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LTETDD测试介绍及R&S解决方案

更新时间  2021-10-10 00:09 阅读
本文摘要:目前,在3G之后,各种通信技术将如何演变是业界十分注目的一个焦点,尤其是对于TD-SCDMA来说,能否构建向下一代通信技术的光滑演变,要求了TD到底具备多长时间的生命力,以及我国的自主创新战略到底能回头多近。2007年11月,3GPPRAN151会议通过了27家公司连署的LTETDD融合帧结构的建议,统一了LTETDD的两种帧结构。融合后的LTETDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的,这就为TD-SCDMA顺利演进到LTE乃至4G标准奠下了基础。

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目前,在3G之后,各种通信技术将如何演变是业界十分注目的一个焦点,尤其是对于TD-SCDMA来说,能否构建向下一代通信技术的光滑演变,要求了TD到底具备多长时间的生命力,以及我国的自主创新战略到底能回头多近。2007年11月,3GPPRAN151会议通过了27家公司连署的LTETDD融合帧结构的建议,统一了LTETDD的两种帧结构。融合后的LTETDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的,这就为TD-SCDMA顺利演进到LTE乃至4G标准奠下了基础。

TDD-LTE技术特点LTE系统反对FDD和TDD两种双工方式。在这两种双工方式下,系统的大部分设计,特别是在是高层协议方面是完全一致的。另一方面,在系统底层设计,特别是在是物理层的设计上,由于FDD和TDD两种双工方式在物理特性上所固有的有所不同,LTE系统为TDD的工作方式展开了一系列专门的设计,这些设计在一定程度上参照和承继了TD-SCDMA的设计思想,下面我们对这些设计展开详细的叙述与辩论。无线帧结构因为TDD使用时间来区分上、上行,资源在时间上是不倒数的,必须维护时间间隔来防止上下行之间的发送阻碍,所以LTE分别为FDD和TDD设计了各自的帧结构,即Type1和Type2,其中Type1用作FDD,而Type2用作TDD。

在FDDType1中,10ms的无线帧分成10个长度为1ms的子帧,每个子帧由两个长度为0.5ms的slot构成。在TDDType2中,10ms的无线帧由两个长度为5ms的半帧构成,每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成,其中有4个普通的子帧和1个类似子帧。普通子帧由两个0.5ms的slot构成,类似子帧由3个类似时隙(UpPTS,GP和DwPTS)构成。

在LTE中TDD与FDD帧结构最明显的区别在于:在TDDType2帧结构中不存在1ms的类似子帧,该子帧由三个类似时隙构成:DwPTS,GP和UpPTS,其含义和功能与TD-SCDMA系统互为类似于,其中DwPTS一直用作上行发送到,UpPTS一直用作下行发送到,而GP作为TDD中下路经下行切换的维护时间间隔。,三个类似时隙的总长度相同为1ms,而其各自的长度可以根据网络的实际必须展开配备。

上下行的时间分配TDD另外一个明显区别于FDD的物理特征是,FDD依赖频率区分上下行,因此其单方向的资源在时间上是倒数的;而TDD依赖时间来区分上下行,所以其单方向的资源在时间上是不倒数的,时间资源在两个方向上展开了分配。右图是LTETDD中反对的7种有所不同的上、上行时间用料,从将大部分资源分配给上行的9:1到下行闲置资源较多的2:3,在实际用于时,网络可以根据业务量的特性灵活性的自由选择配备。

这样,在资源构成上TDD与FDD所固有的有所不同,沦为了LTE中另一部分为TDD所展开的专门设计的原因。这一部分设计主要还包括物理层HARQ的涉及机制,以及使用频分的随机终端信道。容许刚好上不存在多个随机终端信道(频分)是TDD上下行时分的结构构成的又一设计结果。

在LTEFDD的设计中,同一时刻只容许一个随机终端信道的不存在,即仅在时间域上转变随机终端信道的数量。而在TDD中,时间资源早已在上下行展开了分配,同时由于有所不同的上下行用料的不存在,有可能不存在下行子帧数目很少的情况(如DL:UL=9:1),因此在TDD中必须反对频分的随机终端信道,即在刚好方位上使用有所不同频率的区分获取多个随机终端信道,以为系统获取充足的随机终端的容量。在FDD的情况下,上、上行的资源在单方向上都是倒数的,而且子帧数目大于。因此,以下不道德事例,在展开物理层的HARQ时,上行数据与下行的ACK/NAK之间可以创建一对一的对应关系。

与此有所不同的是,在TDD的情况下,单方向的资源不是倒数的,因此有可能无法取得对应的时间上的资源。另外,上下行用料的设置有可能使得上下行的子帧数目不大于,因此无法创建一一对应的关系,所以这些都必须展开针对性的设计。

在LTETDD,为了解决问题以上问题,引进了MultipleACK/NAK的概念,即用于一个ACK/NAK已完成对前续若干个上行数据的对系统,这样就解决问题了上下行时隙不平面带给的对系统问题。在另一个方面,同时还增大了数据的传输时延,数据需要再行等候到下一个下行时隙以展开对系统了。当然,该方案有可能引发的不必要的过多重记也必须引发留意。

实时信道实时信道是另一项反映有所不同双工方式的设计。LTE中用作小区搜寻的实时信道还包括主实时信号和辅实时信号。在两种帧结构中,实时信号具备有所不同的方位:在FDDType1中两个实时信号相连在一起,坐落于子帧0和5的中间方位;而TDDType2中,辅实时信号坐落于子帧0的末尾,主实时信号坐落于类似子帧,即DwPTS的第三个符号。

在两种帧结构中,实时信号在无线帧中的意味著方位不完全相同,更为重要的是,主、辅实时信号的比较方位有所不同:在FDD中两个信号相连在一起,而在TDD中两个信号之间有两个符号的时间间隔。由于实时信号是终端展开小区搜寻时年所检测的信号,这样有所不同的比较方位的设计使得终端在终端网络的最开始阶段就可以检测出有网络的双工方式,即FDD或者TDD。

随机终端前导随机终端前导(RandomAccesspreamble)的设计是LTE对TDD的另一项类似设计。在LTE中,随机终端序列使用如下图右图的5种随机终端序列格式。其中最后一种随机终端序列格式是TDD所特有的,由于其长度显著较短于其它的4种格式,因此又称作短RACH。使用短RACH的原因也是与TDD关于类似时隙的设计涉及的,如同图中所叙述的,短RACH在类似时隙的最后部分(即UpPTS)展开发送到,这样利用这一部分的资源已完成下行随机终端的操作者,防止闲置长时间子帧的资源。

使用短RACH时,必须留意的一个主要问题是其链路支出所需要反对的覆盖面积半径,由于其长度要大大的大于其它格式的RACH序列,因此其链路支出比较较低,适当的限于于覆盖面积半径较小的场景(根据网络环境的有所不同,大约700m~2km)。RSLTETDD测试方案3GPPLTE和之前的系统在空中模块上不存在相当大的有所不同,所以对于测试就明确提出了新的拒绝。基于在3G测试领域的非常丰富经验和领先地位,RohdeSchwarz对于UMTSLTE从早期的研发阶段就开始追踪研究,累积了非常丰富的经验成果,目前不仅可以为LTEFDD,而且也可以为LTETDD无线设备研发获取了原始的测试产品线。

这些产品还包括功率计,频谱分析仪,信号源,无线综测仪,协议测试仪和射频一致性测试系统。设备制造商自始自终都可以依赖RohdeSchwarz公司的产品和专家级的反对。RohdeSchwarz全球的反对网络享有经过专业培训的应用于工程师,从而可以获取全方位的客户反对。

由于3GPPLTE标准的发展还并未最后已完成,RS公司在研发LTE选件时维持了高度的灵活性,软件不会定期改版,保证测试仪表依据的标准和近期发展保持一致,使它们符合3GPPLTE未来研发的拒绝。下面针对在LTE早期的研发中一些最重要的测试项目展开讲解:如何灵活性地对LTE射频和基带信号展开仿真产生和分析,如何对有所不同的MIMO模式展开展开测试,如何在协议栈研发的早期就展开测试,使之合乎一致性的拒绝。

LTE信号产生LTE的测试首先必须仿真LTE射频信号,并且研究其统计资料特性。对于LTE上行,研究人员可以从WiMAX和WLAN等技术中参照获得OFDMA的射频特性。但是对于下行,LTE下行用于的SC-FDMA技术在其他标准中并没用于。

因此下行信号特性必须展开尤其的研究。LTE信号仿真中的一些一般来说设置还包括频率、比特率、LTE信号包括资源块的数目、天线配备、参照信号序列配备、上行实时信道配备、循环后缀长度、用户数据和调制方式的分配和L1/L2掌控信道的配备的等参数。

选件RSSMx-K55用作RS公司的信号源,诸如RSSMU200A,RSSMJ100A和RSSMATE200A就可以按照TS36.211标准规定产生LTEFDD和LTETDD上下行射频信号,用作元器件性能测试以及基站和移动终端的接收机测试。右图表明了LTETDD信号的设置以及图形表明资源分配图。此外RS还获取了高性能的双通道基带信号源AMU200A以及AFQ100A,再加AMU-K55或者AFQ-K255选件后,就可以仿真LTE的基带信号,用作LTE研发早期基带信号的仿真。而通过一款RS获取的EX-IQ-BOX,用户可以产生适应环境自己必须的数字基带信号格式。

这些仪表及其选件可获取信道编码,多达四路升空天线的MIMO实编码以及2x2MIMO的动态衰败仿真等功能。该软件选件必要加装在仪器上,给用户获取了多种配备的可能性,用户不仅可调用预先定义好的测试场景,较慢的展开测试设置;而且还可以按照自己的必须灵活性设置各种参数展开自定义测试:例如参照符号,掌控信道,实时信道及数据信道的参数,此外,也可独立国家配备各个子帧。目前RS的LTE信号仿真方案完全符合3GPPV8.40标准,还包括PRACH、观测参照信号、下行链路的PUCCH编码,上行链路的PHICH和PCFICH编码,同时包括36.141标准规定的E-Test模型信道。

LTE信号分析其次在LTE信号的射频分析方面,由于LTE信号使用了新的终端方式OFDMA,信号比特率最低平均20MHZ,这些对于信号的频域分析和调制域分析都明确提出了更高的拒绝。RSFSQ和RSFSG信号分析仪能分析3GPPLTE基站或者移动电话的发射机模块。信号分析选件RSFSQ-K101和RSFSQ-K105反对LTEFDD和TDD射频调制信号的测量,并以图形或表格表明结果:诸如EVM、频率误差、频谱平缓度、I/Q位移、眼图、星座图及群时延等测量结果。选件RSFSQ-K100和RSFSQ-K104可用作分析3GPPLTE上行信号,跟下行信号选件类似于,该选件能在频域,时域及调制域对标准规定的所有信道比特率的3GPPLTEFDD和TDD信号展开测量。

如须要测量LTE基带信号,不管是均衡还所谓均衡的,都可用于RSFSQ的仿真(RSFSQ-B71)和数字(RSFSQ-B17)基带输出选件来已完成。同时RS也获取了一款EX-IQ-BOX可以适应环境用户自己的数字基带格式,通过和FSQ上的B17模块一起用于,可以分析LTE数字基带信号。此外如果想要对OFDM信号展开分析的话,RS在高端信号分析仪FSQ上研发了FSQ-K96选件,这可以符合LTE早期研发和对给定OFDM信号展开分析的市场需求。

LTEMIMO测试RS公司的射频信号发生器SMU200A,或基带信号发生器AMU200A,都可以用于单台仪表展开MIMO接收机测试。这两款信号发生器都配备两个信号源,安装RSSMU-K74或者AMU-K74选件后,就可以动态仿真22MIMO系统所需的4个衰败信道,从而对22的MIMO接收机展开测试。这两款仪表解决方案都反对ITU为3GPPLTE定义的、包括衰败路径之间的涉及特性的各种衰败模式。

通过把两台或四台RS的信号分析仪FSQ或FSG连接起来,RS可以获取2x2和4x4的MIMO信号分析,此时只需在一台主控FSQ/G上配备K100(或者K104)和K102选件,就可以反对LTEFDD和LTETDD中的三种MIMO模式:升空冗余,空间适配和循环延后冗余。LTE协议测试LTE协议栈的测试用来检验一些信令功能,例如调用创建和获释,调用轻配备,状态处置和移动性等。和2G,3G系统的互操作性测试是对LTE的另外一个市场需求。

此外为了确保终端的协议栈和应用于可以处置低数据亲率的数据,必须测试检验终端吞吐量的拒绝。在LTE构建的早期,研发部门必须包括各个参数配备的多种测试场景来展开LTE协议栈的测试。此外LTE物理层具备很多最重要功能,这还包括小区搜寻、HARQ协议、调度决定、链路自适应、下行时间掌控和功率掌控等。

而且这些过程具有很严苛的定点拒绝。因此也必须对物理层展开几乎测试来确保LTE的性能。基于RohdeSchwarz在UMTSLTE协议栈测试领域的领先地位,RS发售了LTE协议测试仪CMW500,它的功能强大的硬件方案可以获取的频率高达6GHz,比特率为40MHz。

它不仅可以用作一致性测试,性能测试和互操作测试,而且还把它的优点扩展到产品生命周期的先前阶段,从而可以给芯片和无线设备制造商在UMTSLTE协议一致性研发的各个阶段中带给多重益处。而且它还有一个可供选择的用作PC机上的软件方案,可以反对个人开发者在早期就展开协议研发的工作,从而有效地减少UMTSLTE无线设备整个研发过程中的成本。所以用于CMW500可以分段展开软件和硬件的协同研发、测试和优化,从而减缓产品的上市时间。通过在CMW500上配备CMW-KP500MLAPI和CMW-KP501LLAPI,RS获取了协议栈测试所需的底层和高层两种有所不同编程模块,这样开发者在早期就可以对协议栈展开灵活性测试,而且这样的测试是和后期的一致性测试几乎相容的,可以节省后期测试的时间和成本。


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