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3G（third-generation）無線系統(tǒng)正在全球展開部署。W-CDMA通過在下行和上行中增加HSPA（high speed packet access）以保持著中期競爭優(yōu)勢，它使得小區(qū)峰值速率可達到7.2Mbps， 并期望單用戶數(shù)據(jù)速率達到1.5 Mbps。為了確保未來的競爭力，LTE （long-term evolution）第一次在3GPP（3rd Generation Partnership Project） UMTS 規(guī)范的第8版本中指明，為滿足下一個十年對新興的“移動寬帶”的需求，系統(tǒng)峰值速率預期將超過300Mbps。
到目前為止LTE的大多數(shù)工作集中在FDD（Frequency Division Duplex）。隨著中國TD-SCDMA的不斷成熟與網絡化實施，基于TDD（Time Division Duplex）的LTE 的另一種模式，即現(xiàn)在大家所知道的TD-LTE，也進入了3GPP LTE 的規(guī)范。LTE TDD可以更靈活地使用非對稱頻譜資源。現(xiàn)在，越來越多芯片和設備廠商將TDD的性能包含在設計中。
與先前的GSM/EDGE和W-CDMA標準相比，LTE標準文件從最初的技術建議提交到最終商業(yè)版本的時間很短，特別是較晚添加至標準的TD-LTE，這個過程更短。對于手機和數(shù)據(jù)卡，LTE規(guī)范的最大RF帶寬20MHz已經使得系統(tǒng)結構設計發(fā)生改變，對終端設備要求支持多種制式，其中包括要與傳統(tǒng)系統(tǒng)的兼容等問題，這些使得設計者更多地使用軟件無線電。新的設計要求更多的模擬/數(shù)字域交替測試以及“數(shù)字輸入，射頻輸出”，這意味著設計者需要新的測試工具和測量方法。
TD-LTE指定的頻率范圍是1850到2620MHz，并且使用與FDD相同的MIMO情形和上下行調制制式：下行為OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access），上行為SC-FDMA （Single Carrier Frequency Division Multiple Access）。如下圖所示，TD-LTE使用兩種幀結構，每個幀包含10個子幀，長度為10ms。
以“5ms”為切換周期的幀有兩個特殊的同步子幀，而以“10ms”為切換周期的只有一個，這樣可以提供更靈活的上/下行配置。根據(jù)瞬時數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�，�?shù)據(jù)幀可以靈活地使用所示的7種預置配置中的任何一個。
TD-LTE 幀結構
一個1ms下行子幀包含的數(shù)據(jù)塊（resource blocks）被預先指定給不同的用戶，而上行子幀只包含用戶到基站（eNB）的數(shù)據(jù)。對于小型數(shù)據(jù)包，指定的延遲（從發(fā)出請求到收到回復的時間）目標是5ms，或半個幀。所以系統(tǒng)時間，包括用于補償?shù)絜NB距離的時間偏移，非常重要。目前的系統(tǒng)是低速率（固定用戶或步行用戶）優(yōu)化系統(tǒng)，能看到系統(tǒng)的最高速率性能，但是最終會延申到支持高達500kph的移動用戶。
TD-LTE標準目前包括1.4、3、5、10、15和20MHz（與帶寬可變的LTE FDD相同）RF通道的指標和測量方法。大多數(shù)測量方法和測量項目針對單個碼道的數(shù)據(jù)定義，使用單獨的發(fā)射和接收部分。關于多碼道和MIMO的配置，仍在討論中。最新的信息，訪問www.3gpp.org并查詢TS23.141文檔的最新版本。
最初的測量目的是確保發(fā)射和接收不受損傷：包括上行和下行發(fā)射模板，最大和最小功率，功率控制。定義鄰道泄漏和發(fā)射雜散用于確保最小的干擾。下圖是發(fā)射打開/關斷模板的例子。
發(fā)射模板
下一個系列的測量著重于傳輸質量，最主要的度量方法是EVM（error vector magnitude）。對于下行OFDMA，測量基于時域上的一個子幀（1ms）和頻域上的12個子載波（180kHz）。上下限取決于調制復雜度，調制階數(shù)越高，上下限越嚴格。對于來自UE的上行SC-FDMA信號，傳輸質量取決于已分配和未分配的資源塊，需要分別測量通道內UE發(fā)射的頻譜和其它帶寬頻譜。EVM和頻譜平坦度用來說明已分配資源塊的情況，帶內泄漏和IQ 偏移（載波泄漏），這些降低網絡性能的干擾信號詳細說明未分配資源塊的情況。
VSA 屏幕截圖顯示出上行數(shù)據(jù)特性
基本的接收機RF性能測試包括基準靈敏度、動態(tài)范圍、通道內選擇性、鄰道選擇性和發(fā)射雜散建立于正規(guī)的呼叫協(xié)議將UE與業(yè)務信道連通后。在一個特定值上，BLER （block error rate）必須不能超過目標值并維持目標吞吐量，通常為95%。特定值取決于所執(zhí)行的測試、接收機帶寬和調制復雜度。隨后檢測接收機在靜態(tài)和衰落環(huán)境中從專用物理信道里正確解調專用控制信道的能力，以及對所有支持的數(shù)據(jù)速率和信道帶寬的檢測。
TD-LTE設備必須兼容傳統(tǒng)3GPP系統(tǒng)，一系列的切換情形被詳細說明以確保系統(tǒng)一致性，從而確保用戶服務的連續(xù)性，包括從閑置模式到已建立呼叫后的同頻TDD到TDD切換，也包括不同頻的TDD到FDD的切換，乃至切換至3G W-CDMA和HPSA系統(tǒng)，最終從TDD切換至GSM。
LTE FDD和TD-LTE指定的RF環(huán)境要求使用MIMO，測量和驗證方法還未確定。MIMO用于改進覆蓋范圍和數(shù)據(jù)傳輸能力，每個發(fā)射機廣播它自己獨有的數(shù)據(jù)流信號，接收機執(zhí)行復矩陣解調以還原原始數(shù)據(jù)。構成MIMO發(fā)射信號的單獨的數(shù)據(jù)流分析較為直接，MIMO接收機的多信號測試則包括實時衰落，因而要求專門的測試信號。正確的MIMO接收機驗證仍在3GPP和測試團體的討論中。第一個LTE的部署將使用2X2 MIMO（即2個單獨的發(fā)射機和接收機）不過規(guī)范要求將來使用最高至4X4 MIMO。
2X2 MIMO結構
這些僅僅是系統(tǒng)測試需求的開始。從芯片設計到網絡部署，在設計流程的各個階段更多的工作是驗證終端用戶的體驗。除了保證互用性，全面的測試將包括驗證上千用戶體驗的情形。只有在早期驗證了系統(tǒng)的功能性，網絡運營商才會達成客戶期望和保持客戶忠誠度。WAP和W-CDMA先前的經驗已經告訴我們對技術開展部署所潛在的用戶問題 – 從覆蓋、實時數(shù)據(jù)速率、電池耗盡時間到同步交互。在設計改動之后和部署之前，設計者和服務提供商必須能夠使用可控的和可重復的測試場景驗證設計的最高性能和實際網絡情況下的設備性能。協(xié)議和兼容性測試工具，如安捷倫8960和E6620以及由合作伙伴提供的基于它們的系統(tǒng)Antie，是一個提供了豐富功能的兼容性驗證環(huán)境。
安捷倫已經開發(fā)了多個領先上市的針對TD-LTE的測試產品，希望幫助TD-LTE成功演進和部署實施。安捷倫SystemVue和ADS（Advanced Design System） 中的 3GPP LTE TDD無線數(shù)據(jù)仿真庫，可以直接連接安捷倫MXA信號分析儀，提供了2X2和4X4 MIMO的LTE TDD全球第一個全編碼BER測試解決方案。該方案支持被測件的全編碼BER測量，包括多徑衰落的信道損傷仿真。
安捷倫N7625B Signal Studio是一個基于PC的強大的LTE TDD信號產生軟件，結合使用安捷倫N5182A/62A MXG或E4438C ESG矢量信號發(fā)生器，還有N5106A PXB MIMO接收機測試儀可以產生基于標準的TD-LTE信號。Signal Studio支持3GPP09-Mar（09年3月）發(fā)布的LTE TDD標準，提供產生PDSCH、PHICH、PCFICH、PBCH、PDCCH、PUCCH、PRACH等多個信道以及發(fā)射DL和UL信號的能力。這些產品所提供的基本性能將很好的適用于測試基站和移動手機的部件，比如功率放大器和濾波器，而高級接收機測試性能則支持傳輸層編碼、4X4 MIMO預編碼和衰落。
安捷倫89600 VSA軟件提供RF和基帶全面的TD-LTE信號分析工具和物理層測試以及LTE接收機和部件的故障診斷。TD-LTE作為一個單獨的選件，包括對下行 （OFDMA）、上行 （SC-FDMA） 和MIMO的分析。VSA軟件提供了一系列業(yè)界領先的性能，EVM < -50 dB（取決于硬件），帶寬支持1.4 MHz到20MHz。調制格式包含BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、CAZAC、OSxPRBS、TDD DL/UL配置（0-6）和特殊子幀長度（0-8）以及2X2 MIMO。該VSA 軟件可以連接并配合用于安捷倫30多種產品，包括頻譜和信號分析儀、示波器和邏輯分析儀等。它可以測量LTE從基帶到射頻系統(tǒng)的各個階段的數(shù)字或模擬信號。它支持結合安捷倫EXA和MXA信號分析儀的2X2 MIMO分析，基于VXI的矢量信號分析和一系列示波器。它還支持與安捷倫ADS TD-LTE無線庫的連接。
總體上說，LTE特別是TD-LTE，帶給了開發(fā)者、設計者以及測試廠商新的挑戰(zhàn)包括新的RF調制方案、MIMO天線配置、更高的系統(tǒng)帶寬和容量以及低延遲、數(shù)字及RF域的新測量方法，還有如何讓系統(tǒng)和測試開發(fā)者通過學習快速掌握這些測試要點等等。分析指出，預計未來五年內將有3千萬到8千萬的LTE用戶以及超過1千億美元的業(yè)務收入，這些都要求LTE技術必須成功地推出。
