與使用12.2 kbps RMC所量測到的BER相比較的話，也可以測出頻道編碼的增益。

量測結(jié)果

測試機組中已將所提出的通訊協(xié)定實做進去，使用12.2 kbps和33.6 kbps的RMC分別進行BER測試所得到的典型結(jié)果如圖5所示。由圖中可以看出，就同樣0.1 %的BER而言，當使用頻道編碼功能的時候，接收器的靈敏度可從大約-100 dBm大幅提高到-110 dBm。接著我們對三款不同品牌的UE進行BER量測，結(jié)果如圖6和圖7所示。由圖中可以看出，不同品牌的UE具有不同的位元錯誤效能，而且如果拿掉頻道編碼功能（使用33.6 kbps RMC）的話，相對于cell功率的位元錯誤效能會逐漸地提高。不過，若加入頻道編碼功能的時候（使用12.2 kbps的RMC），在達到關(guān)鍵點之后，BER效能會突然出現(xiàn)大幅度的改善，這是因為超過這個關(guān)鍵點，大部分的錯誤都可以被頻道解碼器修正回來。