3G LTE测试挑战及测试方案

LTE很重要的一个特性是具有超过100Mbps的高速下行传输速率，这就要求用户端设备(UE)和基站系统(eNodeB)有非常高的带宽并支持MIMO。同时作为一项新的技术，LTE引入了新的频段。此外，LTE不会很快取代现有的标准，所以在LTE和其它标准共存的时期，为达到更好的地域覆盖，LTE与现有标准之间的切换就变得至关重要。当然，现在的2G/3G经验告诉我们，消费者对终端电池待机时间的要求使低功耗也成为一个挑战。eNodeB厂家还必须保证系统的按时交付使用。这些都对3G LTE的系统测试和芯片测试提出了很大挑战，具体体现在以下几个方面：
    1. 20M带宽对调制技术带来挑战。20M带宽在746MHz(目前3GPP规范中的频率)频率上占到了2.7%，EVM指标在边缘的恶化使这项测试变得非常重要。
    2. MIMO技术。对MIMO的性能评估对测试技术提出了新的要求，这是上一代测试设备无法支持的。
    3．多种技术标准并存。FDD/TDD、WCDMA/HSPA、CDMA2000/1X-EVDO、GSM/EDGE等等，如此多标准的共存带来了信号处理和功耗方面的难题，特别是如何测试在不同标准之间的切换，成为一个重大挑战。
    4．高速传输速率。如何对100Mbps的数据链路提供充足的处理能力也是一个挑战，特别是在还要求控制功耗和散热问题的情况下。比如，PC卡、USB软件狗、PDA和集成在笔记本电脑中的模块，将来都可能成为早的LTE终端，它们的功耗和散热问题是必须解决的基本问题。
    5．测试实际的性能。在正式商用前，试验网的数量非常有限，因此代LTE设备必须通过全面的测试来验证它的实际性能。只有存在多径衰落和噪声的情况下建立端到端的数据链路(支持64QAM和MIMO)，才能确定接收机在动态环境中的性能。
    6．对LTE的高期望。系统厂商一直在平衡两个方面的需求，一是按照运营商的定制标准提供成熟的试验网，二是开发终符合3GPP标准的产品。此外，他们都想在下行速率下，早实现切换，并在高速传输速率下切换等方面做到与众不同。所有这些努力都需要运用他们自己的技术规范，而不是3GPP标准化的东西。这样，问题的焦点很大程度集中到展示可以在真实环境中通话的UE(通常多达到8个)，而不需要担心小区和小区边界条件等因素。在早期的LTE终端原型机中，不良的接收性能是普遍存在的问题。
    7．更多真实世界的挑战。很多其它的挑战将和3GPP以及使用多个UE有关，比如：如何鉴别无效的指令来优化系统；有限的射频资源是否被合理利用；也许网络偶尔会错误地让不同的UE挤占同一资源或有效的资源反而被闲置了；当多UE同时接入时，它们对资源的争夺是否能合理解决等。这些问题很难找到根本的原因，除非使用专门的LTE测试工具，这些工具可以鉴别那些不规律出现的基站非正常行为。
    Aeroflex 7100不仅实现了RF测试，还在同一台仪表中支持协议和切换测试。
    Aeroflex 7100不仅实现了RF测试，还在同一台仪表中支持协议和切换测试。
    幸运的是，对开发TD LTE的工程师来说，规范中已经非常小心的把TDD和FDD之间的差异化了，而且有限的不同点主要集中在L1(层)。当然，这并不意味着TD LTE没有挑战，比如，测试上下行链路时隙分配的组合就非常复杂。在TDD模式下，为保证上下行链路的相互独立，时间同步非常关键，特别是在极端恶化环境下进行的重点测试。
    代TDD设备会使用频段38(2.6G)和40(2.4G)，这是GCF确定的TDD设备进行的频段。这些频段正好在Wi-Fi频段的边缘，我们很关心这是否会造成在无线接入上的问题，所以在这些频段上TDD系统的性能还有待观察。另外一项测试也对测试设备提出了更高要求，即在单UE工作正常的情况下，如何测试eNodeB连接了多个UE情况下的性能。
    Aeroflex公司提供一系列测试方案来解决这些挑战。从早的研发阶段到终的交付使用，Aeroflex在基站系统和终端上都积累了广泛的测试经验。
    对于LTE基站系统的测试，Aeroflex早在2007年11月份就开发出了TM500 FDD测试终端并交付用户，并于2008年推出了TDD版本。TM500在WCDMA/HSPA时代就被系统厂商所广泛认可。在LTE时代，TM500继续为系统厂商所广泛使用，来加速基站系统的研发。接下来，新版本的TM500马上会推出多UE测试平台，来验证基站系统在连接多UE情况下的性能。
    对于终端测试，新的Aeroflex 7100不仅实现了RF的测试，还在同一台仪表中支持协议和切换的测试，这使用户大大节约了投资。7100给开发基带、射频和协议的工程师提供了非常灵活的测试平台，它不仅可以模拟不同的场景和测试条件，还提供了丰富的故障诊断和分析功能(图)。
    尽管3GPP LTE的标准现在已经冻结，但它的稳定性还有待检验。任何重要的修改都可能需要重新撰写，并对新的芯片设计产生很大影响。Aeroflex的测试仪表被设计成能够简单升级以适应3GPP标准的反复修改,因此对它的投资价值在LTE整个生命周期中都能体现出来。