LTE測試實現(xiàn)雙模網(wǎng)絡(luò)的互連、互通性驗證

LTE技術(shù)離人們的生活越來越近。根據(jù)Forward Concepts發(fā)布的報告顯示，目前全球37個國家總共有72個商業(yè)化LTE網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計至今年年底，將有57個國家擁有134個LTE網(wǎng)絡(luò)；同時，今年開始市場對于LTE智能手機(jī)與平板電腦的需求量超過預(yù)期值，2012年全球?qū)TE智能手機(jī)的需求將達(dá)到2600萬至2800萬部，成長幅度為275%，LTE平板電腦的應(yīng)用將占今年LTE基頻芯片出貨的6%，達(dá)到580萬部。在中國，中國移動宣布將在今年擴(kuò)大TD-LTE試驗網(wǎng)的規(guī)模，建設(shè)超過2萬個TD-LTE基站，并計劃在年內(nèi)就會有4G手機(jī)進(jìn)入市場。LTE將實現(xiàn)有史以來真正的“全球通”標(biāo)準(zhǔn)，從而成為全球移動通信未來統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

 

羅德與施瓦茨(Rohde & Schwarz)中國有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理湯日波

 

然而，由于各個國家在采用LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時所使用的頻段各不相同，加上各國歷史上采用的2G和3G技術(shù)也都不同，因此，能夠全球漫游所需的終端必須是多模、多頻段的網(wǎng)絡(luò)模式，這無論是對于終端，還是對于測試設(shè)備來講，都將面臨著艱巨的挑戰(zhàn)，需要射頻測試方案采用多模平臺，且覆蓋所有的頻段，來滿足未來廠商在研發(fā)、驗證和生產(chǎn)過程中的測試需求。

 

解決MIMO復(fù)雜的測試要求

 

眾所周知，對移動通信來講，頻譜是最重要的資源，而且頻譜帶寬是有限的資源。為了實現(xiàn)頻譜資源的更加有效利用，新一代的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)越來越多地采用了各種提供頻譜利用效率的新技術(shù)，這其中就包括多發(fā)射天線和多接收天線技術(shù)，即MIMO技術(shù)。采用了MIMO技術(shù)，在不增加使用頻譜帶寬或發(fā)射功率的情況下，能夠有效地增加傳輸數(shù)據(jù)的速率。所以，MIMO技術(shù)在移動通信標(biāo)準(zhǔn)HSPA+、LTE、LTE-A中、在無線局域網(wǎng)WLAN802.11n標(biāo)準(zhǔn)中、在區(qū)域無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Wimax中都得到了廣泛的采納。

 

在一個典型的N×M 的MIMO系統(tǒng)中，有N個發(fā)射和M個接收和天線，這樣的架構(gòu)也給終端射頻測試帶來了很多的挑戰(zhàn)。羅德與施瓦茨(Rohde & Schwarz)中國有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理湯日波表示：“首先，MIMO是多路射頻的系統(tǒng)，那么測試系統(tǒng)也必須是多路而且同步的測試系統(tǒng)，這當(dāng)然還應(yīng)該是對多路發(fā)射機(jī)以及多路接收機(jī)的各自的多路同步測試系統(tǒng)，必然使測試系統(tǒng)成倍的復(fù)雜化，測試成本也隨之大大增加。其次，對MIMO系統(tǒng)的射頻測試，既要進(jìn)行靜態(tài)的測試，也需要在運動動態(tài)下的測試。對MIMO條件下運動環(huán)境的仿真也是成倍的復(fù)雜化。另外，在對終端性能的評估過程中，除了需要在各個無線端口直接導(dǎo)入/導(dǎo)出信號進(jìn)行MIMO性能的測試之外，還要在接入真實MIMO天線的情況下，評估在空間傳輸(Over The Air-OTA)時， MIMO所帶來的效果。除此之外，MIMO多通路包含天線時的射頻幅度和相位平衡度也必須完成校準(zhǔn)測試。”

 

針對不同的產(chǎn)品測試要求，R&S有針對基站、終端、天線性能、電磁環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等不同的測試解決方案。例如：LTE基站測試主要包括發(fā)射機(jī)測試、接收機(jī)測試。R&S公司的頻譜儀或信號分析儀可以完成3GPP規(guī)范定義的LTE基站發(fā)射機(jī)測試；對于基站接收機(jī)測試，R&S公司的矢量信號發(fā)生器SMU獨具雙通道設(shè)計理念，只需單表就能完成接收機(jī)測試，給測試帶來很大的方便。為了方便地進(jìn)行MIMO及Beam-forming 測試，R&S公司提供了基于矢量源和信號分析儀的相應(yīng)解決方案，可以方便地控制發(fā)射信號之間的相位差，也可以精確判斷接收信號的相差，以方便基站進(jìn)行波束控制。

 

此外，對于多達(dá)8天線的LTE Beam-forming測試，R&S公司的ZVT矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以直接測量最多16個通道的相差，可以方便地進(jìn)行校準(zhǔn)和相關(guān)測試。為了仿真真實的動態(tài)移動場景，測試MIMO在運動、充滿反射/繞射環(huán)境下的性能，R&S公司的AMU200A基帶信號源和SMU200A矢量射頻信號源能夠?qū)崿F(xiàn)多通道的實時衰落仿真，包括對MIMO信道間的相關(guān)性仿真測試。OTA測試(天線性能測試)是無線設(shè)備認(rèn)證測試時的一個重要測試項目，對如今LTE中廣泛采用的MIMO天線技術(shù)，R&S推出了相應(yīng)的LTE MIMO OTA測試系統(tǒng)。對LTE實際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可行性研究、初步設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)驗收的過程中，都需要用到路測和網(wǎng)優(yōu)的測試工具，為了保證LTE網(wǎng)絡(luò)運行的質(zhì)量，R&S公司還提出了專供路測和網(wǎng)優(yōu)的測試解決方案，包括TSMW雙通道掃頻儀和ROMES路測軟件，采用專用的MIMO天線，R&S公司定義了用來評估MIMO使用效果的Condition Number參數(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中是否適用MIMO的地理位置。

不同LTE網(wǎng)絡(luò)互連、互通性測試

 

最近，中國移動宣布已成功實現(xiàn)香港4G標(biāo)準(zhǔn)LTE FDD和杭州TD-LTE網(wǎng)絡(luò)之間的雙向漫游，這是4G網(wǎng)絡(luò)在全球首次實現(xiàn)雙向、雙制式漫游，這項業(yè)務(wù)使得未來LTE FDD與TD-LTE用戶在漫游進(jìn)入對方網(wǎng)絡(luò)的情況下，無需重新更換SIM卡或終端，就能夠直接享受LTE網(wǎng)絡(luò)帶來的高速、穩(wěn)定與便捷的服務(wù)。多模多頻的LTE終端是發(fā)展的必然趨勢，這也對射頻器件提出了較高的要求。就全球范圍來說，國內(nèi)LTE終端需要支持以下制式及相應(yīng)頻段：TD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA/GSM/EDGE；TD-LTE/FDD-LTE/WCDMA/GGE的配置將是美國、歐洲、日本的主流需求；能夠支持所有主要接入技術(shù)包括2G、2.5G、TD-SCDMA、HSPA+以及4G LTE FDD/TDD的多模芯片組將會成為重要的發(fā)展方向。

 

為此，在眾多的網(wǎng)絡(luò)模式下部署與測試LTE設(shè)備成為了必需。今年二月，美國艾法斯有限公司(Aeroflex)與另一家跨國工程與測試集團(tuán)7Layers展開合作，為LTE測試市場提供了一種高性價比的測試系統(tǒng)，它用于評估具備LTE能力的終端或芯片組和LTE網(wǎng)絡(luò)及通用集成電路卡(UICC) 的互通性。該項目將7Layers公司的InterLab測試解決方案LTE-USIM/USAT，與艾法斯的7100數(shù)字無線測試系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出一套高性價比、高可靠的測試組合，可同時適用于一致性與研發(fā)測試目的。

 

艾法斯7100數(shù)字無線測試系統(tǒng)是一臺LTE網(wǎng)絡(luò)仿真器，它能提供用戶設(shè)備(UE)芯片組以及滿足3GPP Rel-8 & 9標(biāo)準(zhǔn)的、具備LTE能力的終端在設(shè)計、研發(fā)和測試等階段所需的全部工具。7Layers的InterLab測試解決方案LTE-USIM/ USAT，則可驗證具備LTE能力的設(shè)備與TDD和FDD兩種LTE網(wǎng)絡(luò)的互連、互通性能，以及在通用集成電路卡上各自的通用用戶識別模塊(USIM)和應(yīng)用工具箱(USAT)應(yīng)用，它覆蓋了3GPP TS 31.121和TS 31.124 Rel-8/9測試規(guī)范，并且是GCF和PTCRB列出的測試平臺。通過兩者之間的整合，使得用戶能夠?qū)ICC一致性測試從各種昂貴的測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到更高性價比的解決方案之上，這也意味著UICC測試在研發(fā)期間就可進(jìn)行，且借助于一個直觀的圖形化用戶界面，所有涉及到的測試設(shè)備都可簡潔地實施控制，高度的自動化提供了符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)的非常一致性的結(jié)果，這也是獲得GCF和PTCRB認(rèn)證所不可或缺的步驟。

 

7Layers公司表示，不同的LTE網(wǎng)絡(luò)模式其測試場景一般都需要幾套測試系統(tǒng)的協(xié)同操作，同時由于它們的復(fù)雜性，用手動方式進(jìn)行處理時很容易出錯，然而，開發(fā)一致性測試程序必須是高效的，并且必須提供精確且完全一致性的結(jié)果，這只有用可靠的、直接的測試組合才可以實現(xiàn)。艾法斯也表示，7Layers在開發(fā)出新的InterLab測試解決方案LTE-USIM/ USAT之前，已在實驗室里擁有了多年的USIM和USAT測試經(jīng)驗，基于這種經(jīng)驗，7Layers目前這套極易操作和可靠的解決方案非常適合獨立于網(wǎng)絡(luò)的測試，以及那些需要與艾法斯 7100 LTE網(wǎng)絡(luò)仿真器協(xié)同操作的測試場景。

 

另據(jù)悉，今年四月艾法斯(Aeroflex)公司與高通(Qualcomm)簽署了全球商業(yè)化工廠測試技術(shù)授權(quán)許可協(xié)議，開始為高通的客戶提供高效的自動制造測試解決方案。