下一代基站發(fā)射機(jī)和接收機(jī)不僅采用單一無(wú)線(xiàn)制式的多載波（MC）技術(shù),，并且引入了在單一發(fā)射機(jī)路徑中的多種制式,，這些對(duì)帶寬提出了更寬的要求。例如,，GSM,、W-CDMA 和LTE 多載波可以同時(shí)從一個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)電（MSR）基站單元進(jìn)行傳輸。蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以支持多種制式,，這對(duì)于降低基站規(guī)模和成本而言十分重要,。鑒于此，MSR基站將會(huì)從當(dāng)前已部署的2/3G無(wú)線(xiàn)制式順利而穩(wěn)定地過(guò)渡到3.9G（例如LTE）,、甚至是4G（例如LTE-Advanced）技術(shù),。這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商和消費(fèi)者來(lái)講是一個(gè)好消息,。但采用MSR 多載波配置使得對(duì)MSR 基站發(fā)射機(jī)進(jìn)行測(cè)試更具挑戰(zhàn),。為確保MSR 基站的順利部署，有必要通過(guò)一種快速,、高效的途徑來(lái)應(yīng)對(duì)測(cè)量挑戰(zhàn),。
新的要求
當(dāng)基站支持多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)時(shí)，3GPP 第9版標(biāo)準(zhǔn)包含一系列有關(guān)MSR 的文檔（3GPP TS37 第9 版）,，并對(duì)基站一致性測(cè)試提出了要求,。這些文檔覆蓋了采用3GPP 頻分復(fù)用（FDD）制式（例如LTE FDD、W-CDMA/HSPA 和GSM/EDGE）和3GPP 時(shí)分復(fù)用（TDD）制式（例如LTE TDD 和TD-SCDMA）的MSR 多載波組合,。接收機(jī)一致性測(cè)試類(lèi)似于每個(gè)單制式的測(cè)試,，而發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試必須在MSR 多載波分配情景下執(zhí)行。
當(dāng)測(cè)試MSR 多載波配置時(shí)，TS37 文檔定義的射頻要求指定了通道功率測(cè)量,、誤差矢量幅度的調(diào)制質(zhì)量（EVM）,、頻率誤差（計(jì)算過(guò)程與EVM 相同）、雜散發(fā)射,、工作頻段殘余輻射或頻譜輻射模板（SEM）,。在測(cè)試每個(gè)制式的每個(gè)載波時(shí)，要求對(duì)ACLR,、占用帶寬（OBW）及各發(fā)射機(jī)路徑之間時(shí)間同步進(jìn)行測(cè)量,。盡管在MSR 多載波配置時(shí)對(duì)上述三種測(cè)量沒(méi)有強(qiáng)制要求，但一些基站制造商仍然希望進(jìn)行測(cè)試,。這種測(cè)試需要貼近實(shí)際應(yīng)用情景,，覆蓋被測(cè)基站所支持的全部制式，并可為用戶(hù)提供出色的測(cè)試效率,。
執(zhí)行頻譜測(cè)量
MSR 頻譜測(cè)量與單制式測(cè)試極為相似,，可通過(guò)信號(hào)分析儀或頻譜分析儀（SA）的掃描分析功能，或矢量信號(hào)分析儀的快速傅立葉轉(zhuǎn)換（FFT）分析來(lái)完成測(cè)量,。掃描分析方式更加適合帶外或通道外的測(cè)量（例如雜散發(fā)射,、ACLR 和SEM），因?yàn)轭l寬設(shè)置需要大于單載波測(cè)量所用的頻寬,。
圖1 顯示了根據(jù)3GPP TS37.141 定義的MSR 一致性測(cè)試來(lái)進(jìn)行測(cè)量的載波通道功率的掃描頻譜視圖,。在本例中，針對(duì)MSR 的測(cè)量應(yīng)用軟件可掃描基于頻譜儀的MSR 通道功率測(cè)量,，測(cè)量非常簡(jiǎn)單,。或者,，也可手動(dòng)配置頻譜儀的分辨率帶寬（例如100 kHz）進(jìn)行掃描,，帶寬需要足夠窄才可以區(qū)分GSM 載波，同時(shí)可為每個(gè)感興趣的載波添加一系列頻帶功率游標(biāo),。
圖1. 使用在X 系列信號(hào)分析儀上運(yùn)行的Agilent N9083A MSR測(cè)量應(yīng)用軟件來(lái)執(zhí)行多載波通道功率測(cè)量,。MSR 被測(cè)信號(hào)是3GPP 測(cè)試配置4c（TC4c）的一個(gè)示例，假設(shè)基站發(fā)射機(jī)的射頻帶寬為25 MHz,。它包括總計(jì)6個(gè)GMSK/8PSK 的載波（在射頻帶寬的最低和最高頻偏上各有3個(gè)載波）,、2個(gè)W-CDMA 載波和1個(gè)LTE FDD 10-MHz 載波。
數(shù)字調(diào)制質(zhì)量的測(cè)量
在評(píng)測(cè)信號(hào)調(diào)制質(zhì)量時(shí),，例如MSR多載波配置中每個(gè)載波的EVM,，測(cè)試工程師考慮的主要方面是如何在MSR 基站射頻端口所支持的寬帶寬內(nèi)一次性采集所有可用的有效載波。記住,，該規(guī)范沒(méi)有強(qiáng)制要求借助具有寬帶采集前端的分析儀同時(shí)捕獲所有的有效載波,。
對(duì)于發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試，使用被測(cè)器件的任意重復(fù)碼型波形（例如各種測(cè)試模式）來(lái)進(jìn)行測(cè)量。3GPP TS37.141 MSR 基站一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定義了幾個(gè)用于測(cè)試配置的MSR 多載波分配碼型,。因此，即便是不使用寬帶前端硬件來(lái)同時(shí)捕獲所有可用的MSR多載波,，發(fā)射機(jī)一致性測(cè)試也可借助傳統(tǒng)的信號(hào)采集方法來(lái)完成。
本質(zhì)上講，測(cè)試工程師捕獲每個(gè)單載波并逐個(gè)進(jìn)行調(diào)制質(zhì)量測(cè)量,，隨后使用恰當(dāng)?shù)恼杉斎霂捛岸藖?lái)捕獲每個(gè)單載波,。第二步，工程師將頻率轉(zhuǎn)換為第二個(gè)載波,，捕獲并測(cè)量EVM,，以此類(lèi)推。這種方法不需要通過(guò)昂貴的寬帶前端硬件一次性覆蓋所有的載波,，也不需要在捕獲寬帶信號(hào)之后使用大型波形采樣計(jì)算EVM,，因而被工程師視為簡(jiǎn)單易用、經(jīng)濟(jì)高效的方法,。目前最寬的蜂窩載波帶寬是LTE 的20-MHz 帶寬,。但LTE-Advanced 又會(huì)如何呢？根據(jù)LTE 第10 版規(guī)定,，LTE-Advanced 將支持高達(dá)100-MHz 的系統(tǒng)帶寬,。由于LTE-Advanced 支持載波聚合，每個(gè)元器件載波都具有高達(dá)20-MHz 的帶寬,。用戶(hù)需要花費(fèi)額外的時(shí)間和精力逐個(gè)轉(zhuǎn)換每個(gè)載波測(cè)量,，但所花費(fèi)的時(shí)間和精力將完全取決于測(cè)試儀/分析儀設(shè)備或外部控制程序中的連續(xù)捕獲和解調(diào)計(jì)算過(guò)程/算法。如果選擇“快速本振和載波間模式轉(zhuǎn)換”,，那么它在測(cè)試速率方面的劣勢(shì)會(huì)很不明顯,。
使用寬帶寬分析儀硬件對(duì)全部感興趣的有效載波進(jìn)行同時(shí)捕獲的成本要高于窄帶寬硬件，但它對(duì)MSR 無(wú)線(xiàn)器件中的瞬時(shí)事件進(jìn)行驗(yàn)證和故障診斷（例如功能設(shè)計(jì)驗(yàn)證和實(shí)際系統(tǒng)操作測(cè)試）非常有效（圖2）,。從已采集的寬帶波形中取出每個(gè)載波,，分別對(duì)其進(jìn)行EVM 測(cè)量。捕獲采樣結(jié)果包括所有的同時(shí)存在的有效載波,。
圖2.該圖比較了使用窄帶寬硬件對(duì)每個(gè)載波進(jìn)行連續(xù)采集（左側(cè)）和使用寬帶寬硬件對(duì)全部載波進(jìn)行同時(shí)采集（右側(cè)）,，以用于調(diào)制分析。
無(wú)論采用寬帶寬還是窄帶寬硬件分析儀方法,，都要求使用恰當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)濾波器對(duì)每個(gè)感興趣的載波進(jìn)行過(guò)濾,。濾波器能夠抑制相鄰載波功率干擾，從而使分析儀在多載波條件下對(duì)每個(gè)載波都能達(dá)到很好的同步和調(diào)制穩(wěn)定性,。以W-CDMA（或TD-SCDMA）載波為例,，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范明確定義了接收機(jī)濾波器形狀，濾波器為3.84 MHz（TD-SCDMA 為1.28 MHz）、滾降因子為0.22的根升余弦濾波器,。對(duì)于GMSK和LTE等制式,，不存在如此明確的規(guī)范。相反,，可能需要為滾降因子變化幅度較大的分析儀添加一個(gè)相鄰載波抑制濾波器（即便會(huì)影響調(diào)制質(zhì)量）,。
總結(jié)
在對(duì)MSR 多載波基站發(fā)射機(jī)器件進(jìn)行頻譜和功率測(cè)量時(shí)，頻譜掃描的方法仍然適用,。它同樣可用于每個(gè)載波發(fā)射機(jī)器件的測(cè)量,。在分析MSR多載波配置下每個(gè)載波的調(diào)制質(zhì)量時(shí)，可采用兩種方法,。第一種方法,，使用窄帶寬硬件前端連續(xù)采集每個(gè)載波。該方法假設(shè)MSR 被測(cè)信號(hào)是一個(gè)任意重復(fù)測(cè)試模式信號(hào),，具有簡(jiǎn)單和低成本的優(yōu)點(diǎn),。第二種方法，使用寬帶寬硬件前端同時(shí)采集所有的載波,。該方法能夠真正同時(shí)捕獲所有的載波,，以便對(duì)瞬時(shí)事件進(jìn)行故障診斷，缺點(diǎn)在于成本高昂,。每種方法的總測(cè)試效率取決于測(cè)試序列算法的設(shè)計(jì)或編程方式,。
作者簡(jiǎn)介
Moto Itagaki 是安捷倫科技公司蜂窩和無(wú)線(xiàn)信號(hào)分析領(lǐng)域的高級(jí)應(yīng)用產(chǎn)品策劃。他擁有超過(guò)15 年的無(wú)線(xiàn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn),，最初擔(dān)任安捷倫移動(dòng)通信測(cè)試的研發(fā)工程師,。作為產(chǎn)品策劃，Itagaki 推動(dòng)了GSM/EDGE,、W-CDMA/HSPA,、IS95、cdma2000,、1xEV-DO,、802.16-OFDMA、LTE 和MSR 測(cè)試應(yīng)用軟件的發(fā)展,。Itagaki 常駐日本神戶(hù)辦事處,，持有日本東北大學(xué)的電子和通信工程碩士學(xué)位。