LTE測試實(shí)現雙模網(wǎng)絡(luò )的互連、互通性驗證

LTE技術(shù)離人們的生活越來(lái)越近。根據Forward Concepts發(fā)布的報告顯示，目前全球37個(gè)國家總共有72個(gè)商業(yè)化LTE網(wǎng)絡(luò )，預計至今年年底，將有57個(gè)國家擁有134個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò )；同時(shí)，今年開(kāi)始市場(chǎng)對于LTE智能手機與平板電腦的需求量超過(guò)預期值，2012年全球對LTE智能手機的需求將達到2600萬(wàn)至2800萬(wàn)部，成長(cháng)幅度為275%，LTE平板電腦的應用將占今年LTE基頻芯片出貨的6%，達到580萬(wàn)部。在中國，中國移動(dòng)宣布將在今年擴大TD-LTE試驗網(wǎng)的規模，建設超過(guò)2萬(wàn)個(gè)TD-LTE基站，并計劃在年內就會(huì )有4G手機進(jìn)入市場(chǎng)。LTE將實(shí)現有史以來(lái)真正的“全球通”標準，從而成為全球移動(dòng)通信未來(lái)統一的標準。

 

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(gè)國家在采用LTE技術(shù)標準時(shí)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(wú)論是對于終端，還是對于測試設備來(lái)講，都將面臨著(zhù)艱巨的挑戰，需要射頻測試方案采用多模平臺，且覆蓋所有的頻段，來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)廠(chǎng)商在研發(fā)、驗證和生產(chǎn)過(guò)程中的測試需求。

 

解決MIMO復雜的測試要求

 

眾所周知，對移動(dòng)通信來(lái)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(shí)現頻譜資源的更加有效利用，新一代的移動(dòng)通信技術(shù)標準越來(lái)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(xiàn)和多接收天線(xiàn)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據的速率。所以，MIMO技術(shù)在移動(dòng)通信標準HSPA+、LTE、LTE-A中、在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)WLAN802.11n標準中、在區域無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標準Wimax中都得到了廣泛的采納。

 

在一個(gè)典型的N×M 的MIMO系統中，有N個(gè)發(fā)射和M個(gè)接收和天線(xiàn)，這樣的架構也給終端射頻測試帶來(lái)了很多的挑戰。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，那么測試系統也必須是多路而且同步的測試系統，這當然還應該是對多路發(fā)射機以及多路接收機的各自的多路同步測試系統，必然使測試系統成倍的復雜化，測試成本也隨之大大增加。其次，對MIMO系統的射頻測試，既要進(jìn)行靜態(tài)的測試，也需要在運動(dòng)動(dòng)態(tài)下的測試。對MIMO條件下運動(dòng)環(huán)境的仿真也是成倍的復雜化。另外，在對終端性能的評估過(guò)程中，除了需要在各個(gè)無(wú)線(xiàn)端口直接導入/導出信號進(jìn)行MIMO性能的測試之外，還要在接入真實(shí)MIMO天線(xiàn)的情況下，評估在空間傳輸(Over The Air-OTA)時(shí)， MIMO所帶來(lái)的效果。除此之外，MIMO多通路包含天線(xiàn)時(shí)的射頻幅度和相位平衡度也必須完成校準測試。”

 

針對不同的產(chǎn)品測試要求，R&S有針對基站、終端、天線(xiàn)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)射機測試、接收機測試。R&S公司的頻譜儀或信號分析儀可以完成3GPP規范定義的LTE基站發(fā)射機測試；對于基站接收機測試，R&S公司的矢量信號發(fā)生器SMU獨具雙通道設計理念，只需單表就能完成接收機測試，給測試帶來(lái)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8天線(xiàn)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(gè)通道的相差，可以方便地進(jìn)行校準和相關(guān)測試。為了仿真真實(shí)的動(dòng)態(tài)移動(dòng)場(chǎng)景，測試MIMO在運動(dòng)、充滿(mǎn)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實(shí)現多通道的實(shí)時(shí)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(xiàn)性能測試)是無(wú)線(xiàn)設備認證測試時(shí)的一個(gè)重要測試項目，對如今LTE中廣泛采用的MIMO天線(xiàn)技術(shù)，R&S推出了相應的LTE MIMO OTA測試系統。對LTE實(shí)際網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行可行性研究、初步設計、網(wǎng)絡(luò )建設、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò )驗收的過(guò)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(zhuān)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(zhuān)用的MIMO天線(xiàn)，R&S公司定義了用來(lái)評估MIMO使用效果的Condition Number參數，能夠發(fā)現網(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(dòng)宣布已成功實(shí)現香港4G標準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(shí)現雙向、雙制式漫游，這項業(yè)務(wù)使得未來(lái)LTE FDD與TD-LTE用戶(hù)在漫游進(jìn)入對方網(wǎng)絡(luò )的情況下，無(wú)需重新更換SIM卡或終端，就能夠直接享受LTE網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)的高速、穩定與便捷的服務(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(lái)說(shuō)，國內LTE終端需要支持以下制式及相應頻段：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(huì )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7Layers展開(kāi)合作，為L(cháng)TE測試市場(chǎng)提供了一種高性?xún)r(jià)比的測試系統，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數字無(wú)線(xiàn)測試系統相結合，開(kāi)發(fā)出一套高性?xún)r(jià)比、高可靠的測試組合，可同時(shí)適用于一致性與研發(fā)測試目的。

 

艾法斯7100數字無(wú)線(xiàn)測試系統是一臺LTE網(wǎng)絡(luò )仿真器，它能提供用戶(hù)設備(UE)芯片組以及滿(mǎn)足3GPP Rel-8 & 9標準的、具備LTE能力的終端在設計、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(hù)識別模塊(USIM)和應用工具箱(USAT)應用，它覆蓋了3GPP TS 31.121和TS 31.124 Rel-8/9測試規范，并且是GCF和PTCRB列出的測試平臺。通過(guò)兩者之間的整合，使得用戶(hù)能夠將UICC一致性測試從各種昂貴的測試系統轉移到更高性?xún)r(jià)比的解決方案之上，這也意味著(zhù)UICC測試在研發(fā)期間就可進(jìn)行，且借助于一個(gè)直觀(guān)的圖形化用戶(hù)界面，所有涉及到的測試設備都可簡(jiǎn)潔地實(shí)施控制，高度的自動(dòng)化提供了符合3GPP標準的非常一致性的結果，這也是獲得GCF和PTCRB認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(chǎng)景一般都需要幾套測試系統的協(xié)同操作，同時(shí)由于它們的復雜性，用手動(dòng)方式進(jìn)行處理時(shí)很容易出錯，然而，開(kāi)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果，這只有用可靠的、直接的測試組合才可以實(shí)現。艾法斯也表示，7Layers在開(kāi)發(fā)出新的InterLab測試解決方案LTE-USIM/ USAT之前，已在實(shí)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(chǎng)景。

 

另?yè)?，今年四月艾法?Aeroflex)公司與高通(Qualcomm)簽署了全球商業(yè)化工廠(chǎng)測試技術(shù)授權許可協(xié)議，開(kāi)始為高通的客戶(hù)提供高效的自動(dòng)制造測試解決方案。