《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > HSPA+終端測(cè)試概述和方案介紹
HSPA+終端測(cè)試概述和方案介紹
摘要: 當(dāng)前,為了提高下行和上行分組數(shù)據(jù)的速率和容量,已經(jīng)在全球范圍內(nèi)大規(guī)模地部署UMTS高速下行分組接入(HSDPA)和高速上行分組接入(HSUPA)網(wǎng)絡(luò)。
Abstract:
Key words :

  1  引言

  當(dāng)前,為了提高下行和上行分組數(shù)據(jù)的速率和容量,已經(jīng)在全球范圍內(nèi)大規(guī)模地部署UMTS高速下行分組接入(HSDPA)和高速上行分組接入(HSUPA)網(wǎng)絡(luò)。在3GPP" title="3GPP">3GPP中,HSDPA作為R5引入,而HSUPA則作為3GPP R6一個(gè)非常重要的特性。HSDPA和HSUPA的結(jié)合就是HSPA(高速分組接入)。但是,即使引進(jìn)HSPA,UMTS的演進(jìn)也并沒(méi)有到達(dá)其終點(diǎn)。在 R7和R8中,HSPA+會(huì)帶來(lái)極大的性能增強(qiáng),目的使基于HSPA的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、峰值速率和時(shí)延方面的性能得到顯著提高,從而充分利用 WCDMA網(wǎng)絡(luò)的資源潛力。

  2  HSPA+主要技術(shù)特性和需求

  HSPA+在3GPP R7版本開(kāi)始定義,主要的特性分布在R7和R8兩個(gè)版本中(見(jiàn)圖1)。

HSPA  

  UMTS的基站可以實(shí)現(xiàn)從HSDPA/HSUPA到HSPA+平滑的升級(jí),目前國(guó)外有些WCDMA運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始部署HSPA+的網(wǎng)絡(luò),以提升用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。綜合考慮HSPA+技術(shù)特性演變的相關(guān)聯(lián)性,實(shí)現(xiàn)的成本效益比和LTE技術(shù)的發(fā)展情況,HSPA+網(wǎng)絡(luò)對(duì)已經(jīng)定義的技術(shù)特性的支持有優(yōu)先度的區(qū)分。當(dāng)前計(jì)劃部署或者已經(jīng)部署的HSPA+網(wǎng)絡(luò)多支持高階的64QAM,增強(qiáng)的Cell FACH,層2增強(qiáng)和CPC等。羅德與施瓦茨的信號(hào)源SMx和頻譜分析儀FSx系列已經(jīng)可以提供基站上述特性的驗(yàn)證,并能提供MIMO衰落的仿真和多天線的分析。

  相似的是,隨著LTE試商用的逐步臨近,各芯片廠商在HSPA+終端特性的支持上更多地采用遵從網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)體驗(yàn)、平滑過(guò)渡的策略。HSPA+芯片的早期會(huì)支持下行64QAM,層2增強(qiáng),增強(qiáng)的Cell FACH,CPC,上行16QAM,MIMO等主要特性。這些特性涵蓋了HSPA+的協(xié)議棧和物理層的技術(shù),因此涉及到了協(xié)議棧測(cè)試和RF測(cè)試。如何在芯片研發(fā)和生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)上述的特性進(jìn)行一致性的驗(yàn)證,保證研發(fā)和生產(chǎn)的質(zhì)量,成為了非常重要的任務(wù)。

  2.1  下行64QAM

  HSPA+下行64QAM調(diào)制方式能力引入了新的UE類(lèi)別13和14,在HSDPA 15個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使下行的速率最大增加到21.1Mbit/s?;緸榱藴?zhǔn)確行使64QAM的調(diào)度引入了新的CQI映射表,通過(guò)下行的HS-SCCH信道來(lái)通知手機(jī),并且測(cè)試規(guī)范引入了新的固定參考測(cè)量信道H-SET 8。對(duì)于支持64QAM的HSPA+終端而言,需要評(píng)估其HS-PDSCH最大的接收電平和H-SET 8下的單鏈路性能。此外,驗(yàn)證HSPA+數(shù)據(jù)終端的真實(shí)流量對(duì)于HSPA+產(chǎn)品的實(shí)際用戶(hù)體驗(yàn)具有較大的參考意義。

  2.2  上行16QAM

  上行16QAM調(diào)制方式能力則引入了新的UE類(lèi)別7,在HSUPA原來(lái)4個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使上行的速率翻倍,達(dá)到了11.5Mbit/s。規(guī)范針對(duì) 16QAM引入了新的AG值映射表,以包含更高的傳輸塊大小和授權(quán)值。16QAM調(diào)制方式的引入同樣對(duì)協(xié)議和射頻都提出了新的需求,如在射頻上要求對(duì) RCDE進(jìn)行測(cè)量,對(duì)EVM也提出了新的要求。

  2.3  層2增強(qiáng)

  為了支持高階調(diào)制和MIMO的高速率,HSPA+在層2,主要是對(duì)MAC和RLC做了許多增強(qiáng)。MAC層引入了增強(qiáng)的MAC-ehs實(shí)體。MAC-ehs 支持靈活的RLC PDU大小和MAC匯聚分割功能,允許在一個(gè)2ms TTI內(nèi),復(fù)用來(lái)自多個(gè)優(yōu)先排隊(duì)的數(shù)據(jù),并決定發(fā)射單個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)流(MIMO)。同時(shí),RLC也做了增強(qiáng),以支持AM模式下靈活的下行PDU大小。對(duì)于HSPA+,如何來(lái)驗(yàn)證層2增強(qiáng)的特性顯得非常重要。

  2.4  增強(qiáng)的Cell FACH

  增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)可以保證用戶(hù)更好的傳輸體驗(yàn)。由于非常少的控制信道開(kāi)銷(xiāo),CELL_FACH狀態(tài)非常適合用于“永遠(yuǎn)在線”類(lèi)型的服務(wù)。以前的HSDPA中多在CELL_DCH下操作,而增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)允許在CELL_FACH,甚至是CELL_PCH和URA_PCH下使用HS-DSCH,從而增強(qiáng)了可能的速率。尤其對(duì)于少量的數(shù)據(jù)而言,短時(shí)間就可以完成而不需要轉(zhuǎn)化到CELL_DCH狀態(tài)。同時(shí),由于HS-DSCH 2ms的TTI,減少了下行控制消息的信令時(shí)延。此外,CELL_FACH,URA_PCH和CELL_PCH向CELL_DCH轉(zhuǎn)換的時(shí)間也大大減少,提高了使用者對(duì)間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐M(mǎn)意度。因此,協(xié)議對(duì)于加強(qiáng)的Cell FACH功能的驗(yàn)證也是必須的。

   2.5  連續(xù)分組連接(CPC)

  HSPA+的連續(xù)分組連接(CPC)技術(shù)主要包括DTX/DRX技術(shù)和HS-SCCH Less Operation技術(shù)等,DTX/DRX實(shí)現(xiàn)上行不連續(xù)發(fā)送和下行不連續(xù)接收,從而減少上行干擾、提升上行容量和節(jié)省UE耗電等目的;而HS-SCCH Less Operation通過(guò)在某些情形下,如低速傳輸時(shí),節(jié)省HS-SCCH的發(fā)送,通過(guò)手機(jī)本身對(duì)有限格式組合的盲解調(diào)來(lái)達(dá)到節(jié)省下行信道碼資源,提高下行用戶(hù)數(shù)的目的。CPC技術(shù)幫助許多用戶(hù)“永遠(yuǎn)在線”,但又能感受到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的類(lèi)似體驗(yàn)。HSPA+的CPC技術(shù)對(duì)協(xié)議和射頻測(cè)試都提出了新的需求。

 

  2.6  MIMO

  多輸入/多輸出(MIMO)是HSPA+后期演進(jìn)的一個(gè)非常重要的技術(shù)。R8定義的64QAM調(diào)制方式和MIMO結(jié)合的應(yīng)用方式,以進(jìn)一步提升下行的數(shù)據(jù)流量。HSPA+MIMO的形態(tài)主要采用2×2的形態(tài),在理想的狀態(tài)下可以達(dá)到HSDPA 2倍的數(shù)據(jù)傳輸量,即最高傳輸速率為28Mbit/s。在HSPA+ MIMO應(yīng)用中,引入了新的HS-SCCH類(lèi)型M在下行傳送預(yù)編碼的信息。對(duì)于手機(jī)而言,需要向基站傳送預(yù)編碼控制信息(PCI)和信道質(zhì)量指示(CQI)。在信道環(huán)境不適合MIMO操作的情形下,可以退回到傳統(tǒng)的閉環(huán)發(fā)射分集。目前,R8規(guī)范已經(jīng)定義了HSPA+MIMO的協(xié)議和射頻測(cè)試用例。但整個(gè)產(chǎn)業(yè)受制于MIMO終端的缺失,HSPA+MIMO協(xié)議和射頻產(chǎn)業(yè)化的認(rèn)證過(guò)程要延后。

  2.7  其他特性

  在當(dāng)前規(guī)范下,所有跟MIMO類(lèi)似的R8特性對(duì)HSPA+數(shù)據(jù)終端而言都是可選的。對(duì)于終端廠商而言,如何抓住HSPA+發(fā)展的機(jī)遇,適時(shí)地推出保質(zhì)保量的HSPA+終端非常重要。

  3  羅德與施瓦茨HSPA+測(cè)試解決方案

  3.1  面向未來(lái)的平臺(tái)和單機(jī)測(cè)試方案

  羅德與施瓦茨公司在傳統(tǒng)信號(hào)源SMx系列和頻譜分析儀FSx系列的基礎(chǔ)上,還可以為客戶(hù)提供從研發(fā)的協(xié)議棧驗(yàn)證、射頻驗(yàn)證到生產(chǎn)測(cè)試的基于CMW500單機(jī)的測(cè)試解決方案,為HSPA+芯片的整個(gè)研發(fā)量產(chǎn)過(guò)程提供了極高的一致性。

  CMW500是羅德與施瓦茨適時(shí)推出的面向未來(lái)的測(cè)試平臺(tái),具有非常好的精確度和模塊設(shè)計(jì),可以充分滿(mǎn)足手機(jī)廠商和測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)于HSPA+和LTE各種特性測(cè)試的需求。這種測(cè)試可以是完整的,而不是單一的某種調(diào)制方式的升級(jí),從而盡可能地滿(mǎn)足整個(gè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段和未來(lái)對(duì)于HSPA+數(shù)據(jù)終端的要求。另外,目前 HSPA+終端的產(chǎn)業(yè)狀況客觀上要求一種交叉的驗(yàn)證工具,提供射頻、協(xié)議、性能(流量)等綜合的測(cè)試。因?yàn)閷?duì)于HSPA+芯片而言,相關(guān)度越高的聯(lián)合測(cè)試越能提供早期檢驗(yàn)問(wèn)題的手段。

  3.2  HSPA+協(xié)議測(cè)試

  在協(xié)議測(cè)試這一塊,目前CMW500已經(jīng)可以支持層2增強(qiáng),下行64QAM調(diào)制和增強(qiáng)的F-DPCH及CPC等。在MIMO的支持上,雖然受制于終端的缺失,但CMW500仍可率先支持(見(jiàn)圖2),從而為HSPA+芯片的早期研發(fā)保駕護(hù)航。

HSPA  

  目前,全球認(rèn)證論壇(GCF)在WI-67,WI-68,WI-069和WI-070分別定義了MIMO,層2增強(qiáng),64QAM,CPC中的測(cè)試用例。其中,WI-68,WI-069和WI-070已經(jīng)全部?jī)鼋Y(jié),而WI-067 MIMO部分的用例處于進(jìn)行當(dāng)中。目前,已經(jīng)可供認(rèn)證的有WI-068。CMW500是當(dāng)前惟一的一款被GCF認(rèn)可的平臺(tái)。

  此外,對(duì)于HSPA+協(xié)議棧的研發(fā)測(cè)試,CMW500可以提供基于C++的MLAPI測(cè)試環(huán)境,允許客戶(hù)自由方便地創(chuàng)造任意的測(cè)試場(chǎng)景,甚至模擬HSPA+真實(shí)網(wǎng)絡(luò)下的性能狀態(tài)。HSPA+高速的流量測(cè)試甚至各種切換狀態(tài)可以基于上述測(cè)試環(huán)境快速實(shí)現(xiàn)。

  3.3  HSPA+射頻測(cè)試

  通過(guò)添加合適的軟件,CMW500還可以完成HSPA+射頻的驗(yàn)證(見(jiàn)圖3)。正如上文提到的,3GPP 34.121-1 R7以后不僅定義了新的參考測(cè)量信道,更重要的是針對(duì)HSPA+技術(shù)的特點(diǎn),引入了新的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測(cè)試及性能用例。而CMW500單機(jī)可以完成基于 HSPA+上述特性的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的驗(yàn)證。目前,CMWW500同樣已經(jīng)支持MIMO。

HSPA  

  對(duì)于,HSPA+具體射頻測(cè)試而言,仍然分布在3GPP 34.121-1 R7以后的5,6,7,9,10章節(jié)。HSPA+測(cè)試模式和業(yè)務(wù)流下的吞吐量通過(guò)界面同樣可以得到快速測(cè)量。

  目前,GCF在WI 069/070/067也分別定義了用于下行64QAM,CPC和MIMO的射頻認(rèn)證用例。在單臺(tái)CMW500的基礎(chǔ)上,羅德與施瓦茨公司可以為客戶(hù)提供系統(tǒng)的一致性測(cè)試方案。無(wú)論是原來(lái)的TS895x客戶(hù)、還是新客戶(hù),都可以非常輕松地升級(jí)或搭建用于R7-LTE的一致性測(cè)試系統(tǒng),以提供更多測(cè)試用例的覆蓋和滿(mǎn)足更高的測(cè)試需求。羅德與施瓦茨結(jié)合TS895x系列十多年的經(jīng)驗(yàn)和用戶(hù)反饋,為客戶(hù)提供的R7-LTE(TS8980)具有更好的用戶(hù)體驗(yàn)和性?xún)r(jià)比。

 

   3.4  HSPA+產(chǎn)線測(cè)試

  對(duì)于HSPA+的產(chǎn)線測(cè)試,CMW500同樣可以提供卓越的性能(見(jiàn)圖4)。先進(jìn)的DSP處理能力和算法,配以強(qiáng)大的列表模式,Multi- Evaluation功能及業(yè)界創(chuàng)新的Multi-Evaluation列表模式,為產(chǎn)線的校準(zhǔn)和綜測(cè)提供了極大的靈活性和業(yè)界領(lǐng)先的速度。

HSPA  

  目前,無(wú)線終端的發(fā)展越來(lái)越復(fù)雜,要求支持多標(biāo)準(zhǔn)、多頻段,而其中包含蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如GSM/(E)GPRS,UMTS/HSPA,cdma2000 /EV-DO,TD-SCDMA等)和非蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如BT,WiFi等)。如何減少一款終端總的校準(zhǔn)和綜測(cè)時(shí)間,是測(cè)試平臺(tái)應(yīng)該考慮的問(wèn)題。 CMW500本身具有領(lǐng)先的通道設(shè)計(jì),允許TX和RX并行校準(zhǔn)過(guò)程中通路的自動(dòng)切換,并可對(duì)HSPA+終端帶有其他蜂窩和非蜂窩標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行平行測(cè)量,甚至可以是多個(gè)終端,從而使用戶(hù)從單一模式的耗時(shí)關(guān)注轉(zhuǎn)向整體時(shí)效比的非凡體驗(yàn)。

  當(dāng)產(chǎn)線測(cè)試速度瓶頸被打破的時(shí)候,當(dāng)對(duì)任何一種新技術(shù)的支持不再奢望的時(shí)候,當(dāng)靈活的測(cè)試環(huán)境是如此靠近我們的時(shí)候,那也就是我們“心動(dòng)”的時(shí)候。

  4  結(jié)束語(yǔ)

  綜上所述,HSPA+是一種HSDPA/HSUPA基礎(chǔ)上平滑的過(guò)度技術(shù),有舊的技術(shù)身影,也有革新的東西。HSPA+終端的測(cè)試必須涵蓋HSPA+技術(shù)特性相關(guān)的細(xì)節(jié),著重于問(wèn)題的解決和產(chǎn)品的穩(wěn)定。在這種情況下,一種覆蓋研發(fā)到生產(chǎn)整個(gè)階段的高度一致的,并能提供早期定位的測(cè)試方案顯得更為現(xiàn)實(shí)。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。