關于3G LTE的系統(tǒng)測試和芯片測試方案

LTE很重要的一個特性是具有超過100Mbps的高速下行傳輸速率，這就要求用戶端設備（UE）和基站系統(tǒng)（eNodeB）有非常高的帶寬并支持MIMO。同時作為一項新的技術，LTE引入了新的頻段。此外，LTE不會很快取代現(xiàn)有的標準，所以在LTE和其它標準共存的時期，為達到更好的地域覆蓋，LTE與現(xiàn)有標準之間的切換就變得至關重要。當然，現(xiàn)在的2G/3G經(jīng)驗告訴我們，消費者對終端電池待機時間的要求使低功耗也成為一個挑戰(zhàn)。最后eNodeB廠家還必須保證系統(tǒng)的按時交付使用。這些都對3G LTE的系統(tǒng)測試和芯片測試提出了很大挑戰(zhàn)，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 20M帶寬對調(diào)制技術帶來挑戰(zhàn)。20M帶寬在746MHz（目前3GPP規(guī)范中最低的頻率）頻率上占到了2.7%，EVM指標在邊緣的惡化使這項測試變得非常重要。

2. MIMO技術。對MIMO的性能評估對測試技術提出了新的要求，這是上一代測試設備無法支持的。

3．多種技術標準并存。FDD/TDD、WCDMA/HSPA、CDMA2000/1X-EVDO、GSM/EDGE等等，如此多標準的共存帶來了信號處理和功耗方面的難題，特別是如何測試在不同標準之間的切換，成為一個重大挑戰(zhàn)。

4．高速傳輸速率。如何對100Mbps的數(shù)據(jù)鏈路提供充足的處理能力也是一個挑戰(zhàn)，特別是在還要求控制功耗和散熱問題的情況下。比如，PC卡、USB軟件狗、PDA和集成在筆記本電腦中的模塊，將來都可能成為最早的LTE終端，它們的功耗和散熱問題是必須解決的最基本問題。

5．測試實際的性能。在正式商用前，試驗網(wǎng)的數(shù)量非常有限，因此第一代LTE設備必須通過全面的測試來驗證它的實際性能。只有存在多徑衰落和噪聲的情況下建立端到端的數(shù)據(jù)鏈路（支持64QAM和MIMO），才能確定接收機在動態(tài)環(huán)境中的性能。

6．對LTE的高期望。系統(tǒng)廠商一直在平衡兩個方面的需求，一是按照運營商的定制標準提供成熟的試驗網(wǎng)，二是開發(fā)最終符合3GPP標準的產(chǎn)品。此外，他們都想在最高下行速率下，最早實現(xiàn)切換，并在高速傳輸速率下切換等方面做到與眾不同。所有這些努力都需要運用他們自己的技術規(guī)范，而不是3GPP標準化的東西。這樣，問題的焦點很大程度集中到展示可以在真實環(huán)境中通話的UE（通常最多達到8個），而不需要擔心小區(qū)負載和小區(qū)邊界條件等因素。在早期的LTE終端原型機中，不良的接收性能是普遍存在的問題。

7．更多真實世界的挑戰(zhàn)。很多其它的挑戰(zhàn)將和3GPP以及使用多個UE有關，比如：如何鑒別無效的指令來優(yōu)化系統(tǒng)；有限的射頻資源是否被合理利用；也許網(wǎng)絡偶爾會錯誤地讓不同的UE擠占同一資源或有效的資源反而被閑置了；當多UE同時接入時，它們對資源的爭奪是否能合理解決等。這些問題很難找到根本的原因，除非使用專門的LTE測試工具，這些工具可以鑒別那些不規(guī)律出現(xiàn)的基站非正常行為。

Aeroflex 7100不僅實現(xiàn)了RF測試，還在同一臺儀表中支持協(xié)議和切換測試。

幸運的是，對開發(fā)TD LTE的工程師來說，規(guī)范中已經(jīng)非常小心的把TDD和FDD之間的差異最小化了，而且有限的不同點主要集中在L1（第一層）。當然，這并不意味著TD LTE沒有挑戰(zhàn)，比如，測試上下行鏈路時隙分配的組合就非常復雜。在TDD模式下，為保證上下行鏈路的相互獨立，時間同步非常關鍵，特別是在極端惡化環(huán)境下進行的重點測試。

第一代TDD設備會使用頻段38（2.6G）和40（2.4G），這是GCF確定的TDD設備進行認證的頻段。這些頻段正好在Wi-Fi頻段的邊緣，我們很關心這是否會造成在無線接入上的問題，所以在這些頻段上TDD系統(tǒng)的性能還有待觀察。另外一項測試也對測試設備提出了更高要求，即在單UE工作正常的情況下，如何測試eNodeB連接了多個UE情況下的性能。

Aeroflex公司提供一系列測試方案來解決這些挑戰(zhàn)。從最早的研發(fā)階段到最終的交付使用，Aeroflex在基站系統(tǒng)和終端上都積累了廣泛的測試經(jīng)驗。

對于LTE基站系統(tǒng)的測試，Aeroflex早在2007年11月份就開發(fā)出了TM500 FDD測試終端并交付用戶，并于2008年推出了TDD版本。TM500在WCDMA/HSPA時代就被系統(tǒng)廠商所廣泛認可。在LTE時代，TM500繼續(xù)為系統(tǒng)廠商所廣泛使用，來加速基站系統(tǒng)的研發(fā)。接下來，新版本的TM500馬上會推出多UE測試平臺，來驗證基站系統(tǒng)在連接多UE情況下的性能。

對于終端測試，新的Aeroflex 7100不僅實現(xiàn)了RF的測試，還在同一臺儀表中支持協(xié)議和切換的測試，這使用戶大大節(jié)約了投資。7100給開發(fā)基帶、射頻和協(xié)議的工程師提供了非常靈活的測試平臺，它不僅可以模擬不同的場景和測試條件，還提供了豐富的故障診斷和分析功能（圖）。

盡管3GPP LTE的標準現(xiàn)在已經(jīng)凍結(jié)，但它的穩(wěn)定性還有待檢驗。任何重要的修改都可能需要重新撰寫，并對新的芯片設計產(chǎn)生很大影響。Aeroflex的測試儀表被設計成能夠簡單升級以適應3GPP標準的反復修改，因此對它的投資價值在LTE整個生命周期中都能體現(xiàn)出來。