克服無(wú)線(xiàn)電基站發(fā)射機測試的挑戰

當基站支持多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)時(shí)，3GPP第9版標準包含一系列有關(guān)MSR的文檔(3GPP TS37第9版)，并對基站一致性測試提出了要求。這些文檔覆蓋了采用3GPP頻分復用(FDD)制式(例如LTE FDD、W-CDMA/HSPA和GSM/EDGE)和3GPP時(shí)分復用(TDD)制式(例如LTE TDD和TD-SCDMA)的MSR多載波組合。接收機一致性測試類(lèi)似于每個(gè)單制式的測試，而發(fā)射機一致性測試必須在MSR多載波分配情景下執行。

當測試MSR多載波配置時(shí)，TS37文檔定義的射頻要求指定了通道功率測量、誤差矢量幅度的調制質(zhì)量(EVM)、頻率誤差(計算過(guò)程與EVM相同)、雜散發(fā)射、工作頻段殘余輻射或頻譜輻射模板(SEM)。在測試每個(gè)制式的每個(gè)載波時(shí)，要求對ACLR、占用帶寬(OBW)及各發(fā)射機路徑之間時(shí)間同步進(jìn)行測量。盡管在MSR多載波配置時(shí)對上述三種測量沒(méi)有強制要求，但一些基站制造商仍然希望進(jìn)行測試。這種測試需要貼近實(shí)際應用情景，覆蓋被測基站所支持的全部制式，并可為用戶(hù)提供出色的測試效率。

執行頻譜測量

圖1顯示了根據3GPP TS37.141定義的MSR一致性測試來(lái)進(jìn)行測量的載波通道功率的掃描頻譜視圖。在本例中，針對MSR的測量應用軟件可掃描基于頻譜儀的MSR通道功率測量，測量非常簡(jiǎn)單?；蛘?，也可手動(dòng)配置頻譜儀的分辨率帶寬(例如100kHz)進(jìn)行掃描，帶寬需要足夠窄才可以區分GSM載波，同時(shí)可為每個(gè)感興趣的載波添加一系列頻帶功率游標。

圖1：使用在X系列信號分析儀上運行的Agilent N9083A MSR測量應用軟件來(lái)執行多載波通道功率測量。MSR被測信號是3GPP測試配置4c(TC4c)的一個(gè)示例，假設基站發(fā)射機的射頻帶寬為25MHz。它包括總計6個(gè)GMSK/8PSK的載波(在射頻帶寬的最低和最高頻偏上各有3個(gè)載波)、2個(gè)W-CDMA載波和1個(gè)LTE FDD 10MHz載波。數字調制質(zhì)量的測量

對于發(fā)射機一致性測試，使用被測器件的任意重復碼型波形(例如各種測試模式)來(lái)進(jìn)行測量。3GPP TS37.141 MSR基站一致性測試標準定義了幾個(gè)用于測試配置的MSR多載波分配碼型。因此，即便是不使用寬帶前端硬件來(lái)同時(shí)捕獲所有可用的MSR多載波，發(fā)射機一致性測試也可借助傳統的信號采集方法來(lái)完成。

本質(zhì)上講，測試工程師捕獲每個(gè)單載波并逐個(gè)進(jìn)行調制質(zhì)量測量，隨后使用恰當的窄采集輸入帶寬前端來(lái)捕獲每個(gè)單載波。第二步，工程師將頻率轉換為第二個(gè)載波，捕獲并測量EVM，以此類(lèi)推。這種方法不需要通過(guò)昂貴的寬帶前端硬件一次性覆蓋所有的載波，也不需要在捕獲寬帶信號之后使用大型波形采樣計算EVM，因而被工程師視為簡(jiǎn)單易用、經(jīng)濟高效的方法。目前最寬的蜂窩載波帶寬是LTE的20MHz帶寬。但LTE-Advanced又會(huì )如何呢?根據LTE第10版規定，LTE-Advanced將支持高達100MHz的系統帶寬。由于LTE-Advanced支持載波聚合，每個(gè)元器件載波都具有高達20MHz的帶寬。用戶(hù)需要花費額外的時(shí)間和精力逐個(gè)轉換每個(gè)載波測量，但所花費的時(shí)間和精力將完全取決于測試儀/分析儀設備或外部控制程序中的連續捕獲和解調計算過(guò)程/算法。如果選擇“快速本振和載波間模式轉換”，那么它在測試速率方面的劣勢會(huì )很不明顯。

使用寬帶寬分析儀硬件對全部感興趣的有效載波進(jìn)行同時(shí)捕獲的成本要高于窄帶寬硬件，但它對MSR無(wú)線(xiàn)器件中的瞬時(shí)事件進(jìn)行驗證和故障診斷(例如功能設計驗證和實(shí)際系統操作測試)非常有效(圖2)。從已采集的寬帶波形中取出每個(gè)載波，分別對其進(jìn)行EVM測量。捕獲采樣結果包括所有的同時(shí)存在的有效載波。

圖2：該圖比較了使用窄帶寬硬件對每個(gè)載波進(jìn)行連續采集(左側)和使用寬帶寬硬件對全部載波進(jìn)行同時(shí)采集(右側)，以用于調制分析。

無(wú)論采用寬帶寬還是窄帶寬硬件分析儀方法，都要求使用恰當的接收機濾波器對每個(gè)感興趣的載波進(jìn)行過(guò)濾。濾波器能夠抑制相鄰載波功率干擾，從而使分析儀在多載波條件下對每個(gè)載波都能達到很好的同步和調制穩定性。以W-CDMA(或TD-SCDMA)載波為例，標準規范明確定義了接收機濾波器形狀，濾波器為3.84MHz(TD-SCDMA為1.28MHz)、滾降因子為0.22的根升余弦濾波器。對于GMSK和LTE等制式，不存在如此明確的規范。相反，可能需要為滾降因子變化幅度較大的分析儀添加一個(gè)相鄰載波抑制濾波器(即便會(huì )影響調制質(zhì)量)。

總結

在對MSR多載波基站發(fā)射機器件進(jìn)行頻譜和功率測量時(shí)，頻譜掃描的方法仍然適用。它同樣可用于每個(gè)載波發(fā)射機器件的測量。在分析MSR多載波配置下每個(gè)載波的調制質(zhì)量時(shí)，可采用兩種方法。第一種方法，使用窄帶寬硬件前端連續采集每個(gè)載波。該方法假設MSR被測信號是一個(gè)任意重復測試模式信號，具有簡(jiǎn)單和低成本的優(yōu)點(diǎn)。第二種方法，使用寬帶寬硬件前端同時(shí)采集所有的載波。該方法能夠真正同時(shí)捕獲所有的載波，以便對瞬時(shí)事件進(jìn)行故障診斷，缺點(diǎn)在于成本高昂。每種方法的總測試效率取決于測試序列算法的設計或編程方式。