與Wave1,WiMAXForum®標準比較,Wave2 Radio Conformance Test標準在移動WiMAX™的系統(tǒng)特性上有些新的規(guī)格,因此需要一些新的測試能力。而測試Wave 2 Profiles功能,對于成功建置移動WiMAX的服務(wù)至關(guān)重要,隨著移動WiMAX技術(shù)在全球的快速普及,量測儀器具備該測試功能已刻不容緩。
DL/ULAMC2x3區(qū)帶(zone)
802.16標準支持不同類型的適應(yīng)性調(diào)變與編碼(AdaptiveModulationandCoding, AMC)區(qū)帶,Wave 2的符合性測試是以2 bins x 3 symbols的磚塊式結(jié)構(gòu)來測試AMC區(qū)帶。
IO-MIMO的特性
1.雙天線的矩陣A:時空編碼(space-timecoding,STC)(DL-PUSC)
STC會以稍微不同的編碼方式,傳送每一個符號碼(symbol)的數(shù)據(jù)兩次,讓接收器有兩次機會可以接收數(shù)據(jù)。如圖1右上角的方程式所示,如果接收器具有信道(h0和h1)的相關(guān)訊息,就可以解出傳送過來的符號碼s0和s1。通道是依據(jù)導(dǎo)頻(pilot)量測結(jié)果所估測出來的。
矩陣A是一種分集(diversity)技術(shù),可以提升接收器的接收能力,因此能帶來更大的涵蓋范圍以及更高的有效數(shù)據(jù)傳輸率,但無法提升數(shù)據(jù)的傳送速率。在標準中,數(shù)據(jù)速率以Rate1稱之。訊框(frame)中的前導(dǎo)信息碼(preamble)和第一個DL-PUSC區(qū)帶不可以是STC,因為它包含所有客戶端都需要接收的基本FCH和MAP信息,且這些只能從天線0發(fā)射出去。第二個DL-PUSC區(qū)帶可以專門做為STC區(qū)帶用,且這個區(qū)帶會以合適的編碼方式,從兩支天線發(fā)射出去。
圖1:矩陣A(STC)的示意圖
2.雙天線的矩陣B:垂直編碼(2x2MIMO)(DL-PUSC)
Wave2的另一種MIMO是采垂直編碼方式的矩陣B。垂直編碼指的是發(fā)射器會取一組資料(稱為“層”),將它分給多支天線同時發(fā)射,只要有兩支發(fā)射天線,就可以將數(shù)據(jù)速率加倍。
如同矩陣A一樣,只要有信道的相關(guān)訊息,就可以解出信號,信道也是通過量測導(dǎo)頻信號估測出來的。第一個DL-PUSC區(qū)帶不能是矩陣B,且前導(dǎo)信息碼和第一個DL-PUSC區(qū)帶只能從天線0發(fā)射出去,但矩陣B的區(qū)帶則可以從兩支天線發(fā)射出去。安捷倫89600S向量信號分析儀是唯一可以做到準確相位同調(diào)的WMAXMIMO分析儀,進行雙通道分析。
圖2:利用安捷倫89600S向量信號分析儀測試WiMAXMatrixB下傳信號。左上為天線0所發(fā)射的時域信號,左下為天線1
以一個2x2的MIMO系統(tǒng)為例,每一對天線之間共有4個衰減通道,在圖3中以hxx表示,每一個信道模型(channelmodel)都含有多條衰減路徑。
WiMAXForum已針對移動WiMAX發(fā)展出特定的信道MIMO模型,包含ITU行人B或車輛A的信道模型,并加入適用于每條路徑(tap)的空間關(guān)聯(lián)矩陣。安捷倫N7615BSignalStudio支持Wave 2 System Profile的信號產(chǎn)生需求所加入的新功能包括:下鏈傳輸?shù)腗atrix A和Matrix B信號、在波形中嵌入MIMO衰落特性、上鏈傳輸?shù)腃ollaborative MIMO、產(chǎn)生HARQ叢發(fā)信號、以及上鏈傳輸?shù)腟ounding Zone等。
圖3:矩陣B(2x2MIMO)的示意圖
2.兩個用戶臺(SS)共享的空間多任務(wù)技術(shù)-每個都有一支發(fā)射天線(UL-PUSC)
進行上鏈傳輸時,共享的空間多任務(wù)(collaborativespatialmultiplexing)技術(shù)可以讓兩個用戶臺在同一個子信道上傳送數(shù)據(jù),以提高上鏈信道的數(shù)據(jù)傳輸率。雖然每個用戶臺只有使用單支發(fā)射天線,但有效性就如同單一裝置上有兩支發(fā)射天線一樣。
每個用戶臺都會以含獨特導(dǎo)頻信號的不同型態(tài)進行發(fā)射,如圖4的右邊所示。
每個用戶臺和基地臺(BS)之間可以使用不同的信道模型,例如,一個用戶臺可能以行人的速度移動,而另一個用戶臺則是以車輛的速度移動。
圖4:共享的空間多任務(wù)技術(shù)
IO-BF(波束成形)的特性
1.含專屬導(dǎo)頻信號的DL-PUSC和AMC2x3
一般而言,基地臺會對所有屬于它正在使用之通訊區(qū)段內(nèi)的導(dǎo)頻信號進行調(diào)變,而不管那些子通道是否已分配給叢發(fā)數(shù)據(jù)使用,且用戶臺會使用下鏈傳輸中的所有導(dǎo)頻信號進行信道估測。然而,使用波束成形(beamforming)技術(shù)時,只會針對特定的用戶臺,將一群子信道中的導(dǎo)頻信號加以波束處理,因此,用戶臺能夠?qū)W⒃趯Φ膶?dǎo)頻信號上是極為重要的。在專屬的導(dǎo)頻信號模式中,基地臺只會對被分配到的子信道中的導(dǎo)頻信號進行調(diào)變,而用戶臺也只會使用所分配到的特定導(dǎo)頻信號,進行信道估測。
2.不使用子信道輪替功能的UL-PUSC
子通道輪替(sub-channelrotation)是WiMAX上鏈傳輸在大部分上鏈區(qū)帶(除了AMC&ranging/快速響應(yīng)/ACK區(qū)帶以外)的正常運作模式之一。在每個時槽的期間內(nèi)(例如UL-PUSC為每三個符號碼),會將子通道重新編號,以便將不同的實體子信道分派給特定的邏輯子信道使用,這部分詳述于802.16標準的8.4.6.2.6小段。由于數(shù)據(jù)在不同時間是以不同頻率進行傳送的,因此可以提升對信號衰減或干擾的免疫力。在波束成形的過程中,基地臺會依據(jù)與用戶臺之間的信道狀況信息,按照不同的權(quán)重,透過不同的天線將信號導(dǎo)向特定的用戶臺。如果發(fā)射頻率會不斷隨子信道輪替而改變,將會很難做到,因為通道也會不斷地改變,因此,使用波束成形技術(shù)時,最好關(guān)閉子信道輪替功能。
3.上鏈傳輸?shù)脑囂絽^(qū)帶(TypeA)
進行上鏈傳輸試探時,會在上鏈通道中分配一個特殊的試探區(qū)帶(soundingzone),它會占用所有的子通道,長度為一個或多個符號碼的傳輸時間;嘏_可以命令用戶臺使用所分配到的這個區(qū)帶來發(fā)射一個試探信號,此信號是基地臺已知的數(shù)據(jù)序列。基地臺會由此試探信號量測信道的頻率響應(yīng),并利用這項信息來決定該使用哪一種波束成形才合適。試探的方式有兩種:TypeA和TypeB,Type A使用的試探頻帶包含18個連續(xù)的次載波,Type B的頻帶則是依據(jù)指定的下鏈次載波排列法(如PUSC)來分配的。Wave 2中只要求支持Type A。
適用于WiMAX的安捷倫N7615BSignalStudio支持DL/ULAMC 2x3區(qū)帶、矩陣A、矩陣B、上鏈PUSC區(qū)帶的共享空間多任務(wù)、以及上面IO-BF的特性下列出之所有功能的測試需求。如需更詳細的信息,請參閱N7615B的網(wǎng)頁www.agilent.com/find/N7615B。而業(yè)界共享的向量分析軟件安捷倫89601A,可支持WiMAX雙通道MIMO分析、STC、AAS,以及支持動態(tài)自動配置,自動解譯及顯示FCH, DL-MAP, UL-MAP。提供最多分析圖形及表格,幫助您迅速的除錯與分析。
于10月中旬舉辦的WMAX插拔大會與會員大會,安捷倫也將展示W(wǎng)iMAX完整的測試方案:從研發(fā)、設(shè)計驗證、生產(chǎn)測試、通信協(xié)議認證測試、互通測試,到網(wǎng)絡(luò)布建,提供最完整測試解決方案。安捷倫功能強化的量測解決方案,可以用準確且合乎成本效益的方式來測試MIMO和其它Wave2的Profiles,并提供最新的工具,以滿足工程師在移動WiMAX信號分析、信號產(chǎn)生,以及對終端產(chǎn)品功能測試上的需求。