TD-SCDMA系統終端HSDPA射頻一致性的測試分析

為了滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(cháng)的對高速分組數據業(yè)務(wù)的需求，第三代合作組織（3GPP）在Rel5加入了HSDPA技術(shù)。HSDPA通過(guò)采用AMC和HARQ技術(shù)，引入高階調制（16QAM），在快速分組調度的基礎上，使得理論上TD-SCDMAHSDPA下行單載波可以達到2.8Mbit/s的數據傳輸速率，大大提高了下行容量和數據業(yè)務(wù)速率。

為了讓HSDPA技術(shù)能夠成功應用在實(shí)際的TD-SCDMA系統中，需要保證終端能正確實(shí)現HSDPA的各項功能，這對終端的射頻一致性測試提出了新的要求。為此，3GPPRel5的TDD終端射頻一致性規范（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規范）專(zhuān)門(mén)增加了用于測試終端HSDPA各項功能的測試方法和參考配置，為各廠(chǎng)家測試終端的HSDPA性能給出了指導和參考。

本文首先介紹終端HSDPA射頻一致性測試的基本原理和基本概念，第二部分則結合協(xié)議分析了HSDPA各個(gè)測試用例的測試目的和測試方法，最后在產(chǎn)業(yè)化方面，介紹了星河亮點(diǎn)通信軟件有限公司推出的測試儀表SP6010為了支持HSDPA射頻一致性測試做的工作。

2TD終端HSDPA射頻一致性測試概述

終端的HSDPA射頻一致性測試，是由系統模擬器（SS）提供HSDPA網(wǎng)絡(luò )側的環(huán)境，由衰落信道仿真器（FS）模擬多徑衰落環(huán)境，由加性白高斯噪聲發(fā)生器(AWGNGenerator)模擬背景噪聲。SS通過(guò)模擬基站、RNC和核心網(wǎng)的基本功能，按照協(xié)議規定的信令流程把終端帶到合適的狀態(tài)，在通信過(guò)程中對終端的反饋進(jìn)行記錄，分析和評估。

HSDPA射頻測試關(guān)注的是具備了HSDPA能力的終端在與網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信的過(guò)程中，終端射頻發(fā)射、射頻接收以及基帶信號處理的性能是否達到了規范中的最小要求。規范的第9章給出了針對具備HSDPA能力終端的射頻測試規范，主要關(guān)注終端的三種能力：

（1）對HS-DSCH的解調能力；

（2）準確上報信道質(zhì)量的能力；

（3）正確檢測HS-SCCH中關(guān)于HS-DSCH的下行控制信息的能力。

3TD終端HSDPA射頻一致性測試分析

3.1參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試

此測試為了評估終端對HS-DSCH信道的解調性能。主要針對終端在多碼道復合傳輸下的接收和IR-HARQ合并處理功能的性能是衡量HSDPA終端整體性能的重要指標。為了充分降低網(wǎng)絡(luò )側的影響，假設HS-SCCH的發(fā)射功率足夠大，使得出現DTX的概率非常低。

參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試用到了信息比特吞吐量(R)，該指標定義為在一定測試時(shí)間內，終端成功接收到的信息比特總數除以測試時(shí)間，其單位為千比特每秒。由于HSDPA的上下行非對稱(chēng)性，無(wú)法在上行鏈路將數據全部環(huán)回進(jìn)行誤碼率或誤塊率分析，能夠被環(huán)回的數據只有ACK/NACK。為了得到吞吐量，SS需要記錄每個(gè)下行發(fā)送塊的大小，并統計終端在HS-SICH上發(fā)送的對應每個(gè)發(fā)送塊的反饋情況，通過(guò)式(1)計算吞吐量。

(1)

其中，

T表示測試時(shí)間，以秒為單位，M表示整個(gè)測試過(guò)程中SS發(fā)送的下行數據塊數量，Nn和分別表示第n個(gè)數據塊包含的信息比特數以及終端對該數據塊的反饋信息。是統計信息轉化函數。

（1）固定參考信道下的HS-DSCH吞吐量測試

此測試下，網(wǎng)絡(luò )側不開(kāi)啟AMC功能，而采用固定的調制編碼方式和傳輸塊大小，只考慮HARQ對HS-DSCH吞吐量的影響。規范中規定了HARQ處理相關(guān)的具體參數，包括最大傳輸次數和冗余及星座版本(RV)。SS依據規范附錄中規定的調制編碼方式和傳輸塊大小發(fā)送HS-DSCH，并以事先定義好的處理策略響應終端的ACK/NACK/statDTX反饋，具體的處理策略見(jiàn)表1。SS通過(guò)統計測試過(guò)程中終端反饋的ACK，NACK以及statDTX數目，就可以由式(1)統計出吞吐量R。規范中給出了各種傳播環(huán)境下對吞吐量指標的最小要求，以終端接入能力為1.1Mbit/s，調制方式為16QAM為例，規范給出的最小要求如表2所示。

表1SS響應ACK/NACK/DTX的行為(固定參考信道)

表21.1Mbit/s接入等級終端性能要求,16QAM

圖1描述了進(jìn)行固定參考信道下HS-DSCH吞吐量測試時(shí)，終端與SS間的HSDPA相關(guān)的三條物理信道交互內容。以終端接入能力為1.1Mbit/s，調制方式為16QAM為例，按照規范給出的HARQ參數：進(jìn)程數為4，冗余版本(RV)序列為{6，2，1，5}。SS通過(guò)在HS-SCCH信道上翻轉對應于同一HARQ進(jìn)程的新數據指示(NDI)來(lái)指示終端有無(wú)新數據傳輸。新數據指示取值范圍為0和1，因為收到NACK而觸發(fā)重傳時(shí)，SS會(huì )保持NDI不變，并應用RV序列中的后一個(gè)RV進(jìn)行重傳。

圖1參考信道吞吐量測試HSDPA物理信道交互內容圖

從圖1分析可知，終端沒(méi)有正確解調出HARQ第二個(gè)進(jìn)程的第一個(gè)數據塊，因而通過(guò)上行HS-SICH信道反饋NACK，要求重傳；并且終端沒(méi)有正確解調出HARQ第四個(gè)進(jìn)程數據塊在HS-SCCH上的控制信息，造成了statDTX。