HSPA+終端的測試方案

　　為提高下行和上行分組數(shù)據(jù)的速率和容量，現(xiàn)在已經(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中，HSDPA作為Rel-5引入，而HSUPA則是3GPP Rel-6的一個非常重要的特性。HSDPA和HSUPA的結(jié)合就是HSPA+(高速分組接入)。但是，即使引進HSPA，UMTS的演進并沒有到達其終點。在Rel-7和RelL-8中，HSPA+會帶來極大的性能增強，目的是使基于HSPA的無線網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、峰值速率和時延方面的性能得到顯著提高，從而能充分利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)的資源潛力。

　　HSPA+主要技術(shù)特性和需求

　　HSPA+在3GPP Rel-7版本開始定義，主要的特性分布在Rel-7和Rel-8兩個版本中(圖1)。

　　UMTS的基站可以實現(xiàn)從HSDPA/HSUPA到HSPA+平滑的升級，目前，國外有些WCDMA運營商已經(jīng)開始部署HSPA+的網(wǎng)絡(luò)，以提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。綜合考慮HSPA+技術(shù)特性演變的相關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)的成本效益比和LTE技術(shù)的發(fā)展情況，HSPA+網(wǎng)絡(luò)對已經(jīng)定義的技術(shù)特性的支持有優(yōu)先度的區(qū)分。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)用戶體驗，平滑過渡的策略。HSPA+ 芯片的早期先支持下行64QAM、層2增強、增強的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)，因此涉及到協(xié)議棧測試和RF測試。如何在芯片研發(fā)和生產(chǎn)的過程對上述的特性進行一致性的驗證，保證研發(fā)和生產(chǎn)的質(zhì)量，成為非常重要的任務(wù)。

　　下行64QAM：HSPA+下行64QAM調(diào)制方式能力引入了新的UE類別13和14，在HSDPA15個碼道的基礎(chǔ)上使下行速率最大增加到21.1Mbps?；緸榱藴蚀_行使64QAM的調(diào)度引入了新的CQI映射表，通過下行的HS-SCCH信道來通知手機，并且測試規(guī)范引入了新的固定參考測量信道H-SET8。對于支持64QAM的HSPA+終端而言，需要評估其HS-PDSCH最大的接收電平和H-SET 8下的單鏈路性能。此外，驗證HSPA+數(shù)據(jù)終端的真實流量對于HSPA+產(chǎn)品的實際用戶體驗具有較大的參考意義。

　　上行16QAM：上行16QAM調(diào)制方式能力則引入了新的UE類別7，在HSUPA原來四個碼道的基礎(chǔ)上使上行的速率翻倍，達到了11.5Mbps。規(guī)范針對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協(xié)議和射頻都提出了新的需求，例如在射頻上要求對RCDE進行測量，對EVM也提出了新要求。

　　層2增強：為了支持高階調(diào)制和MIMO的高速率，HSPA+在層2，主要是對MAC和RLC做了許多增強。MAC層引入了增強的MAC-ehs實體。MAC-ehs支持靈活的RLC PDU大小和MAC匯聚分割功能，允許在一個2ms TTI內(nèi)，復(fù)用來自多個優(yōu)先排隊的數(shù)據(jù)，并決定發(fā)射單個或者多個數(shù)據(jù)流(MIMO)。同時，RLC也進行了增強，以支持AM模式下靈活的下行PDU大小。對于HSPA+而言，如何驗證層2增強的特性顯得非常重要。

　　增強的Cell FACH：增強的Cell FACH技術(shù)可以保證用戶更好的傳輸體驗。由于極少的控制信道開銷，CELL_FACH狀態(tài)非常適合用于“永遠在線”類型的服務(wù)。以前的HSDPA中多在CELL_DCH下操作，而增強的Cell FACH技術(shù)允許在CELL_FACH，甚至是CELL_PCH和URA_PCH下使用HS-DSCH，從而增強了可能的速率。尤其對于少量的數(shù)據(jù)而言，短時間就可以完成而不需要轉(zhuǎn)換到CELL_DCH狀態(tài)。同時由于HS-DSCH 2ms的TTI，減少了下行控制消息的信令時延。此外，CELL_FACH、URA_PCH和CELL_PCH向CELL_DCH轉(zhuǎn)換的時間也大幅減少，提高了使用者對間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐M意度。因此協(xié)議對增強的Cell FACH功能的驗證也是必須的。

　　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實現(xiàn)上行不連續(xù)發(fā)送和下行不連續(xù)接收，從而達到減少上行干擾、提升上行容量和節(jié)省UE耗電等目的;而HS-SCCH Less Operation通過在某些情形下(例如低速傳輸時)節(jié)省HS-SCCH的發(fā)送，以及手機本身對有限格式組合的盲解調(diào)來達到節(jié)省下行信道碼資源，提高下行用戶數(shù)的目的。CPC技術(shù)能幫助許多用戶“永遠在線”，但又能感受到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的類似體驗。HSPA+的CPC技術(shù)對協(xié)議和射頻測試都提出了新的需求。

　　MIMO：多路輸入多路輸出(MIMO)是HSPA+后期演進的一個非常重要的技術(shù)。Rel-8定義的64QAM調(diào)制方式和MIMO結(jié)合的應(yīng)用方式，可進一步提升下行的數(shù)據(jù)流量。HSPA+MIMO主要采用2×2的形態(tài)，在理想的狀態(tài)下可以達到HSDPA 2倍的數(shù)據(jù)傳輸量，即最高傳輸速率為28Mbps。在HSPA+MIMO應(yīng)用中，引入了新的HS-SCCH類型M在下行傳送預(yù)編碼的信息。對于手機而言，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。

　　其他特性：在當(dāng)前規(guī)范下，所有跟MIMO類似的Rel-8特性對HSPA+數(shù)據(jù)終端而言都是可選的。對于終端廠商而言，如何抓住HSPA+發(fā)展的機遇，適時地推出保質(zhì)保量的HSPA+終端非常重要。

　　羅德與施瓦茨HSPA+測試解決方案

　　1.射頻和基帶的產(chǎn)生和分析方案

　　在測試元器件或者移動終端的接收機性能時，常常需用到信號源。羅德與施瓦茨(R&S)公司的SMU、SMJ以及SMATE矢量信號源，或者AMU或AFQ基帶源，都可以按照規(guī)范產(chǎn)生HSPA+上下行射頻或基帶信號，并支持衰落模擬和MIMO，適用于元器件以及移動終端的接收機性能測試。

　　在測試元器件或者移動終端的發(fā)射機性能時，往往要用到頻譜和信號分析儀。R&S的FSQ、FSG和FSV都能分析HSPA+的射頻或基帶信號，從而對元器件以及移動終端的發(fā)射機進行定量分析。

　　2. HSPA+協(xié)議測試

　　R&S的CMW500可以完成HSPA+的協(xié)議測試(圖2)，不僅能支持前文提到的層2增強、下行64QAM調(diào)制和增強的F-DPCH及CPC等的測試，CMW500獨具的雙端口設(shè)計使得它還能支持MIMO測試。因而CMW500成為了首個被GCF認可的HSPA+協(xié)議一致性認證測試平臺。

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

　　3. HSPA+射頻測試

　　通過添加合適的軟件，R&S的CMW500還可以完成HSPA+射頻的驗證(圖3)。正如前面提到的，從3GPP 34.121-1 Rel-7開始不僅定義了新的參考測量信道，更重要的是針對HSPA+技術(shù)的特點，引入了新的發(fā)射機和接收機測試及性能用例。而CMW500單機可以完成基于HSPA+上述特性的發(fā)射機和接收機的驗證，并且由于其雙通道設(shè)計而獨具對MIMO的支持。

　　對于HSPA+具體射頻測試而言，仍然分布在3GPP 34.121-1的第5、6、7、9、10章節(jié)。HSPA+測試模式和業(yè)務(wù)流下的吞吐量通過界面同樣可以得到快速測量。

　　基于CMW500，R&S還可以為客戶提供HSPA+終端的射頻一致性測試方案。無論是原來的TS895x客戶還是新客戶，都可以非常輕松地升級或搭建用于R7-LTE的射頻一致性測試系統(tǒng)，以提供更多測試用例的覆蓋并滿足更高的測試需求。羅德與施瓦茨結(jié)合TS895x系列十多年的經(jīng)驗和用戶反饋，為客戶提供的R7-LTE(TS8980)具有更好的用戶體驗和性價比。

　　4. HSPA+產(chǎn)線測試

　　對于HSPA+的產(chǎn)線測試，CMW500同樣可以提供卓越的性能(圖4)。先進的DSP處理能力和算法，配合強大的列表模式、Multi-evaluation功能及業(yè)界創(chuàng)新的Multi-evaluation列表模式，為產(chǎn)線的校準和綜測提供了極大的靈活性和業(yè)界領(lǐng)先的速度。

　　目前，無線終端的發(fā)展越來越復(fù)雜，要求支持多標(biāo)準、多頻段，而其中包含蜂窩技術(shù)標(biāo)準(例如GSM/(E)GPRS、UMTS/HSPA、CDMA2000/EvDo、TD-SCDMA等)和非蜂窩技術(shù)標(biāo)準(例如BT、WiFi、GPS等)。如何減少一款終端的總校準和綜測時間，是測試平臺應(yīng)該考慮的問題。CMW500本身具有領(lǐng)先的通道設(shè)計，允許TX和RX并行校準過程中通路的自動切換，并可對HSPA+終端帶有的其他蜂窩和非蜂窩標(biāo)準同時進行平行測量，甚至可以支持多個終端。從而使用戶從單一模式的耗時關(guān)注轉(zhuǎn)向整體時效比的非凡體驗。

　　本文小結(jié)

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