1 前言

　　LTE系統(tǒng)支持FDD和TDD兩種雙工方式。在這兩種雙工方式下，系統(tǒng)的大部分設(shè)計，尤其是高層協(xié)議方面是一致的。另一方面，在系統(tǒng)底層設(shè)計，尤其是物理層的設(shè)計上，由于FDD和TDD兩種雙工方式在物理特性上所固有的不同，LTE系統(tǒng)為TDD的工作方式進行了一系列專門的設(shè)計，這些設(shè)計在一定程度上參考和繼承了TD-SCDMA的設(shè)計思想，下面我們對這些設(shè)計進行簡要的描述與討論。

　　3GPP LTE和之前的系統(tǒng)在空中接口上存在很大的不同，所以對于測試就提出了新的要求。基于在3G測試領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗和領(lǐng)先地位，是德科技對于LTE標準從早期的研發(fā)階段就開始跟蹤研究，積累了豐富的經(jīng)驗成果，目前不僅可以為LTE FDD，而且也可以為TD-LTE無線設(shè)備研發(fā)提供了完整的測試產(chǎn)品線。設(shè)備制造商自始自終都可以依賴于是德科技的產(chǎn)品和專家級的支持。

　　如下圖所示，我們可以看到是德科技在LTE FDD/TD-LTE各個領(lǐng)域以及客戶研發(fā)設(shè)備的整個生命周期都能給出完整的解決方案，適合不同客戶的需求。

　　圖一 Keysight LTE整體解決方案

　　2 Keysight TD-LTE測試解決方案

　　干擾信號和有效信號還有另外一個特點，那就是干擾信號和有效信號會隨著車速、風(fēng)速的快慢而改變。抗干擾的方法如圖4所示，首先由RC 組成的低通濾波器濾除高頻干擾信號，并對輸入信號的幅值進行限幅與整形，再由光電隔離器件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器與變頻器之間的隔離，從而實現(xiàn)數(shù)字信號通道的抗干 擾要求。

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　　2.1 Keysight的接收機端測試系統(tǒng)

　　通過signal studio波形生成軟件生成LTE波形下載到PXB進行播放，通過PXB模擬MIMO Fading信道狀況，并利用另外兩臺EXG/MXG分別輸出兩路MIMO射頻信號，來測試在有干擾和多徑的情況下的LTE接收機接收信號和抗干擾的能力。

　　圖二 LTE接收機測試

　　2.2 LTE信號源端解決方案配置列表

　　2.2.1 MXG（N5182A）矢量信號源（X2臺）

　　– N5182A-503：頻率范圍250 kHz to 3 GHz

　　– N5182A-654：基帶信號發(fā)生器125 MS/s ，8M Samples

　　– N5182A-019：增加基帶信號發(fā)生器內(nèi)存到64M Samples

　　– N5182A-403：校準的AWGN（當需要C/N測試時選配）

　　– N5182A-UNV：增強動態(tài)范圍

　　– N5182A-012：LO相位同步選件

　　2.2.2 N7625B Signal Studio for TD-LTE

　　MXG N5182A配置

　　– N7625B-SW3：TD-LTE基本和增強功能，連接是德科技N5182A信號源

　　– N7625B-EFP：TD-LTE基本功能

　　– N7625B-QFP：TD-LTE增強型功能

　　ESG E4438C配置

　　– N7625B-SW1：TD-LTE基本和增強功能，連接是德科技E4438C信號源

　　– N7625B-1FP：連接是德科技E4438C信號源

　　– N7625B-EFP：TD-LTE基本功能

　　– N7625B-QFP：TD-LTE增強型功能

　　2.3 N7625B TD-LTE信號生成軟件

　　主要功能

　　· 帶寬可支持到20MHz （up to 20 MHz）

　　· 支持所有七種上下行配置（0~6）

　　· 支持所有9種特殊子幀配置（0~8）

　　· 支持兩種循環(huán)前綴（Normal or Extended）

　　· 支持多種調(diào)制方式（BPSK， QPSK， 16QAM， or 64QAM）

　　· 加擾

　　· 支持下行同步信號P-SS， S-SS

　　· PBCH，PDSCH，PDCCH，PHICH， PCFICH

　　· PUSCH，PUCCH Format 1/1a/1b/2/2a/2b

　　· Uplink demodulation reference signal

　　· Uplink sounding reference signal

　　· E-UTRA Test Model （E-TM） 快速設(shè)置

　　· 支持多載波信號 （最多可支持16個載波）

　　· BCH，DCI，UCI，CFI，HI等傳輸信道的全編碼

　　· Fully transport layer coding for DL-SCH and UL-SCH with UCI

　　· 支持DL-SCH和UL-SCH的HARQ processing

　　· 最高支持到2 codewords信道編碼以及1，2，3，4 layer mapping

　　· 最高可支持4x4 MIMO預(yù)編碼（Tx Diversity和Spatial Multiplexing）

　　· FRC信道的快速設(shè)置

　　可以通過圖形化界面顯示資源分配， CCDF曲線和波形曲線

　　可通過 .NET API進行遠程控制和自動編程

　　可支持連接E4438C ESG， N5162A MXG ATE， N5182A

　　可支持連接N5106A PXB MIMO接收機測試儀

　　2.4 PXB MIMO接收機測試系統(tǒng)

　　是德科技的N5106A PXB MIMO 接收機測試儀能夠有效地解決在實際無線信道條件下多天線信號產(chǎn)生和信道仿真的需求（圖 1）。它可以快速生成真實條件下的 MIMO 環(huán)境和 MIMO 信道，并可生成包括路徑衰落和信道相關(guān)在內(nèi)的實際衰落場景。PXB MIMO 接收機測試儀提供多達 4 個基帶發(fā)生器（BBG）、8 個衰落產(chǎn)生器（fader）、業(yè)內(nèi)最寬的120 MHz 帶寬、能夠模擬寬帶的無線信道特性，比如時變的多徑時延擴展，多普勒擴展，快衰落，陰影衰落等。用戶還可自己定制 MIMO 相關(guān)性設(shè)置（例如，預(yù)定義的信道模型、天線方位圖和相關(guān)矩陣）并可支持 2x2、2x4 和 4x2 MIMO 的信號產(chǎn)生和信道仿真。

　　圖1：N5106A多通道基帶信號源

　　N5106A多通道基帶信號源主要指標：

　　1. 業(yè)界領(lǐng)先的基帶信號產(chǎn)生性能：

　　? 內(nèi)部最多有4路基帶信號發(fā)生器

　　? 每路基帶信號發(fā)生器都具有512 MSa （2 GB）內(nèi)存， 最高可達120 MHz 帶寬

　　? 高達150M sample/s的符號速率

　　? 最多有8條I/O通路，支持模擬I/Q及數(shù)字I/Q信號輸出

　　? 支持Signal Studio軟件、ADS系統(tǒng)，及其他信號生成工具

　　2. 強大的MIMO信道仿真能力

　　? 支持2x2， 2x4， 4x2 MIMO信號的產(chǎn)生和衰落

　　? 支持的無線通信的SISO信道模型及LTE， WiMAX MIMO信道模型

　　? 能夠與現(xiàn)有的設(shè)備結(jié)合完成射頻衰落功能

　　3. 強大的衰落信號產(chǎn)生能力

　　? 最多8路的實時衰落仿真器， 每路衰落仿真器包含最多24條路徑

　　? 120MHz的實時衰落帶寬

　　? 支持的衰落類型包括 Pure Doppler， Rayleigh， Rician， Suzuki， log normal

　　? Rician K 因子范圍： -84 dB to 84 dB

　　? 路徑延時： 0 to 2 ms， 精度為0.1 ns

　　? 路徑損耗： 0 to 84 dB， 精度為0.01 dB

　　? 車載速率： 0 to 864 km/h@ 2GHz

　　? 支持的頻率形狀包括 Classical 3dB， classical 6 dB， flat， rounded， Jake classical， Jake rounded

　　? MIMO信道天線距離： -20 to 20 wavelengths

　　? AWGN帶寬高達120MHz

　　? 載波干擾比（C/N ratio）： -30 to 30dB， 精度為0.1dB

　　? MIMO信道同步： <21ns

　　? 射頻到射頻延時：小于55us

　　N5106A 采用模塊化結(jié)構(gòu)方式，借助基于現(xiàn)場可升級體系結(jié)構(gòu)的可擴展平臺，N5106A PXB MIMO 接收機測試儀可在一小時內(nèi)完成簡單而經(jīng)濟高效的升級，從而滿足未來技術(shù)的測試需求。這可以最大限度的擴展用戶設(shè)備的投資價值，延長投資的受益時間。

　　N5106A提供了預(yù)定義的SISO及MIMO信道模型，能夠?qū)崟r的產(chǎn)生所需要的信道模型，PXB具有8路的實時衰落產(chǎn)生器，每路衰落產(chǎn)生器可以產(chǎn)生最多24條信號路徑，衰落帶寬最高可達120MHz。N5106A不僅涵蓋了無線通信中常用的信道模型，如Doppler、Rayleigh、Rician、Suziki、log normal等，同時還可以模擬高速移動狀態(tài)下的實際信道。N5106A還具有靈活的用戶自定義功能，用戶可以根據(jù)自己的需要靈活的設(shè)計信道模型。

　　圖 2. N5106A 對多徑信道的配置菜單

　　PXB通過采用One Box的解決方案，解決了MIMO測試中需要搭配多臺測試設(shè)備的復(fù)雜性，靈活的信號配置和自動功率校準功能消除了衰落和多制式信號共存測試時所需的繁瑣而耗時的系統(tǒng)設(shè)置問題，使測試時間達到最小。預(yù)定義的測試配置可以進一步降低測試時間，這些配置使工程師可以快速配置基帶信號發(fā)生器和衰落測試所需的復(fù)雜的儀器設(shè)置。直觀的圖形用戶界面和易于使用的下拉菜單，能夠快速、輕松地完成測試設(shè)置（例如：MIMO 信道模型和可編輯的路徑配置表），同時還可以縮短用戶的學(xué)習(xí)曲線。

　　圖 3. N5106A 配置的4′2MIMO系統(tǒng)

　　N5106A 與其它方案的比較

　　N5106A PXB與Keysight傳統(tǒng)的信道仿真方案相比，無論在基帶信號產(chǎn)生能力方面，還是在無線信道仿真能力方面，都具有明顯的優(yōu)勢。

　　1. N5106A具備多通道衰落模擬能力，該儀表具有8路衰落器， 每路衰落器包含24條路徑，最大帶寬120MHz，并內(nèi)置MIMO信道模型，能夠靈活的仿真真實的無線衰落場景。

　　2. N5106A的自動功率校準功能消除了衰落和多制式信號共存測試時所需的繁瑣而耗時的系統(tǒng)設(shè)置問題，使測試時間達到最小，通過一鍵式的方法PXB內(nèi)部就能夠?qū)崿F(xiàn)自動功率校準

　　5、N5106A配置

　　N5106A選件N5106A選件技術(shù)說明

　　N5106A-6188個DSP處理模塊

　　N5106A-6344個模擬IQ接口和4個數(shù)字IQ接口

　　N5106A-EFP基帶信號合成功能

　　N5106A-QFP多徑衰落處理功能

　　N5106A-JFP疊加噪聲處理功能

　　3、TD-LTE 發(fā)射機端測試方案

　　3.1 Keysight TD-LTE發(fā)射端測試系統(tǒng)

　　3.2 Keysight TD-LTE MIMO發(fā)射端測試系統(tǒng)

　　是德科技借助PXB N5106A多通道信道衰落仿真器，MXG N5182A矢量調(diào)制信號源以及MXA/EXA系列信號分析儀搭建的LTE MIMO測試系統(tǒng)可真實模擬和仿真3GPP協(xié)議最新標準的MIMO測試，如上圖所示，該系統(tǒng)通過PXB N5106A連接MXG 5182A產(chǎn)生TD-LTE標準的2*2MIMO信號，然后通過2臺MXA進行發(fā)射端分析，借助89601A軟件平臺可對3GPP Conformance規(guī)范的各項MIMO指標進行嚴格的標定及測試。

　　3.3 發(fā)射機端解決方案配置列表

　　3.2.1 MXA（N9020A）矢量信號分析儀配置（2臺）

　　– N9020A-508： 頻率范圍 20 Hz to 8.4 GHz

　　– Or N9020A-513： 頻率范圍 20 Hz to 13.6 GHz（依照應(yīng)用和雜散測試要求）

　　– N9020A-B25：25MHz分析帶寬

　　– N9020A-PFR：高精確頻率參考

　　– N9020A-P03： 3.6G預(yù)放選件

　　– N9020A-BBA： 基帶IQ輸入

　　– N9020A-S40： 基帶IQ輸入帶寬擴展到40MHz

　　– 1161A： 基帶無源探頭（10M歐姆，1.5米）

　　3.2.2 89601a LTE調(diào)制分析軟件配置（1個軟件COPY）

　　– 89601A-200 基本調(diào)制分析軟件

　　– 89601A-300 硬件連接選件

　　– 89601A-BHE TDD LTE調(diào)制分析軟件

　　3.2.3 16822邏輯分析儀

　　16822A 68 Ch， 4 GHz Timing， 250 MHz State， 1M De 16822A 68 Ch， 4 GHz Timing， 250 MHz State， 1M Deep Logic Analyzer w 48 Ch Patt Gen

　　· 16800A-111 基本配置

　　· 16800A-101 16800系列基本硬盤配置

　　· 16800A-102 前面板15英寸液晶顯示

　　· 16822A-001 標準1M內(nèi)存捕獲深度

　　· 16822A-250 最大達250MHz的狀態(tài)捕獲速率

　　3.3 MXA（N9020A）矢量信號分析儀

　　MXA N9020A是Keysight最新一代的中檔矢量信號分析儀。它運用了最新的數(shù)字信號處理技術(shù)和開放的Windows XP系統(tǒng)，突破了以往分析儀的極限，支持最快的信號和頻譜分析，實現(xiàn)速度和性能的最優(yōu)化，其應(yīng)用具有以下特點：

　　– MXA具有業(yè)界最快的信號分析能力：比其他信號頻譜分析儀快30-300%。低于14ms WCDMA ACLR快速測量；低于75ms模式切換速度。

　　– MXA是業(yè)界最高性能的中檔信號分析儀：25M分析帶寬，1dB電子步進衰減器，73dB WCDMA ACLR動態(tài)范圍；

　　– MXA具有最先進的用戶界面和出色的連通性：最多可有12個Markers，6條Trace，內(nèi)置細致到對一個按鍵和功能詳細指導(dǎo)的help文件，具備USB 2.0， 100bT LAN with LXI-C compatibility， GPIB等接口。

　　– 最廣泛的測試應(yīng)用和解調(diào)能力：MXA內(nèi)置了是德科技經(jīng)典的矢量信號分析軟件89601A，對于各種模擬，數(shù)字調(diào)制，脈沖調(diào)制信號，可以通過該軟件分別從時域，頻域，解調(diào)域來完成信號的解調(diào)分析。

　　– 支持帶寬達40MHz的基帶IQ輸入，應(yīng)用于無線基帶芯片信號調(diào)試和性能驗證

　　3.4 89601A矢量信號分析儀

　　89601A 矢量信號分析儀軟件是基于PC的軟件包，專門用于測量大多數(shù)數(shù)字調(diào)制信號的射頻和調(diào)制質(zhì)量。它有大量的解調(diào)器、濾波器、顯示和分析工具，可以提供優(yōu)異的通用和特定標準信號測試和故障診斷工具，最適合在研發(fā)實驗室中評估和查錯調(diào)制信號，并能直接鏈接至各種Keysight頻譜分析儀、數(shù)字示波器和模塊化VXI系統(tǒng)，支持廣泛的特定標準，包括 LTE、WiMAX、WLAN、3GPP、RFID 和 UWB等。其中BHE是針對TDD-LTE解調(diào)分析的選件，其主要特點：

　　– 支持LTE下行（OFDM）和上行（SC-FDMA）分析；

　　– 業(yè)界最好的EVM（<-50dB）

　　– 支持LTE所有帶寬：1.4MHz到20MHz

　　– 支持所有調(diào)制方式：BPSK， QPSK， 16 QAM and 64 QAM

　　– 所有上下行所有7種配置（0-6）和特殊子幀8種配置（0-8）

　　– 通過兩臺MXA支持2x2 MIMO

　　89601A軟件支持是德科技各種硬件分析平臺，從數(shù)字基帶端的邏輯分析儀到模擬基帶端的示波器以及中頻射頻信號分析的頻譜分析儀包括是德科技VXI結(jié)構(gòu)的89600矢量信號分析儀，針對是德科技從中高端到低端各種類型頻譜分析儀以及矢量信號分析儀，下圖給出89601A軟件LTE解調(diào)各項參數(shù)指標。

　　3.5 Keysight TD-LTE BBIC/RFIC測試系統(tǒng)方案

　　針對目前LTE的終端BBIC和RFIC測試需求，是德科技除了可以通過邏輯分析儀加89601A矢量分析軟件實現(xiàn)數(shù)字基帶域的分析以外，還可通過N5343A和N5344A分別實現(xiàn)數(shù)字基帶域的DigRF v3和v4標準接口協(xié)議的激勵和分析。

　　3.6 Keysight TD-LTE終端（UE）射頻及信令協(xié)議測試系統(tǒng)

　　是德科技針對目前LTE市場需求，推出了LTE終端測試綜合測試儀E6620A以及相應(yīng)的LTE無線測試應(yīng)用軟件N6050A，以滿足LTE終端芯片以及整機的開發(fā)工作，提高客戶產(chǎn)品研發(fā)進程。

　　– 通用的綜測儀平臺，覆蓋到6GHz頻段，可滿足目前絕大多數(shù)無線通信標準應(yīng)用

　　– 雙射頻端口，可仿真兩個真實的小區(qū)，可支持2*2和4*2 MIMO測試

　　– 內(nèi)置多通道多徑衰落，可仿真真實的空間環(huán)境，不需要外置射頻信道仿真器

　　– Windows XP操作系統(tǒng)，客戶可直接將各種應(yīng)用程序裝載在儀表中

　　– 通過無線測試應(yīng)用軟件N6050A可支持呼叫連接和基本射頻參數(shù)測試，

　　– 和Anite合作開發(fā)LTE協(xié)議一致性測試系統(tǒng)

　　– 支持端到端的IP測試

　　– 可連接是德科技2G/3G/3.5G綜測儀8960，以實現(xiàn)LTE和2G/3G/3.5G網(wǎng)絡(luò)之間切換測試

　　E6620A內(nèi)置協(xié)議及信令分析軟件界面

　　3.7 Keysight TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃及路測方案

　　是德科技E6474A路測方案幫助廣大無線運營商以及無線設(shè)備提供廠商提供更加高效的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布局以適應(yīng)日益復(fù)雜的無線語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。該方案通過最簡潔的界面能夠覆蓋幾乎所有目前流行的無線通信標準的測試。

　　針對LTE應(yīng)用，目前該方案可支持700 / 850 / 900 / 1700/ 1800 /1900 MHz; 2.1 / 2.6 / 3.5 GHz的頻段，完全可以滿足所有目前LTE頻段要求。

　　是德科技E6474A路測方案和集成在同一個軟件平臺下，因此這些不同標準可以在同一軟件平臺上同時運行和測試，以滿足客戶同時對于3G網(wǎng)絡(luò)測試的需求。

　　是德科技LTE路測方案配置：

　　E6474A-645 LTE Receiver measurements license

　　E6474A-030 Indoor mapping license

　　E6474A-040 MapX mapping license

　　E6474A-060 1 Year Software & Support Update Service （SUS）

　　4 總結(jié)

　　1. 是德科技借助其在無線，數(shù)字以及射頻測試領(lǐng)域多年的積累和經(jīng)驗第一時間時間推出LTE解決方案，可以真正幫助可以對于基站收發(fā)信機、基站功放、直放站、終端射頻芯片、基帶芯片分別用不同的測試系統(tǒng)來完成，目前國內(nèi)做LTE相關(guān)設(shè)備廠商如大唐、普天、中興、華為等相關(guān)廠商均選擇是德科技的測試方案作為其LTE相關(guān)研發(fā)測試的工具。

　　2. 是德科技強大的研發(fā)工具矢量信號分析軟件89601A可連接是德科技從基帶端的示波器到邏輯分析儀再到中頻射頻端的頻譜分析儀、信號源，甚至連LTE綜測儀都可通過該軟件連接控制，并分別對數(shù)字基帶、模擬基帶、中頻、射頻信號進行分析，從而使得我們的客戶可以在研發(fā)中快速準確定位其問題所在。

　　干擾信號和有效信號還有另外一個特點，那就是干擾信號和有效信號會隨著車速、風(fēng)速的快慢而改變。抗干擾的方法如圖4所示，首先由RC 組成的低通濾波器濾除高頻干擾信號，并對輸入信號的幅值進行限幅與整形，再由光電隔離器件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器與變頻器之間的隔離，從而實現(xiàn)數(shù)字信號通道的抗干擾要求。

　全球電子測量技術(shù)與市場領(lǐng)導(dǎo)者——是德科技（原安捷倫電子測量事業(yè)部）UXM新品體驗會將于近期拉開帷幕，歡迎各位業(yè)內(nèi)人士踴躍參加，您的到來，將是KEYSIGHT的最大榮幸！報名地址請點擊以下圖片進入：

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