下一代基站發(fā)射機和接收機不僅采用單一無(wú)線(xiàn)制式的多載波（MC）技術(shù)，并且引入了在單一發(fā)射機路徑中的多種制式，這些對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)多標準無(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，這對于降低基站規模和成本而言十分重要。鑒于此，MSR基站將會(huì )從當前已部署的2/3G無(wú)線(xiàn)制式順利而穩定地過(guò)渡到 3.9G（例如 LTE）、甚至是4G（例如 LTE-Advanced）技術(shù)。這對于網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、服務(wù)提供商和消費者來(lái)講是一個(gè)好消息。但采用 MSR 多載波配置使得對 MSR 基站發(fā)射機進(jìn)行測試更具挑戰。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)應對測量挑戰。

新的要求

當基站支持多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)時(shí)，3GPP 第9版標準包含一系列有關(guān) MSR 的文檔（3GPP TS37 第 9 版），并對基站一致性測試提出了要求。這些文檔覆蓋了采用 3GPP 頻分復用（FDD）制式（例如 LTE FDD、W-CDMA/HSPA 和 GSM/EDGE）和 3GPP 時(shí)分復用（TDD）制式（例如 LTE TDD 和 TD-SCDMA）的 MSR 多載波組合。接收機一致性測試類(lèi)似于每個(gè)單制式的測試，而發(fā)射機一致性測試必須在 MSR 多載波分配情景下執行。
   
當測試 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量、誤差矢量幅度的調制質(zhì)量（EVM）、頻率誤差（計算過(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）。在測試每個(gè)制式的每個(gè)載波時(shí)，要求對 ACLR、占用帶寬（OBW）及各發(fā)射機路徑之間時(shí)間同步進(jìn)行測量。盡管在 MSR 多載波配置時(shí)對上述三種測量沒(méi)有強制要求，但一些基站制造商仍然希望進(jìn)行測試。這種測試需要貼近實(shí)際應用情景，覆蓋被測基站所支持的全部制式，并可為用戶(hù)提供出色的測試效率。

執行頻譜測量
   
MSR 頻譜測量與單制式測試極為相似，可通過(guò)信號分析儀或頻譜分析儀（SA）的掃描分析功能，或矢量信號分析儀的快速傅立葉轉換（FFT）分析來(lái)完成測量。掃描分析方式更加適合帶外或通道外的測量（例如雜散發(fā)射、ACLR 和 SEM），因為頻寬設置需要大于單載波測量所用的頻寬。
圖1 顯示了根據 3GPP TS37.141 定義的 MSR 一致性測試來(lái)進(jìn)行測量的載波通道功率的掃描頻譜視圖。在本例中，針對 MSR 的測量應用軟件可掃描基于頻譜儀的 MSR 通道功率測量，測量非常簡(jiǎn)單?；蛘?，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。
 
圖1. 使用在 X 系列信號分析儀上運行的 Agilent N9083A MSR測量應用軟件來(lái)執行多載波通道功率測量。MSR 被測信號是 3GPP 測試配置 4c（TC4c）的一個(gè)示例，假設基站發(fā)射機的射頻帶寬為 25 MHz。它包括總計 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。

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數字調制質(zhì)量的測量
   
在評測信號調制質(zhì)量時(shí)，例如MSR多載波配置中每個(gè)載波的 EVM，測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一次性采集所有可用的有效載波。記住，該規范沒(méi)有強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。
   
對于發(fā)射機一致性測試，使用被測器件的任意重復碼型波形（例如各種測試模式）來(lái)進(jìn)行測量。3GPP TS37.141 MSR 基站一致性測試標準定義了幾個(gè)用于測試配置的 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)射機一致性測試也可借助傳統的信號采集方法來(lái)完成。 
   
本質(zhì)上講，測試工程師捕獲每個(gè)單載波并逐個(gè)進(jìn)行調制質(zhì)量測量，隨后使用恰當的窄采集輸入帶寬前端來(lái)捕獲每個(gè)單載波。第二步，工程師將頻率轉換為第二個(gè)載波，捕獲并測量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之后使用大型波形采樣計算 EVM，因而被工程師視為簡(jiǎn)單易用、經(jīng)濟高效的方法。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 LTE 第 10 版規定，LTE-Advanced 將支持高達 100-MHz 的系統帶寬。由于LTE-Advanced 支持載波聚合，每個(gè)元器件載波都具有高達 20-MHz 的帶寬。用戶(hù)需要花費額外的時(shí)間和精力逐個(gè)轉換每個(gè)載波測量，但所花費的時(shí)間和精力將完全取決于測試儀/分析儀設備或外部控制程序中的連續捕獲和解調計算過(guò)程/算法。如果選擇“快速本振和載波間模式轉換”，那么它在測試速率方面的劣勢會(huì )很不明顯。
使用寬帶寬分析儀硬件對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 MSR 無(wú)線(xiàn)器件中的瞬時(shí)事件進(jìn)行驗證和故障診斷（例如功能設計驗證和實(shí)際系統操作測試）非常有效（圖 2）。從已采集的寬帶波形中取出每個(gè)載波，分別對其進(jìn)行 EVM 測量。捕獲采樣結果包括所有的同時(shí)存在的有效載波。
  圖 2. 該圖比較了使用窄帶寬硬件對每個(gè)載波進(jìn)行連續采集（左側）和使用寬帶寬硬件對全部載波進(jìn)行同時(shí)采集（右側），以用于調制分析。
   
無(wú)論采用寬帶寬還是窄帶寬硬件分析儀方法，都要求使用恰當的接收機濾波器對每個(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每個(gè)載波都能達到很好的同步和調制穩定性。以 W-CDMA（或 TD-SCDMA）載波為例，標準規范明確定義了接收機濾波器形狀，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。對于GMSK和LTE等制式，不存在如此明確的規范。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 )影響調制質(zhì)量）。

在對 MSR 多載波基站發(fā)射機器件進(jìn)行頻譜和功率測量時(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)射機器件的測量。在分析 MSR多載波配置下每個(gè)載波的調制質(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采集每個(gè)載波。該方法假設 MSR 被測信號是一個(gè)任意重復測試模式信號，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。每種方法的總測試效率取決于測試序列算法的設計或編程方式。

作者簡(jiǎn)介:Moto Itagaki 是安捷倫科技公司蜂窩和無(wú)線(xiàn)信號分析領(lǐng)域的高級應用產(chǎn)品策劃。他擁有超過(guò) 15 年的無(wú)線(xiàn)技術(shù)經(jīng)驗，最初擔任安捷倫移動(dòng)通信測試的研發(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 測試應用軟件的發(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。