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2011-04-27

經濟且可行的LTE手機射頻信道衰落測試解決方案

2011/04/27-李佳玲
 
任何實際移動通信網路中,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),信號徑質量下降可用Rayleigh係數表示。
 
全球蜂窩通信網路運營商逐步採用LTE,滿足所有LTE要求的需求也在增長,包括衰落特性。3GPP在其TS 36.521-1標準中規定了衰落的技術規格,用以測量LTE手機的衰落特性。道統衰落特性測試方法採用外部衰落類比器和噪聲源,透過常規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的成本,並且需要額外的軟體控制和協調各個儀器。本文介紹一種創新的全數字衰落類比方法可極大地減少因為增加貴重設備所產生的成本,同時提升測量精度並縮短測試時間。
 
模擬信號衰落

如圖1所示,實際系統環境下,發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,但透過測試可以確定損耗明顯大於“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,也會產生很高損耗,不需要進行模擬。根據具有相似延遲的1組路徑 ,以及多普勒頻移效果的統計可進一步簡化模擬。而等效於基帶信號的射頻(RF)轉換,也許是最簡單的一種方法。如圖2(上) 所示,射頻信道仿真一般採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除了附加設備產生的成本外,這種傳統方法還存在以下侷限︰
●信號水平不穩,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/輸出)環境的測試要求。
●模擬組件降低信號質量。隨時間變化的射頻路徑,AWGN信號源模仿其他小區或用戶產生干擾。
●難以進行精確的重複測試。

基帶衰落模擬

相比之下,內置衰落模擬器選件的Aeroflex 7100射頻測試儀採用的測試方法如圖2(下)所示。7100測試平台(如圖3所示)衰落模擬功能滿足或優於所有3GPP要求,並且可以根據LTE用戶設備空前靈活地分發小區和衰落路徑,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複測試,包括模擬動態環境,可靠精確地測試 MIMO系統。7100平台中的每個基帶模塊是一種Micro-TCA 卡,含有多種通用處理器(GPP)、數位信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)和雙向高速數字鏈路。基帶模塊生成1個或大量小區輸出的基帶樣本,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。這是一種全數字解決方案︰增加衰落和噪聲不必採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援多達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射頻測試平台提供可擴展的基帶和射頻源。

由於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。透過添加7100單元,只需對物理連接稍做調整,即可增加小區、天線或衰落路徑。射頻工程師、系統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衰落模擬器支援20MHz以下所有LTE帶寬,頻率範圍達6GHz。衰落模擬器支援所有3GPP衰落規格,便於用戶確定自己的設備是否符合 3GPP測試技術要求。

Aeroflex 7100測試平台的衰落模擬器和AWGN選件,專門用來克服傳統用戶設備測試方法在射頻通道中採用外部組件的侷限性。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,相對於採買外部組件,可以極低的成本提供精確、可重複的測試結果。7100數位射頻測試儀採用Aeroflex經過驗證的RF和基帶技術,具有支援LTE終端設備RF參數和協議測試的獨特功能。7100測試儀可從物理層到核心網路IP基礎設施進行全面網路模擬,以小型台面測試儀為LTE移動設備提供完整的測試系統。

 

DIGITIMES中文網 原文網址: 經濟且可行的LTE手機射頻信道衰落測試解決方案 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&cat=5&id=0000230256_OHD12M486E50ES5IRYYXW#ixzz1KgEsoqbb

 

 

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