LTE及LTE-A信號產(chǎn)生方案

1 引言

　　按照3GPP的規范，目前LTE至LTE-A主要分為三個(gè)版本，分別是Release 8，Release 9，Release 10。也就是說(shuō)，3GPP從Release 8開(kāi)始引入LTE標準；Release 9相對于Release 8來(lái)說(shuō)，在物理層定義上，增加了“定位參考信號”、“廣播多播單頻網(wǎng)”、“雙流波束賦型”等特性；在Release 10里面，物理層上又增加了“載波聚合”、“共享信道分簇”等特性，LTE Release 10也被稱(chēng)之為LTE-Advanced 或者 LTE-A。

　　對于網(wǎng)絡(luò )設備廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，無(wú)論是在研發(fā)階段還是生產(chǎn)階段，基站和直放站等設備的射頻測試采用的都是矢量信號源和信號分析儀的方法。以L(fǎng)TE基站射頻測試為例，廠(chǎng)商利用矢量信號源產(chǎn)生LTE上行信號，模擬終端發(fā)射上行信號用來(lái)對基站進(jìn)行接收特性測試和性能測試，利用信號分析儀測試LTE基站發(fā)射的下行信號射頻指標。

　　對于芯片和終端廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，在研發(fā)初期，同樣會(huì )用到矢量信號源和信號分析儀。與基站測試類(lèi)似，芯片和終端廠(chǎng)商利用矢量信號源生成LTE下行信號，模擬基站的發(fā)射信號，用來(lái)測試終端的接收靈敏度、吞吐率等特性。信號分析儀則用來(lái)測試終端發(fā)射的上行信號射頻指標。

　　由此可知，矢量信號源和信號分析儀作為通用的射頻測試儀器，廣泛應用于LTE和LTE-A設備的射頻測試。

　　2 LTE及LTE-A信號產(chǎn)生方案

　　上文說(shuō)到需要利用矢量信號源產(chǎn)生LTE/LTE-A的上行或下行信號用來(lái)測試LTE設備的接收性能。下面以3GPP的LTE/LTE-A規范文檔為依據，簡(jiǎn)要介紹如何利用RS的信號源SMU200A來(lái)產(chǎn)生LTE/LTE-A測試信號。

　　首先，以L(fǎng)TE Release 8的網(wǎng)絡(luò )設備射頻測試為例，主要根據規范3GPP 36.141的第七章和第八章進(jìn)行測試。其中，第七章是基站接收測試，需要信號源能夠產(chǎn)生有用LTE信號、白噪聲信號、干擾信號，信號源SMU200A能夠在一臺源內部同時(shí)實(shí)現所需的所有三種信號。第八章屬于基站性能測試部分，主要考察了基站在典型衰落場(chǎng)景下的工作性能和混合自動(dòng)重傳等功能。以3GPP 36.141 8.2.2“上行時(shí)延調整”測試例為例，該測試例的背景是將兩個(gè)模擬終端信號輸入基站，這兩個(gè)終端一個(gè)是固定終端，另一個(gè)是移動(dòng)終端，移動(dòng)終端與基站之間的延時(shí)是不停變化的，基站為了能夠正確的接收移動(dòng)終端發(fā)射的數據包，需要將“混合自動(dòng)重傳（HARQ）”信息發(fā)送給移動(dòng)終端，移動(dòng)終端根據基站的反饋信號做發(fā)射時(shí)間的自動(dòng)調整，同時(shí)兩個(gè)終端的信號上都加載有加性高斯白噪聲信號，此時(shí)觀(guān)測基站吞吐率的變化是否滿(mǎn)足規范要求。3GPP給出的測試框圖如圖1所示。

　　圖1 上行時(shí)延調整測試例連接框圖

　　根據圖1顯示，要完成該項測試，需要：兩臺信號源，一臺模擬固定終端，一臺模擬移動(dòng)終端，而且模擬移動(dòng)終端的信號源需要能夠接收基站發(fā)出的HARQ信息并進(jìn)行正確響應；噪聲信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生噪聲信號；衰落模擬器，用于模擬移動(dòng)終端與基站之間的時(shí)延變化特性。RS的信號源SMU200A具有很高的集成度，在一臺信號源內部可以實(shí)現兩路獨立的信號發(fā)射，并且在信號源內部模擬衰落特性和加性高斯白噪聲信號，即一臺信號源內部實(shí)現上述所有功能。單臺信號源SMU200A測試上行時(shí)延調整的配置界面如圖2所示。

　　圖2 SMU200A測試上行時(shí)延調整配置界面

然后，LTE Release 8的后續演進(jìn)是LTE Release 9，從信號物理層方面來(lái)看，Release 9主要在下行鏈路方向做了改進(jìn)，主要增加了三個(gè)特性：“Positioning reference signal（定位參考信號）”、“Dual layer beamforming（雙流波束賦形）”、“MBMS single frequency network（廣播多播單頻網(wǎng)業(yè)務(wù)）”，RS的信號源SMU200A能夠產(chǎn)生完全符合上述所有新特性的LTE信號。以定位參考信號的產(chǎn)生為例，信號源SMU200A允許用戶(hù)根據3GPP的規范修改多項參數，如發(fā)射周期、帶