一種W-CDMA用戶(hù)設備接收機測量的新方法

摘    要: 為了測試W-CDMA用戶(hù)設備(UE)中的解調器性能， 33kbps參考測量信道(RMC)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。該信道提供了一種分析接收機RF域性能的方法，而該性能通常因標準糾錯算法的使用而被屏蔽。
引言
 第三代(3G)移動(dòng)蜂窩系統正在全球部署，人們需要在測試階段和制造階段測試UE(相當于2G系統中的移動(dòng)終端)。3GPP標準規定的一項測試是誤碼率(BER)測試，它通過(guò)建立12.2kbps RMC進(jìn)行測量。但這項測試只能評估信道解碼后UE的總誤碼性能，而不能提供有關(guān)解調器本身的單獨信息。由于解調器性能對接收機極為重要，尤其是在設計階段，而解調器卻未經(jīng)當前3GPP標準評估就集成到UE中，因此工程師如何了解用戶(hù)端設備的全部性能變得非常必要，卻又異常困難。按照本文所介紹的新方法，只要對12.2kbps RMC設置期間的呼叫連接做一些小的改變，就能構成不在上行鏈路或下行鏈路上進(jìn)行糾錯的新信道，從而能在接收機測試的環(huán)回連接中，比常規連接更接近所暴露的問(wèn)題。

環(huán)回測試設置
圖1描述了系統仿真器(測試裝置)與UE在環(huán)回測試期間的塊級連接。測試裝置中產(chǎn)生的數據位用“10110001101”碼型表示，它在無(wú)線(xiàn)測試模式連接期間由12.2kbps RMC發(fā)送到UE。UE恢復該數據位，并把同樣的數據再發(fā)送到測試裝置。測試裝置比較發(fā)送數據和接收數據，并由此計算出BER。
BER被定義為所接收的錯誤位數與所有發(fā)送位數之比。此處的位為卷積/加速解碼器輸出處的信息位。當測試裝置測量環(huán)回BER時(shí)，它在下行鏈路的專(zhuān)門(mén)流量信道(DTCH)上向UE發(fā)送一個(gè)在環(huán)回模式中配置的已知數據碼型。UE對該數據進(jìn)行解碼，并在上行鏈路DTCH上再次發(fā)送。測試裝置分析上行鏈路數據，比較它與原先在下行鏈路上發(fā)送位的接近程度，每次只比較下行鏈路和上行鏈路數據的一個(gè)傳輸塊。當測試UE接收機性能時(shí)，假定下行鏈路是無(wú)錯的，任何上行鏈路上產(chǎn)生的錯誤都使接收機測試無(wú)效。

傳統的12.2kbps RMC實(shí)現
圖2示出專(zhuān)用物理數據信道(DPDCH)的結構，它由多路轉換DTCH數據和專(zhuān)用控制信道(DCCH)構成，在每一個(gè)20ms DTCH幀內產(chǎn)生244bit數據，從而使原始數據率為244bit/20ms= 12.2kbps。接著(zhù)增加24個(gè)循環(huán)冗余檢驗(CRC)和尾比特，然后把整個(gè)數據塊加至編碼速率為1/3的卷積編碼器。再在每804bit編碼數據中穿孔掉126bit，留給下一級的就只有688bit。在環(huán)回測試期間，已知測試數據碼型經(jīng)DTCH發(fā)送，構成12.2kbps RMC。
在3GPP標準中定義了兩種環(huán)回結構類(lèi)型，如圖3所示。對于類(lèi)型 1，當包數據采用無(wú)線(xiàn)電方式傳輸時(shí)，環(huán)回位置在包數據收斂協(xié)議(PDCP)層的頂部；若使用RMC，則在無(wú)線(xiàn)電鏈路控制(RLC)層的頂部。
環(huán)回類(lèi)型 2用于實(shí)現塊誤碼率(BLER)測試，測試裝置首先向UE發(fā)送帶有經(jīng)計算CRC的傳輸塊。在恢復可能包含錯誤的傳輸塊和CRC后，UE通過(guò)上行鏈路把同樣的傳輸塊和CRC發(fā)回測試裝置。根據接收到的傳輸塊，測試裝置計算相應的CRC，并與UE發(fā)送的數據相比較。只要兩者的CRC不相等，就說(shuō)明有塊錯產(chǎn)生。為使這種類(lèi)型的BLER測試順利進(jìn)行，測試裝置必須保證UE能設置足夠大的上行鏈路傳輸塊，以包括原傳輸塊數據和CRC。類(lèi)型2環(huán)回的另一個(gè)條件是UE不能在上行鏈路上發(fā)送計算后的CRC，但要在下行鏈路上轉發(fā)所接收的CRC。

新的 33kbps RMC實(shí)現
當向UE以無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送設置消息時(shí)，3GPP 規范最初允許為傳輸塊選擇“無(wú)信道編碼”。當傳輸塊為DTCH選擇“無(wú)信道編碼”時(shí)，所有其它參數，如傳輸時(shí)間間隔、DCCH配置和傳輸塊多路轉換都保持與12.2 kbps RMC相同。在改進(jìn)的協(xié)議中，除增加未編碼傳輸塊的大小外，所有信令和物理層參數都沒(méi)有變化，并去掉了信道編碼和速率匹配功能。在設置消息中，測試裝置讓UE在DTCH的上行鏈路和下行鏈路中使用“無(wú)信道編碼”。此外，為保持信道對稱(chēng)和所有其它傳輸格式的可變常數，還要增加未編碼傳輸塊的大小，這樣，在測試裝置和UE傳輸通路中的第一個(gè)交織級上就出現同樣大小的塊(如圖2所示)。圖4描述了新協(xié)議改進(jìn)后的DTCH。在新協(xié)議中，672 DTCH 數據位在一個(gè)20ms幀內發(fā)送，這樣，原始數據率就從12.2kbps增加到33.6kbps，然后再增加16位 CRC位，所構成的688個(gè)數據塊直接加到第一個(gè)交織器，以供進(jìn)一步的處理。應注意的是，當 DTCH選擇了“無(wú)編碼”選項時(shí)，就不需要上行鏈路或下行鏈路中DTCH bit的穿孔(由速率匹配塊提供)。除此之外，對于上述系統仿真器的33.6kbps RMC實(shí)現，在UE物理層或協(xié)議配置上不需要進(jìn)行任何改變。
這種新方法有效地去除了系統中的糾錯編碼，同時(shí)也把數據率從12.2kbps增加到33.6kbps，從而實(shí)現了更快的BER測試。而且這些誤碼結果還有助于更精確地評估UE的實(shí)際RF和解調性能。此外，當把BER與基于12.2 kbps RMC的測量比較時(shí)，能很好地評估信道的編碼增益。

測量結果
不僅在UE中，在測試裝置中也已實(shí)現了該新的方法。在基于12.2kbps和33.6kbps RMC的典型BER測試裝置中，對于同樣0.1%的BER，當信道編碼工作時(shí)，接收機的靈敏度就從-100dBm提升到-110dBm。同時(shí)，在對三種不同品牌的UE進(jìn)行測試時(shí)發(fā)現，不同品牌的UE有不同的誤碼性能。當去掉信道編碼時(shí)(使用33.6kbps RMC)，誤碼性能隨電池功率而逐漸改進(jìn)。但當信道編碼工作時(shí)(使用12.2 kbps RMC)，在到達臨界點(diǎn)后BER性能就得到急劇改進(jìn)。這是因為在超過(guò)臨界點(diǎn)后，大多數錯誤都能得到信道解碼器的校正。

結語(yǔ)
 在接收機測量中已實(shí)現的33.6kbps參考測量信道使工程師能更全面了解UE的性能，特別是受RF特性影響的性能區域。目前這種方法已成功地在 Agilent 8960無(wú)線(xiàn)通信測試儀中實(shí)現，并測量出了三種不同品牌UE的誤碼結果?！?/p>

參考文獻
1  3GPP TS 34.108, Common test environments for User Equipment (UE) conformance testing