基于HARQ的TD－LTE基站性能測試方案
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LTE（Long Term Evolution長(cháng)期演進(jìn)）技術(shù)是第三代移動(dòng)通信演進(jìn)的主要方向。作為一種先進(jìn)的技術(shù)，LTE系統在提高峰值數據速率、小區邊緣速率、頻譜利用率、控制面和用戶(hù)面時(shí)延以及降低運營(yíng)和建網(wǎng)成本等方面擁有巨大的優(yōu)勢。同時(shí)，LTE系統與現有系統（2G/2.5G/3G）能夠共存，并且實(shí)現平滑演進(jìn)。
LTE系統按照雙工方式分為頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）兩種。其中LTE-TDD制式相對于FDD制式具有頻譜利用靈活、支持非對稱(chēng)業(yè)務(wù)等諸多優(yōu)勢，是中國通信業(yè)界力推的國際標準。
系統吞吐率是衡量TD-LTE基站綜合性能的重要指標。吞吐率的測試需要基站（eNB）與測試儀器（模擬UE）之間實(shí)現實(shí)時(shí)反饋并動(dòng)態(tài)調整。測試儀器不僅需要能夠生成符合3GPP標準的TD-LTE 上行信號，同時(shí)還需要模擬相應的信道衰落模型，并且根據基站下發(fā)的ACK/NACK指令實(shí)時(shí)地調整發(fā)射信號的編碼冗余因子，以模擬真實(shí)的通信環(huán)境。本方案采用安捷倫基帶信號發(fā)生器與信道仿真儀N5106A PXB或安捷倫最新信號發(fā)生器N5182B/N5172B作為測試平臺，通過(guò)Real-time版本的Signal Studio N7625 for LTE TDD生成TD-LTE測試信號并經(jīng)過(guò)信道衰落后送給基站進(jìn)行解碼從而可以統計出基站的吞吐率。
1 HARQ測試原理
上行HARQ方式
LTE系統將在上行鏈路采用同步非自適應HARQ技術(shù)。雖然異步自適應HARQ技術(shù)與同步非自適應技術(shù)比較，在調度方面的靈活性更高，但是后者所需的信令開(kāi)銷(xiāo)更少。由于上行鏈路的復雜性，來(lái)自其他小區用戶(hù)的干擾是不確定的，因此基站無(wú)法精確估測出各個(gè)用戶(hù)實(shí)際的信干比(SINR)值。由于SINR值的不準確性導致上行鏈路對于調制編碼模式(MCS)的選擇不夠精確，所以更多地依賴(lài)HARQ技術(shù)來(lái)保證系統的性能。因此，上行鏈路的平均傳輸次數會(huì )高于下行鏈路。所以，考慮到控制信令的開(kāi)銷(xiāo)問(wèn)題，在上行鏈路使用同步非自適應HARQ技術(shù)。
上行HARQ時(shí)序
LTE TDD制式的上下行信號在時(shí)域上交錯分布，因此其HARQ時(shí)序映射關(guān)系較FDD更為復雜。根據3GPP TS 36.213規定，TDD制式不同UL/DL Configuration下，下行子幀只在規定位置發(fā)送ACK/NACK指令，每個(gè)位置發(fā)送的ACK/NACK指令對應特定的上行子幀信號，如表1所示。
表1 TD-LTE HARQ上下行子幀映射關(guān)系
子幀 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
配置0 | 7 | 4 | 7 | 4 | ||||||
配置1 | 4 | 6 | 4 | 6 | ||||||
配置2 | 6 | 6 | ||||||||
配置3 | 6 | 6 | 6 | |||||||
配置4 | 6 | 6 | ||||||||
配置5 | 6 | |||||||||
配置6 | 6 | 4 | 7 | 4 | 6 |
3GPP TS 36.141規定性能測試只需在配置1下進(jìn)行，因此可以根據表1的描述得到配置1時(shí)的時(shí)序圖：
圖1 配置1時(shí)HARQ時(shí)序圖
在配置1時(shí)，上行只在子幀2、3、7和8四個(gè)位置發(fā)送上行信號；下行由基站在子幀1、4、6和9發(fā)送ACK/NACK指令，指令的指示對象及重傳位置關(guān)系如圖1所示。
2 測試平臺
2.1硬件平臺
性能測試目的在于模擬實(shí)際環(huán)境下的系統吞吐率，因此需要基站與測試儀器進(jìn)行聯(lián)調。硬件測試平臺包括：支持2天線(xiàn)接收的TD-LTE eNB基站、安捷倫基帶信號發(fā)生器與信道仿真儀PXB、安捷倫矢量信號發(fā)生器MXG（主要用于上變頻）以及一臺四通道示波器（用于系統調試）。測試系統結構如下：
圖2 N5106 PXB測試系統
PXB實(shí)時(shí)產(chǎn)生TD-LTE上行信號并經(jīng)過(guò)特定信道模型下的衰落后，輸出的基帶I/Q信號經(jīng)過(guò)MXG上變頻分別送入基站的兩根接收天線(xiàn)?；径藢邮盏降纳漕l信號進(jìn)行解調解碼，并以RS232C的串行通信方式將反饋結果（ACK/NACK指令）傳回至PXB，PXB根據ACK/NACK指令實(shí)時(shí)調整RV因子重新發(fā)送數據包或選擇放棄當前數據包（當eNB發(fā)送ACK信號或是已達到最大重傳次數）。最后基站端統計得到系統的吞吐率。
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