【導讀】隨著全球蜂窩通信網絡運營商逐步采用LTE，滿足所有LTE要求的需求也在增長，其中包括衰落特性。本文將介紹一種創新的全數字衰落模擬方法，這種方法可極大減少增加貴重設備所產生的成本，同時提高測量精度并縮短測試時間。
在任何實際移動通信網絡中，基站與手機或其他用戶設備(UE)之間傳輸的信號，都會存在嚴重的信號質量下降問題。這是因為，信號傳輸有無數條路徑，每條路徑有不同的衰減值和相位差，接收的信號是這些多徑信號的總和。這些多徑信號積極的和破壞性的不同組合會產生衰落(fading)，信號路徑質量下降可用 Rayleigh 系數表示。
第三代合作伙伴計劃(3GPP) 在其TS 36.521-1標準中規定了衰落的技術規格，用以測量LTE手機的衰落特性。
傳統衰落特性測試方法采用外部衰落模擬器和噪聲源，通過常規射頻測試設備修改信號。這種設備顯著增加了整個測試系統的成本，并且需要額外的軟件控制并協調各個儀器。本文將介紹一種創新的全數字衰落模擬方法，這種方法可極大減少增加貴重設備所產生的成本，同時提高測量精度并縮短測試時間。
模擬信號衰落
如圖1所示，實際系統環境下，發射機與接收機之間存在無數條路徑。顯然，不可能模擬所有路徑，但為了滿足測試目的，那些損耗明顯大于“最佳”路徑且對接收信號質量造成負面影響的路徑將，我們將其忽略。同樣，延遲較長的路徑，也會產生很高損耗，不需要進行模擬。根據具有相似延遲的一組路徑，以及多普勒頻移效果的統計可進一步簡化模擬。而 Aeroflex 等效于基帶信號的射頻(RF)轉換，也許是最簡單的一種方法。
如圖2(a)所示，射頻信道仿真一般采用兩種儀器進行測試，即衰落模擬器和加性高斯白噪聲(AWGN)源。衰落模擬器模仿基站與用戶設備之間隨時間變化的射頻路徑，AWGN信號源模仿其他小區或用戶產生干擾。
圖1：信號傳輸途徑
除附加設備產生的成本外，這種傳統方法還存在以下局限：
• 信號電平不穩，需要非常仔細的校準。
• 外部組件產生介入損耗和延遲。
• 不同測試需要手動改變連接。
• 獨立的衰落RF信道數量有限—— 難以滿足軟切換(UMTS)、天線分集和MIMO(多路輸入/多路輸出)環境的測試要求。
• 模擬組件降低信號質量。
• 難以或不可能進行精確的重復測試。
圖2：與傳統方法的比較
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基帶衰落模擬
相比之下，內置衰落模擬器選件的Aeroflex 7100射頻測試儀采用的測試方法如圖2(b)所示。7100 測試平臺(如圖3所示)衰落模擬功能滿足或優于所有3GPP要求，并且可以根據LTE用戶設備空前靈活地分配小區和衰落路徑，不需要手動重新配置。內置衰落模擬器的7100測試儀可以進行完整的重復測試，包括模擬動態環境，可靠精確地測試MIMO系統。
圖3：射頻測試儀
7100平臺中的每個基帶模塊是一種Micro-TCA卡，含有多種通用處理器(GPP)、DSP、FPGA和雙向高速數字鏈路。
基帶模塊生成一個或大量小區輸出的基帶樣本，可以是SISO(單路輸入，單路輸出)，也可以是MIMO。AWGN在信號到達RF模塊之前加入信號中，模擬其他干擾小區。這是一種全數字解決方案：增加衰落和噪聲不必采用任何 新的模擬器件。這樣可以消除校準問題，傳輸到模擬器件的信號可以完全重用。
每個基帶模塊中的多徑模擬器支持多達9個衰落路徑，每個路徑可在傳輸的信號中加入隨時間變化的獨立增益和延遲。
Aeroflex 7100 射頻測試平臺提供可擴展的基帶和射頻源。由于加入基帶模塊，而不是射頻通道，衰落也是一種可擴展的信號源。通過添加7100單元，只需對物理連接稍做調整，即可增加小區、天線或衰落路徑。
射頻工程師、系統集成人員和回歸測試工程師，需要隨時做好測試LTE新功能的準備。為滿足LTE未來需求，Aeroflex 7100衰落模擬器支持20 MHz 以下所有LTE帶寬，頻率范圍達6GHz。衰落模擬器支持所有3GPP衰落規格，便于用戶確定自己的設備是否符合3GPP測試技術要求。
Aeroflex 7100測試平臺的衰落模擬器和AWGN選件，專門用來克服傳統用戶設備測試方法在射頻通道中采用外部組件的局限性。此外，7100 測試儀還為滿足3GPP LTE的各種要求提供完整的測試解決方案，包括MIMO、天線分集和軟切換，相對于采購外部組件，可以極低的成本提供精確的、可重復的測試結果。
7100數字射頻測試儀采用 Aeroflex 經過驗證的 RF 和基帶技術，具有支持LTE 終端設備RF參數和協議測試的獨特功能。7100測試儀可從物理層到核心網絡IP基礎設施進行全面網絡模擬，以小型臺面測試儀為LTE移動設備提供完整的測試系統。
