測試方法

鑒于前文中所討論過的原因，行之有效的測試方法必須能夠應對所描述的這些挑戰(zhàn)：通過便攜機體尺寸提供數(shù)量較大的互易性RF信道、考慮到天線模式和極化的信道建模，以及在動態(tài)(活動)場景中測試波束賦型的能力。雙向8×N系統(tǒng)測試所需的信道數(shù)量會帶來前所未有的挑戰(zhàn)。圖3顯示的是8x2雙向測試所用的現(xiàn)代系統(tǒng)圖示。傳統(tǒng)的信道仿真器可能占用一個40U機架，并且需要大量的外部RF硬件才能實現(xiàn)相同的信道場景。

圖3：本圖示顯示的是8×2 MIMO波束賦型測試的信道仿真。

隨著技術的進步，對測試系統(tǒng)的要求只會變得越來越具挑戰(zhàn)性，而且會變得越來越苛刻。實例之一就是雙層波束賦型應用，其中包含兩個從不同物理位置與同一eNodeB BTS通話的用戶設備。所需的測試拓撲結構中包含一個8×4雙向MIMO信道(也就是包含32個數(shù)字信道的16個RF信道)。另外一個實例就是IRC。要想對IRC進行測試，需要eNodeB BTS，即本測試案例中的被測設備(DUT)，從一個“預期”的用戶設備和多個起干擾作用的用戶設備接收信號，而且測試中還會考慮到衰減的效應。

隨著新技術的開發(fā)和現(xiàn)有技術在高天線數(shù)MIMO系統(tǒng)中的部署，未來還會出現(xiàn)一些極具挑戰(zhàn)性的測試場景。例如，多用戶MIMO(MU-MIMO)并非什么新的測試。但在LTE的MIMO用戶設備條件下進行的此類測試則會帶來一些重大的挑戰(zhàn)，因為有多種復雜的技術都以“分層”的方式層疊在一起。在MU-MIMO中，系統(tǒng)會使用信號處理來發(fā)揮多用戶設備之間的空間差異特性。另外一個實例是LTE-A中的協(xié)同多點(CoMP)傳輸。當用戶設備連接至多個eNodeB BTS時(通常在重疊的蜂窩邊緣處)，該技術會對網(wǎng)絡冗余加以利用。

圖4顯示的是測試雙層波束賦型、MU-MIMO和集成雙向MIMO信道的CoMP時的典型袖珍設置。集成式解決方案的信道密度所發(fā)揮的作用遠不止于在有限的實驗室空間中應對大量RF信道的挑戰(zhàn)。在相信校準和穩(wěn)定性方面，它也是一種穩(wěn)定得多的平臺。

圖4：這種小巧的測試設置可應對雙層波束賦型、MU-MIMO和CoMP測試場景。

幾何信道模型

當需要對LTE和LTE-A系統(tǒng)的先進天線技術進行測試時，基于關聯(lián)的傳統(tǒng)MIMO信道建模就已經(jīng)無法勝任了。這種傳統(tǒng)的建模方法無法捕獲MIMO信道的空間特性或前文所討論過的先進天線技術的效果。

多數(shù)基于關聯(lián)的MIMO信道建模都建立在一項假設的基礎之上，即信號離開發(fā)射天線時是全方向的，而且以同樣的方式到達接收天線。4但在MIMO波束賦型中，實際情況并非如此。

為解決這一問題，研究人員們提出了一種全新的信道建模方法，即所謂的幾何信道建模(GCM)。在GCM中，從發(fā)射天線到接收天線的每條信號路徑都從幾何上受到追蹤，并且合并在一起而形成了信道。這種方法從本質(zhì)上為天線模式和極化提供了支持。由于具體了這些特質(zhì)，GCM已被選定對下一代無線技術進行評估。

實時衰減

實時衰減方法可以實時生成信道數(shù)據(jù)，而不是預先計算出的數(shù)據(jù)，同時還可以從緩存存儲內(nèi)容中對其加以回放。推動實時衰減有兩項主要的動力：創(chuàng)建真正的動態(tài)場景并且實現(xiàn)試驗和查錯式的研發(fā)故障查找。在動態(tài)或移動場景中，信道參數(shù)會隨時間而改變。實時衰減使測試人員可對信道參數(shù)編制腳本，從而對信道的動態(tài)加以模仿。利用實時衰減引擎，為波束賦型測試創(chuàng)建不同類型用戶設備移動的工作將會變得非常簡潔而直觀。

在研發(fā)測試中，需要具備控制信道來實現(xiàn)故障查找的靈活能力。利用幾何信道建模和實時衰減能力，工程師能夠對一項或多項信道參數(shù)進行調(diào)節(jié)，并且立即獲得響應。這種“實驗和查錯式的故障查找”方法在產(chǎn)品開發(fā)中是通用的，而且已經(jīng)廣泛用于各類系統(tǒng)測試中。

由于整個行業(yè)都在為實現(xiàn)更新的無線應用而追求更高的數(shù)據(jù)速率，所用的天線數(shù)量和先進天線技術的復雜性都必然會與日俱增。這種趨勢將對包含先進天線技術的LTE和LTE-A測試構成巨大的挑戰(zhàn)。因此，新的方法和新的測試場景思維方式都將是不可或缺的。

八天線系統(tǒng)可以將2x2 MIMO系統(tǒng)所用的信道數(shù)量提高至原有水平的四倍。但研究人員已經(jīng)開始探討天線組件數(shù)量為2x2系統(tǒng)的8倍的技術。如果在實驗室中重現(xiàn)互易式高天線數(shù)測試場景，將會面臨空間和其它資源方面諸多的嚴重制約。與傳統(tǒng)的信道建模相比，新興的先進天線技術也會帶來新的挑戰(zhàn)。當測試人員需要完整理解系統(tǒng)的性能時，在動態(tài)場景中對系統(tǒng)進行測試是必不可少的。

能夠應對這些挑戰(zhàn)的有效測試方法必須使用可支持各種先進天線技術的幾何信道建模。它還必須能夠以實時方式運行動態(tài)場景。最后，這種測試方法還必須能夠可靠、高效地創(chuàng)建八天線系統(tǒng)中雙向MIMO信道的所有細節(jié)，而且必須在小巧便攜的設備規(guī)格內(nèi)實現(xiàn)所有這些功能。

作者：思博倫通信 陳康

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