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迎接八天線(xiàn)LTE測試的挑戰
作者：
時(shí)間：2017-02-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖3：8×2 MIMO波束賦形測試的信道仿真。
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，對測試系統的要求只會(huì )變得越來(lái)越具有挑戰性和越來(lái)越苛刻。一個(gè)實(shí)例就是雙流波束賦形應用，其中包含兩個(gè)從不同物理位置與同一eNodeB BTS通話(huà)的用戶(hù)設備。所需的測試拓撲結構中包含一個(gè)8×4雙向MIMO信道(也就是具有32個(gè)數字信道的16個(gè)RF信道)。另外一個(gè)實(shí)例就是IRC。對IRC進(jìn)行測試，需要eNodeB BTS(本測試案例中的被測設備(DUT))從一個(gè)“期望”的用戶(hù)設備和多個(gè)引起干擾的用戶(hù)設備接收信號，并且測試還要考慮到衰落的效應。
隨著(zhù)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和現有技術(shù)在高天線(xiàn)數MIMO系統中的部署，未來(lái)還會(huì )出現一些挑戰性的測試場(chǎng)景。例如，多用戶(hù)MIMO(MU-MIMO)并非什么新的測試，但在LTE的MIMO用戶(hù)設備條件下進(jìn)行此類(lèi)測試則會(huì )帶來(lái)一些重大的挑戰，因為有多種復雜的技術(shù)都以“分層”的方式層疊在一起。在MU-MIMO中，系統會(huì )使用信號處理來(lái)發(fā)揮多用戶(hù)設備之間的空間差異特性。另外一個(gè)實(shí)例是LTE-A中的多點(diǎn)協(xié)作(CoMP)傳輸。當用戶(hù)設備連接至多個(gè)eNodeB BTS時(shí)(通常在重疊的蜂窩邊緣處)，該技術(shù)會(huì )對網(wǎng)絡(luò )冗余加以利用。
圖4顯示了測試雙流波束賦形、MU-MIMO和具有集成雙向MIMO信道的CoMP時(shí)的一個(gè)典型緊湊設置。集成式解決方案的信道密度所發(fā)揮的作用遠不止于在有限的實(shí)驗室空間中應對大量RF信道的挑戰。在相信校準和穩定性方面，它也是一種更穩定的平臺。
圖4：這種緊湊的測試設置可應對雙流波束賦形、MU-MIMO和CoMP測試場(chǎng)景。
幾何信道模型
當需要對LTE和LTE-A系統的先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行測試時(shí)，基于相關(guān)矩陣的傳統MIMO信道建模便無(wú)法勝任了。這種傳統的建模方法無(wú)法捕獲MIMO信道的空間特性或前文所討論過(guò)的先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)的效果。
多數基于相關(guān)矩陣的MIMO信道建模都建立在這樣一個(gè)假設之上：信號離開(kāi)發(fā)射天線(xiàn)時(shí)是全向的，并且它也以同樣的方式到達接收天線(xiàn)。但在MIMO波束賦形中，實(shí)際情況并非如此。
為解決這一問(wèn)題，研究團體提出了一種全新的信道建模方法，即所謂的幾何信道建模(GCM)。在GCM中，從發(fā)射天線(xiàn)到接收天線(xiàn)的每條信號路徑都在幾何上受到追蹤，并被合并起來(lái)形成信道。這種方法在本質(zhì)上為天線(xiàn)模式和極化提供了支持。由于這些特性，GCM已被選定對下一代無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行評估。
實(shí)時(shí)衰落
實(shí)現反復試驗的研發(fā)故障診斷。在動(dòng)態(tài)或移動(dòng)場(chǎng)景中，信道參數會(huì )隨時(shí)間而改變。實(shí)時(shí)衰落使研發(fā)人員可對信道參數編制腳本，從而對信道動(dòng)態(tài)加以模仿。利用實(shí)時(shí)衰落引擎，為波束賦形測試創(chuàng )建不同類(lèi)型用戶(hù)設備移動(dòng)的工作將會(huì )非常地簡(jiǎn)潔和直觀(guān)。
研發(fā)測試需要能夠靈活地控制信道，從而進(jìn)行故障診斷。加上幾何信道建模，實(shí)時(shí)衰落使得工程師能夠對一項或多項信道參數進(jìn)行調節，并且立即獲得響應。這種“反復試驗的故障診斷”方法在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上是通用的，而且已被廣泛用于各類(lèi)系統性能測試中。
由于整個(gè)行業(yè)都在為實(shí)現更新的無(wú)線(xiàn)應用而追求更高的數據速率，所用的天線(xiàn)數量和先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)的復雜性都必然會(huì )與日俱增。這種趨勢將對用先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)對LTE和LTE-A進(jìn)行測試構成巨大的挑戰。因此，有關(guān)測試場(chǎng)景的新的思維方法和方式都將不可或缺。
八天線(xiàn)系統可以將2×2 MIMO系統所用的射頻信道數量提高四倍，而研究人員已經(jīng)開(kāi)始探討需要2×2系統8倍天線(xiàn)組件數量的技術(shù)。如果在實(shí)驗室中復現互易式高天線(xiàn)數測試場(chǎng)景，將會(huì )面臨空間和其它資源方面的諸多嚴重制約。與傳統的信道建模相比，新興的先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)又會(huì )帶來(lái)另一挑戰。當測試人員需要完整理解系統性能時(shí)，在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中對系統進(jìn)行測試必不可少。
能夠應對這些挑戰的有效測試方法，必須使用可支持各種先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)的幾何信道建模。它還必須能夠以實(shí)時(shí)方式運行動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。最后，這種測試方法還必須能夠可靠、高效地創(chuàng )建八天線(xiàn)系統中雙向MIMO信道的所有細節，并且能夠在緊湊的尺寸中實(shí)現這些功能。
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