可靠经济的LTE 手机射频信道衰落测试解决方案

    任何实际移动通信网络中，基站与手机或其他用户设备 (UE) 之间传输的信号存在严重质量下降问题。这是因为信号传输有无数条路径，每条路径有不同的衰减值和相位差，接收的信号是这些多径信号的总和。这些多径信号有利和不利的不同组合会产生衰落 (fading)，信号路径质量下降可用 Rayleigh 系数表示。

    随着全球蜂窝通信网络运营商逐步采用 LTE，满足所有 LTE 要求的需求也在增长，包括衰落特性。第三代合作伙伴计划 (3GPP) 在其 TS 36.521-1 标准中规定了衰落的技术规格，用以测量 LTE 手机的衰落特性。

    传统衰落特性测试方法采用外部衰落模拟器和噪声源，通过常规射频测试设备修改信号。这种设备显著增加了整个测试系统的成本，并且需要额外的软件控制和协调各个仪器。本文介绍一种创新的全数字衰落模拟方法，可极大地减少增加贵重设备产生的成本，同时提高测量精度并缩短测试时间。

模拟信号衰落

    实际系统环境下，发射机与接收机之间存在无数条路径。显然，不可能模拟所有路径，但通过测试可以确定损耗明显大于“最佳”路径，对接收信号质量造成负面影响，从而可以忽略的路径。同样，延迟较长的路径，损耗也会产生很高，不需要进行模拟。根据具有相似延迟的一组路径，以及多普勒频移效果的统计可进一步简化模拟。而 Aeroflex 等效于基带信号的射频 (RF) 转换，也许是最简单的一种方法。

    射频信道仿真一般采用两种仪器进行测试，即衰落模拟器和加性高斯白噪声 (AWGN) 源。衰落模拟器模仿基站与用户设备之间随时间变化的射频路径，AWGN 信号源模仿其他小区或用户产生干扰。

   除附加设备产生的成本外，这种传统方法还存在以下局限：

   信号电平不稳，需要非常仔细的校准。

   外部组件产生介入损耗和延迟。

   不同测试需要手动改变连接。

    独立的衰落 RF 信道数量有限 – 难以满足软切换 (UMTS)、天线分集和 MIMO (多路输入/多路输出) 环境的测试要求。

    模拟组件降低信号质量。

    难以或不可能进行精确的重复测试。

 基带衰落模拟

    相比之下，内置衰落模拟器选件的 Aeroflex 7100 射频测试仪采用的测试方法如图 2(b) 所示。7100 测试平台 (如图3所示) 衰落模拟功能满足或优于所有 3GPP 要求，并且可以根据 LTE 用户设备空前灵活地分配小区和衰落路径，不需要手动重新配置。内置衰落模拟器的7100测试仪可以进行完整的重复测试，包括模拟动态环境，可靠精确地测试 MIMO 系统。

    7100 平台中的每个基带模块是一种 Micro-TCA 卡，含有多种通用处理器(GPP)、数字信号处理器  (DSP)、现场可编程门阵列 (FPGA) 和双向高速数字链路。

     基带模块生成一个或大量小区输出的基带样本，可以是 SISO (单路输入，单路输出)，也可以是 MIMO。AWGN 在信号到达 RF 模块之前加入信号中，模拟其他干扰小区。这是一种全数字解决方案：增加衰落和噪声不必采用任何新的模拟器件。这样可以消除校准问题，传输到模拟器件的信号可以完全重用。

     每个基带模块中的多径模拟器支持多达9个衰落路径，每个路径可在传输的信号中加入随时间变化的独立增益和延迟。

     Aeroflex 7100 射频测试平台提供可扩展的基带和射频源。由于加入基带模块，而不是射频通道，衰落也是一种可扩展的信号源。通过添加7100单元，只需对物理连接稍做调整，即可增加小区、天线或衰落路径。
    射频工程师、系统集成人员和回归测试工程师，需要随时做好测试 LTE 新功能准备。为满足 LTE 未来需求，Aeroflex 7100 衰落模拟器支持 20 MHz 以下所有 LTE 带宽，频率范围达 6 GHz。衰落模拟器支持所有 3GPP衰落规格，便于用户确定自己的设备是否符合 3GPP 测试技术要求。

结束语

    Aeroflex 7100 测试平台的衰落模拟器和 AWGN 选件，专门用来克服传统用户设备测试方法在射频通道中采用外部组件的局限性。此外，7100 测试仪还为满足 3GPP LTE 的各种要求提供完整的测试解决方案，包括 MIMO、天线分集和软切换，相对于采购外部组件，可以极低的成本提供精确的、可重复的测试结果。

    7100数字射频测试仪采用 Aeroflex 经过验证的 RF 和基带技术，具有支持 LTE 终端设备 RF 参数和协议测试的独特功能。7100测试仪可从物理层到核心网络 IP 基础设施进行全面网络模拟，以小型台面测试仪为 LTE 移动设备提供完整的测试系统。