2012年2月,工業和信息化部批準TD-LTE規模試驗進入第二階段,這一階段將主要針對基于3GPP R9標準的系統設備進行測試,而在LTE R9規范中也增加了一些新特性。LTE系統的目標是提供高數據速率,高的系統容量和大的覆蓋范圍,從而提供好的用戶體驗。為此LTE Rel.9中引入了雙流波束賦形dual layer beamforming來實現這一目標,尤其是在小區邊緣的性能。該技術可以分為兩種:單用戶雙流波束賦形和多用戶雙流波束賦形。單用戶雙流波束賦形是在某一時刻對單用戶進行兩個數據流的傳輸,提高單用戶的傳輸速率;多用戶雙流波束賦形在某一時刻對不同的用戶,分配不同的數據流,進行不同方向的賦形,提高小區容量。
作為WCDMA系統中MBMS的演進,在LTE中定義了演進的eMBMS,即MBMS single frequency network(MBSFN,廣播多播單頻網業務)。通過把傳輸相同內容的一些無線小區組成MBSFN網絡,在協議層定義了新的邏輯傳輸信道和物理信道,并且在物理層使用擴展的CP以及子載波間隔,該項廣播業務在小區的覆蓋和容量,尤其是小區邊緣的覆蓋以及降低終端的功率消耗上有了很大的提高。
LBS(Location based services)目前有幾種實現方式:一種是使用全球衛星定位系統,例如GPS,移動網絡提供輔助信息來加速定位的方式。另外一種是在R9規范中,下行子幀引入PRS,從而使LTE系統支持OTDOA(observed time difference of arrival)定位方法。
這些產品包括頻譜分析儀、信號源、無線綜測儀、協議測試儀和射頻認證測試系統。設備制造商自始自終都可以依賴于Rohde&Schwarz公司的產品和專家級的支持。Rohde&Schwarz全球的支持網絡擁有經過專業培訓的應用工程師,從而可以提供全方位的客戶支持。目前R&S的產品線可以覆蓋支持LTE從R8到R9的全部功能測試和驗證。
LTE信號產生和分析
LTE測試首先需要模擬LTE射頻信號,并且研究其統計特性。LTE信號模擬中的一些通常設置包括頻率、帶寬、LTE信號包含資源塊的數目、天線配置、參考信號序列配置、下行同步信道配置、循環前綴長度、用戶數據和調制方式的分配和L1/L2控制信道的配置的等參數。
K55選件用于R&S公司的信號源,如SMU200A就可以產生3GPP標準規定的LTE FDD和TDD上下行射頻信號。此外K55選件若用于AMU200A,就可以模擬LTE的基帶信號,用于LTE研發早期基帶信號的模擬。而通過一款R&S提供的EX-IQ-BOX,用戶可以產生適應自己需要的數字基帶信號格式。
K84選件目前支持R9的新特性,例如PRS,MBSFN,dual layer beamforming,可以靈活設置規范規定的各種參數,滿足早期研發的各種需求。
其次在LTE信號的射頻分析方面,R&S FSQ 和FSW信號分析儀能分析3GPP LTE基站或者移動電話的發射機模塊。上行信號分析選件R&S K105和下行信號分析選件K104支持LTE TDD射頻調制信號的測量,該選件能在頻域,時域及調制域對標準規定的所有信道帶寬的3GPP LTE信號進行測量,并以圖形或表格顯示結果。同時這兩個選件都支持R9信號的分析,例如PRS信號的解調,beamforming信號的分析結果,例如PDSCH信號的功率,EVM等數值。
如需測量LTE基帶信號可使用R&S FSQ的模擬(R&S FSQ-B71)和數字(R&S FSQ-B17)基帶輸入選件來完成。同時R&S也提供了一款EX-IQ-BOX可以適應用戶自己的數字基帶格式,通過和FSQ上的B17接口一起使用,可以分析LTE數字基帶信號。
LTE終端協議認證及射頻綜測儀
CMW500是一個雙通道、全標準、多功能的寬帶無線通信測試儀,也是目前最領先的無線綜測儀。CMW500是業界唯一能支持所有的無線通信標準的綜測儀。既支持如2G/3G、WiMAX、LTE等移動通信標準,更可以支持WLAN、藍牙、FM、GPS、CMMB等非移動通信標準。它可以提供對終端的射頻、協議、流量和數據應用等測試,從而可以給芯片和無線設備制造商在UMTS LTE協議一致性研發的各個階段中帶來多重好處。
在CMW500上配置MLAPI和LLAPI選件,就可以提供協議棧測試所需的底層和高層兩種不同編程接口,這樣開發者在早期就可以對協議棧進行靈活測試,而且這樣的測試是和后期的一致性測試完全兼容的,從而節省后期測試的時間和成本。
CMW500提供了選件KC501和KC551,包括通過了GCF的認證了的,符合3GPP 36.523要求的FDD和TDD協議一致性測試用例集合。同時為了滿足研發用戶的要求,選件KP563、KP564提供了TTCN-3接口的API,客戶可以自己開發所需的TTCN-3測試用例。
CMW500目前的協議棧依據最新的R9核心規范進行實現,并且包含了所有規定的CR修改和增強,而且支持R9規定的一些新特性,例如beamforming(TM7和TM8),定位業務(包括LPP over SUPL 2.0,LPP over C-Plane的實現,A-GPS,OTDOA),CMAS(PWS),SON/ANR的實現。
LTE終端射頻認證/預認證測試
為了支持LTE終端的射頻研發和認證測試,R&S推出了TS8980 LTE射頻測試系統。該系統可以使LTE終端客戶在研發階段就進行符合3GPP規范要求的射頻預認證測試,在早期就發現一些可能在認證階段出現的終端設計的難以追溯的錯誤,從而消除可能帶來的風險,降低研發成本,加速產品推向市場的時間。
TS8980有三種不同配置,其中TS8980S是面向研發類客戶的預認證平臺,它可以根據客戶的需求靈活配置;TS8980IB是主要進行帶內測試的認證測試平臺;TS8980FTA是完全符合GCF的要求的全認證測試平臺,可以對終端進行GCF要求的所有項目進行全認證測試。
此外針對目前越來越熱的定位業務的測試,TS8980系統復用其中的部分硬件來組成TS8980-LBS系統進行LTE技術下的A-GNSS最小性能的測試。這是基于3GPP 36.571-1規范來進行開發的,同時還為美國的運營商Verizon開發了一套符合其特定規范的LTE LBS性能測試項目。
LTE終端RRM測試
R&S推出的LTE RRM無線資源管理測試系統可以集成到TS8980射頻一致性測試系統中,與其共用部分硬件,使用相同的控制軟件R&S CONTEST來進行測試用例的執行和分析。RRM測試系統主要包含以下硬件:CMW500系統模擬器可以模擬LTE、WCDMA、CDMA和GSM小區,AMU200是基帶衰落模擬器,可以和CMW500基帶連接進行下行信號的衰落模擬。
該系統不僅可以通過軟件選件KC001支持LTE-FDD系統的RRM測試用例,而且可以通過KC002、KC003、KC004支持LTE到WCDMA、GSM、CDMA的系統間RRM測試用例;KC011可以支持LTE TDD系統的RRM測試用例,KC012、KC013和KC010可以支持LTE-TDD到WCDMA、GSM和LTE TDD的系統間切換。
LTE終端數據應用測試
CMW500做為R&S下一代寬帶無線通信測試平臺,在配備了數據應用硬件單元B450A及相關測試軟件后,更可以進行各種數據應用測試。由于儀器內置了ftp、http streaming等各種數據服務器,從而無需添加別的設備,用一臺儀表就可以進行測試。例如使用PING可以測試數據延遲,用IPERF工具進行數據流量的測試,這些測試不僅支持IPv4而且也支持IPv6協議標準。而且由于提供了圖形化接口,通過簡單的操作就可以得到直觀的顯示結果。從而讓用戶在實驗室就可以方便地驗證終端的數據性能。
CMW-PQA(Performance Quality Analyze)系統是基于CMW500協議測試儀硬件平臺和CONTEST主控軟件,為運營商開發的一套可以模擬各種復雜的無線環境,對終端進行在衰落環境下的各種數據應用測試的平臺。R&S CONTEST測試軟件運行在系統控制器上,可以提供測試用例的全自動化運行,測試報告強有力的分析功能和全方面的報告匯總功能。
■編輯點評
Rohde&Schwarz對于LTE從早期的研發階段就開始跟蹤研究,積累了豐富的經驗成果,目前不僅可以為LTE FDD,而且也可以為LTE TDD無線設備研發提供完整的測試產品線。