1  引言

微微蜂窩類似家庭基站（Home Node B），是一種小型、低成本的蜂窩接入點，主要用于改善個人住所和小型企業(yè)建筑內的網絡覆蓋。通常，它通過類似于DSL或有線寬帶的方式與運營商的核心網絡直接相連；它的運行方式與基站基本相同，只不過其功率水平要比一般基站低一些，并且對其射頻性能也可以略微降低。

目前，我國將全面邁向3G時代。3G時代的全面來臨，為其后續(xù)LTE技術的市場提供了豐富的想像空間。而作為LTE技術的時分模式TD-LTE，因其全面兼容TD-SCDMA以及能夠為TD-SCDMA技術提供非常平滑的技術過度，引起我國通信廠商的廣泛關注。作為改善最后一級覆蓋的超微蜂窩與TD-LTE的結合，無疑將大大提高TD-LTE在個人住所和小型企業(yè)建筑內的覆蓋，從而擁有更多可分配給客戶的物理資源，大大改善用戶的客戶體驗。

2  TD-LTE的幀結構

在UMTS的長期演進（LTE）中，分為頻分（FDD）和時分（TDD）兩種模式。TD-LTE即為其時分模式，又叫LTE-TDD；其在高層協(xié)議上與FDD完全一致，在幀結構上則充分考慮和繼承了TD-SCDMA的設計思想，除了在特殊子幀處與FDD模式稍有不同外，其他子幀也保持了與FDD模式良好的兼容性。

在LTE中的兩種幀結構中，FDD使用Type 1，TDD則使用Type 2。對于TD-LTE使用的Type 2幀結構，與TD-SCDMA有很多類似，它把10ms的無線幀分成兩個5ms的半幀；每個半幀由5個1ms的子幀組成，包括1個特殊子幀和4個普通子幀。對于特殊子幀是由3個特殊時隙組成：DwPTS，GP和UpPTS；DwPTS是下行導頻時隙，UpPTS則是上行導頻時隙，GP則用于下行到上行之間的保護間隔。普通子幀則與FDD模式一樣，用來傳輸數據信息。

不同于LTE-FDD（依靠頻率區(qū)分上下行），LTE-TDD則是在同一個頻率上，依靠時間即不同的時隙來區(qū)分上下行，因而可以方便地通過調整上下行時隙配比來滿足現實網絡中諸多非對稱業(yè)務的需求。在規(guī)范中定義了7種不同的上下行配比關系，從對下行支持較多的9：1到對上行支持較多的2：3，用戶可以根據需求選擇，從而實現對下載或上傳業(yè)務的良好支持。

3  TD-LTE微微蜂窩測試

LTE技術（TDD和FDD）使用了與CDMA（主要應用于第三代移動通信）的碼分多址接入技術完全不同的空中接口，其在下行采用OFDMA（正交頻分復用多址接入）技術，在上行則使用峰均比優(yōu)化的SC-FDMA（單載波頻分多址接入）技術，給LTE設備的測試帶來巨大的挑戰(zhàn)。圖1是使用羅德與施瓦茨公司的矢量信號源SMU200A和矢量信號分析儀FSQ，依照規(guī)范TS36.141進行TD-LTE微微蜂窩基站的射頻測試的框圖。



圖1  使用R&S公司的SMU和FSQ測試微微蜂窩示意圖

目前，由于LTE技術還在發(fā)展中，其相應的技術規(guī)范還沒有完全凍結。在TS 36.141 V 8.2.0版本中，關于基站發(fā)射機的測試已經定義了如功率、發(fā)射信號質量（包括頻率誤差，矢量幅度誤差EVM，不同天線間的時間對比關系，下行參考功率等）、頻譜（包括占用帶寬OBW，鄰信道泄露比ACLR以及雜散等）和發(fā)射機互調。使用R&S的FSQ可以測試以上全部指標，此外還可以測試每個載波和每個子幀上的EVM，功率時間模板，頻率平坦度，星座圖，CCDF以及比特流等；這些測試功能進一步拓展了研發(fā)人員的測試廣度和深度，加速了研發(fā)的進度。

對于LTE的發(fā)射機測試，與傳統(tǒng)模式測試最大的不同在于其需要支持MIMO技術，與其相關的上述測試項就有不同天線間的時間對比關系測試項；其原理即為測試兩個或多個天線間，在正常工作的狀態(tài)下，其各自發(fā)射信號間的時間誤差。使用R&S的矢量信號分析儀FSQ (或FSV) ，一臺儀表就可以實現該項測試（測試結果參見表1）；不僅如此，還可以測試每個天線各自的信號質量等。測試時，只需把基站的兩個天線通過合路器鏈接到FSQ的射頻口，通過FSQ內部的功能鍵選擇得到相應的測試結果。



TD-LTE的接收機和性能測試，矢量信號源產生相應的上行信號（SC-FDMA），通過單端接收機測試的方式來驗證基站的接收情況。所謂單端即基站已知信號源所發(fā)的信號序列，在其接收解調后，自己做對比并計算出測試結果BER/BLER。對應的測試規(guī)范中定義了以下測試項：

（1）參考靈敏度。

（2）動態(tài)范圍。

（3）帶內選擇性。

（4）鄰信道選擇性和窄帶阻塞。

（5）阻塞。

（6）接收機雜散。

（7）接收互調等。

（8）HARQ重傳和多徑衰落情況下性能測試。

（9）HARQ重傳情況下上行定時調整性能測試。

接收機雜散可以用頻譜儀來測試，以上其它測試可以使用雙通道矢量信號源SMU200A來實現，SMU200A可配置為雙通道，一個通道產生上行TDD LTE信號，另一通道產生規(guī)范要求的干擾信號，這些干擾信號可以是單音，也可以是不同標準的矢量調制信號，可以對每個通道獨立地加衰落和AWGN噪聲。在性能測試中，SMU200A可以根據基站的反饋信號來實時進行上行信號重傳，這是任意波形發(fā)生器所不能實現的。

另外，MIMO（多入多出）技術是LTE不可缺少的組成部分，LTE的高速率實現缺少不了MIMO技術的支持，因此需要使用相應的MIMO信號來測試基站接收機性能。這時，同樣可以利用雙通道SMU200A內置的4個衰落模塊，來測試2×2的MIMO，具體參見圖2。



圖2  SMU產生2×2 MIMO測試信號

4  結束語

目前，有關LTE的技術規(guī)范雖然已經大部分凍結，但是還有一些指標在不斷地變化、發(fā)展中，對測試人員來說，則就需要使用能夠緊跟規(guī)范的設備來測試其LTE產品，保持產品的領先性。羅德與施瓦茨公司與3GPP的關系非常密切，并是其成員之一，始終緊跟LTE的發(fā)展，推出相應的測試功能，全力支持了我國TD-SCDMA向TD-TLE的演進。