HSUPA設備測試

3GPP R6版本增加了高速上行鏈路分組接入(HSUPA)技術(shù)。HSUPA是高速下行鏈路分組接入(HSDPA)技術(shù)的一種補充，可支持高達5.74Mbps的上行鏈接速率。然而，上行數據率的提高也使上行鏈路信號變得更加復雜和動(dòng)態(tài)化，這就要求更加穩健的發(fā)射機設計和驗證。同時(shí)，高數據率也使設備的處理能力和內部傳輸速度備受壓力，尤其是在HSUPA與HSDPA結合使用時(shí)。這需要工程師對設備的應用性能和設備在收發(fā)高速數據時(shí)的實(shí)際吞吐率進(jìn)行更加仔細地分析。

測試HSUPA的必要性

HSUPA上行鏈路信號的幾個(gè)特點(diǎn)：

1. HSUPA在上行鏈路中增加了兩個(gè)物理通道，因而其上行信號比HSDPA具有更大的峰值因子。

2. HSUPA上行代碼信道的相對功率差異可高達45dB。

3. 在傳輸時(shí)間間隔(TTI)邊界處，HSUPA的上行鏈路功率會(huì )產(chǎn)生很大變化(可高達27dB)，例如在HSUPA傳輸打開(kāi)或關(guān)斷時(shí)。

4. HSUPA上行鏈路的配置是非常動(dòng)態(tài)的。其專(zhuān)用物理數據信道(E-DPDCH)個(gè)數，擴頻因子和功率電平在每個(gè)TTI時(shí)都可能不同。

這些變化可能導致發(fā)射機失真加劇和調制質(zhì)量惡化。

因此，簡(jiǎn)單測試一臺HSPA設備的HSDPA性能是不夠的，而必須確保設備在發(fā)送HSUPA信號時(shí)也能正常工作。

HSUPA概述

盡管HSDPA和HSUPA是兩項相互獨立的服務(wù)，但它們在VoIP和手機游戲之類(lèi)的應用中往往同時(shí)使用。于是，業(yè)內將HSDPA和HSUPA統稱(chēng)為 HSPA(高速分組接入)。

HSUPA和HSDPA都采用混合自動(dòng)重傳請求(HARQ)，但在HSUPA中，Node B要對用戶(hù)設備(UE)的數據傳輸發(fā)出應答。Node B會(huì )根據TTI在不同的UE之間動(dòng)態(tài)分配功率。UE的服務(wù)準許(Serving Grant)有效地決定了它能達到的數據傳輸率。要達到5.74Mbps的上行速度，UE必須支持HSUPA所規定的2ms TTI。而較早的(5類(lèi))設備只支持10ms TTI，這就限制其上行速度最高只能到2Mbps。

HSUPA中引入了幾個(gè)新的上行和下行信道。增強型專(zhuān)用信道(E-DCH)的上行傳輸信道的每個(gè)TTI攜帶一個(gè)數據塊。E-DPDCH上行信道用于攜帶上行用戶(hù)數據。UE最多能以SF256到SF2的擴頻因子使用4個(gè)E-DPDCH。要達到早期設備所支持的最大數據率2Mbps，需要兩個(gè)擴頻因子為SF2的E-DPDCH信道。E-DPCCH(專(zhuān)用物理控制信道)上行信道用于攜帶Node B解碼上行E-DPDCH所需的控制信息，例如表示數據塊大小的傳輸格式聯(lián)合指示(E-TFCI)、重傳序號(RSN)，以及指示UE對當前的服務(wù)準許是否滿(mǎn)意的Happy Bit。三個(gè)新的下行物理信道是：用于確認UE數據的HARQ確認指示信道(E-HICH)、規定UE可用功率源(服務(wù)準許)絕對界限的絕對準許信道(E-AGCH)，以及提高、降低或保持UE服務(wù)準許等級的相對準許信道(E-RGCH)。

3GPP TS 34.109中定義了一種新的采用無(wú)線(xiàn)承載測試模式的HSUPA回環(huán)。HSUPA回環(huán)要求謹慎選擇HSDPA下行鏈路的數據率，以便為UE提供穩定的數據流以通過(guò)其HSUPA信道返回，而不會(huì )導致緩存過(guò)度溢出。

圖1：利用安捷倫科技的8960無(wú)線(xiàn)測試裝置進(jìn)行5.2D和5.13.2B的代碼域測量

圖2：利用安捷倫科技的8960無(wú)線(xiàn)測試儀進(jìn)行數據吞吐率監測，測量結果顯示的是一次雙向FTP通信時(shí)UE的HSPA空中數據率和IP連接速率

3GPP TS 34.121規范的HSUPA測試

3GPP TS 34.121中定義了幾個(gè)新的用于檢測HSUPA性能的測試。然而，34.121測試規范中許多的R99和HSDPA測試可以用新的HSUPA測試代替。從下表可以看出哪些測試對HSPA設備而言是必需的。如果進(jìn)行過(guò)等效的HSUPA測試，灰色陰影覆蓋的測試可不再需要。

測試案例5.2B“HS-DPCCH 和E-DCH最大輸出功率測試”用于驗證被測UE是否達到其最大額定輸出功率，以相應地求得更高的HSUPA峰值因子。本測試確保UE能在不影響其它信道或其它系統的前提下達到足夠的小區覆蓋范圍。

測試案例5.2D“HS-DPCCH和E-DCH用戶(hù)設備的相對代碼域功率精度測試”與測試案例5.13.2B“HS-DPCCH和E-DCH相對代碼域差錯測試”用于檢查UE在每個(gè)代碼信道(相對于復合信號)的調制精度，以保證代碼信道已正確被調，并以正確的相對代碼功率電平發(fā)送信號。

測試案例5.9B“E-DCH頻譜發(fā)射屏蔽測試”和5.10B“E-DCH相鄰信道泄漏功率比(ACLR)測試”用于檢查由于HSUPA上行信號的頻譜散射(spectral splatter)增大而導致的信道外干擾。

HSUPA功能測試

由于很多在HSUPA設備上使用的高速應用都需要IP數據傳輸，所以HSUPA功能測試有助于確保HSUPA設備能夠以指定速率傳輸數據，并且確保設備上的應用在各種信道條件下都按照預期執行。利用網(wǎng)絡(luò )仿真儀(例如安捷倫的8960)，測試工程師就能在服務(wù)器和HSUPA設備/客戶(hù)之間建立起一個(gè)端到端IP連接，然后通過(guò)改變服務(wù)準許、AWGN(加性高斯白噪聲)和代碼信道電平，引入信號衰落、越區切換和改變IP連接的特性，以及檢查這些改動(dòng)對(上行和下行)數據率和應用性能的影響。

總結

HSUPA是一項激動(dòng)人心的新技術(shù)，它能使上行數據率遠高于當前系統，而結合HSDPA的使用，諸如VoIP和手機游戲等一系列高速無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)都將得以順利開(kāi)展。但HSUPA對無(wú)線(xiàn)設備的發(fā)射機、處理器、內部總線(xiàn)和存儲器分配等要求較高，因此僅測試設備的R99或HSDPA特性是不夠的，當HSUPA信道活動(dòng)時(shí)還必須測試設備性能。幸運的是，許多現有的3GPP TS 34.121測試都可以用HSUPA等效測試代替，這就減小了HSUPA測試對設備整體測試時(shí)間的影響。