TD-SCDMA智能天線(xiàn)的自動(dòng)化測試

引言

　　智能天線(xiàn)（或beamforming）可以通過(guò)將’beam’對準特定的用戶(hù)，顯著(zhù)的提高用戶(hù)接收信噪比和降低對其他用戶(hù)的干擾，從而增加系統容量。

　　TD-SCDMA很大程度上是功率受限系統，同時(shí)是一個(gè)自干擾系統，又由于TDD系統的天然上下行信道對稱(chēng)性，所以從TD-SCDMA設計之初就開(kāi)始了對智能天線(xiàn)的實(shí)際部署研究。智能天線(xiàn)在TD-SCDMA中開(kāi)始應用并走向成熟。在后續演進(jìn)中，TD-SCDMA將向TD-LTE演進(jìn)，LTE更大程度上引入了帶寬受限，所以智能天線(xiàn)/MIMO自適應技術(shù)是TDD多天線(xiàn)技術(shù)的方向。

　　任何一項產(chǎn)品特性都需要大量的實(shí)驗室測試。實(shí)驗室測試不僅大大節省了成本，加快了產(chǎn)品推出周期，而且比現場(chǎng)測試更易構造各種測試環(huán)境可重復性的進(jìn)行測試，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　自動(dòng)化測試簡(jiǎn)化測試操作，自動(dòng)完成設備配置、重復執行、結果記錄/分析/報告輸出等步驟，大大提高測試效率，進(jìn)一步加快產(chǎn)品推出周期，擴大了測試的覆蓋范圍。

　　通常，測試設備都提供通用的接口，如GPIB，Ethernet等，供軟件編程調用。我們在實(shí)際應用中，通過(guò)對SR5500M的自動(dòng)化控制完成智能天線(xiàn)的各種測試。進(jìn)一步，我們將對基站和手機（或其他終端設備）完成自動(dòng)化控制，屆時(shí)，智能天線(xiàn)測試將具有更高的性能和更多的特性。

1 智能天線(xiàn)在TD-SCDMA的應用

　　TD-SCDMA作為TDD系統，上下行信道完全對稱(chēng)，所以通過(guò)對上行信號的信道估計即可得到下行信號的權值（權矢量），從而達到波束賦形（Beamforming），無(wú)需冗余信號設計或資源占用。

　　TD-SCDMA基站為8天線(xiàn)單元平板天線(xiàn)，天線(xiàn)單元間距為λ/2，低間距意味著(zhù)天線(xiàn)間信號的高相關(guān)性，通?？梢约俣ㄏ嚓P(guān)性均為1，即所有天線(xiàn)經(jīng)歷相同的信道瞬時(shí)衰落，天線(xiàn)間信道的差別即為依賴(lài)于方向的相位差。通過(guò)在不同天線(xiàn)單元自適應調整相位偏移作為各天線(xiàn)單元的權值以控制（steer）天線(xiàn)波束，從而對準相應的用戶(hù)，提高增益，同時(shí)降低對其他用戶(hù)的干擾。

　　但TD-SCDMA并不局限于高相關(guān)性天線(xiàn)配置，比如為了減少天線(xiàn)面積和重量，近年開(kāi)發(fā)了雙極化天線(xiàn)，相當于兩個(gè)完全不相關(guān)的4天線(xiàn)單元陣。此時(shí)除了天線(xiàn)單元間的相位偏移外，兩個(gè)天線(xiàn)陣之間的瞬時(shí)衰落不一定相同，因此，需要根據天線(xiàn)單元的信道估計（H）來(lái)獲得幅度和相位均不相同的復矢量作為各天線(xiàn)單元的權值。從而完成自適應beamforming。

　　這兩種情況的算法設計并不是矛盾的，低相關(guān)配置包含了高相關(guān)配置的算法，TD-SCDMA的基站實(shí)現均根據每天線(xiàn)信道估計得到總的權矢量，因此不管是天線(xiàn)間相關(guān)性高或者低，均可直接使用。

　　在上行方向，基站作為接收機，主要是利用了多天線(xiàn)分集功能，通過(guò)最大信噪比合并（MRC）算法獲得分集增益。

　　需要指出的是，不同的天線(xiàn)相關(guān)性會(huì )影響智能天線(xiàn)性能。這方面的討論超出了本文的范疇，請參考相關(guān)論文。

2 思博倫SR5500M－智能天線(xiàn)測試

　　思博倫SR5500M在2007年底推出之時(shí)就考慮到TD-SCDMA智能天線(xiàn)的商用測試，即模塊化設計。如圖1所示，4臺SR5500M既可以供不同地點(diǎn)的不同團隊測試，比如測試單天線(xiàn)性能等，也可以組合成系統，供同一地點(diǎn)的多個(gè)團隊測試單天線(xiàn)性能，或供同一團隊測試8天線(xiàn)性能，極大的提高了設備利用率：

圖1思博倫SR5500M