HSPA+終端測試概述和方案介紹

1 引言

當(dāng)前，為了提高下行和上行分組數(shù)據(jù)的速率和容量，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)大規(guī)模地部署UMTS高速下行分組接入（HSDPA）和高速上行分組接入（HSUPA）網(wǎng)絡(luò)。在3GPP中，HSDPA作為R5引入，而HSUPA則作為3GPP R6一個(gè)非常重要的特性。HSDPA和HSUPA的結(jié)合就是HSPA（高速分組接入）。但是，即使引進(jìn)HSPA，UMTS的演進(jìn)也并沒有到達(dá)其終點(diǎn)。在R7和R8中，HSPA+會帶來極大的性能增強(qiáng)，目的使基于HSPA的無線網(wǎng)絡(luò)在頻譜效率、峰值速率和時(shí)延方面的性能得到顯著提高，從而充分利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)的資源潛力。

2 HSPA+主要技術(shù)特性和需求

HSPA+在3GPP R7版本開始定義，主要的特性分布在R7和R8兩個(gè)版本中（見圖1）。

圖1 HSPA+技術(shù)特性版本分布

UMTS的基站可以實(shí)現(xiàn)從HSDPA/HSUPA到HSPA+平滑的升級，目前國外有些WCDMA運(yùn)營商已經(jīng)開始部署HSPA+的網(wǎng)絡(luò)，以提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。綜合考慮HSPA+技術(shù)特性演變的相關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)的成本效益比和LTE技術(shù)的發(fā)展情況，HSPA+網(wǎng)絡(luò)對已經(jīng)定義的技術(shù)特性的支持有優(yōu)先度的區(qū)分。當(dāng)前計(jì)劃部署或者已經(jīng)部署的HSPA+網(wǎng)絡(luò)多支持高階的64QAM，增強(qiáng)的Cell FACH，層2增強(qiáng)和CPC等。羅德與施瓦茨的信號源SMx和頻譜分析儀FSx系列已經(jīng)可以提供基站上述特性的驗(yàn)證，并能提供MIMO衰落的仿真和多天線的分析。

相似的是，隨著LTE試商用的逐步臨近，各芯片廠商在HSPA+終端特性的支持上更多地采用遵從網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)、平滑過渡的策略。HSPA+芯片的早期會支持下行64QAM，層2增強(qiáng)，增強(qiáng)的Cell FACH，CPC，上行16QAM，MIMO等主要特性。這些特性涵蓋了HSPA+的協(xié)議棧和物理層的技術(shù)，因此涉及到了協(xié)議棧測試和RF測試。如何在芯片研發(fā)和生產(chǎn)的過程中對上述的特性進(jìn)行一致性的驗(yàn)證，保證研發(fā)和生產(chǎn)的質(zhì)量，成為了非常重要的任務(wù)。

2.1 下行64QAM

HSPA+下行64QAM調(diào)制方式能力引入了新的UE類別13和14，在HSDPA 15個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使下行的速率最大增加到21.1Mbit/s?；緸榱藴?zhǔn)確行使64QAM的調(diào)度引入了新的CQI映射表，通過下行的HS-SCCH信道來通知手機(jī)，并且測試規(guī)范引入了新的固定參考測量信道H-SET 8。對于支持64QAM的HSPA+終端而言，需要評估其HS-PDSCH最大的接收電平和H-SET 8下的單鏈路性能。此外，驗(yàn)證HSPA+數(shù)據(jù)終端的真實(shí)流量對于HSPA+產(chǎn)品的實(shí)際用戶體驗(yàn)具有較大的參考意義。

2.2 上行16QAM

上行16QAM調(diào)制方式能力則引入了新的UE類別7，在HSUPA原來4個(gè)碼道的基礎(chǔ)上使上行的速率翻倍，達(dá)到了11.5Mbit/s。規(guī)范針對16QAM引入了新的AG值映射表，以包含更高的傳輸塊大小和授權(quán)值。16QAM調(diào)制方式的引入同樣對協(xié)議和射頻都提出了新的需求，如在射頻上要求對RCDE進(jìn)行測量，對EVM也提出了新的要求。

2.3 層2增強(qiáng)

為了支持高階調(diào)制和MIMO的高速率，HSPA+在層2，主要是對MAC和RLC做了許多增強(qiáng)。MAC層引入了增強(qiáng)的MAC-ehs實(shí)體。MAC-ehs支持靈活的RLC PDU大小和MAC匯聚分割功能，允許在一個(gè)2ms TTI內(nèi)，復(fù)用來自多個(gè)優(yōu)先排隊(duì)的數(shù)據(jù)，并決定發(fā)射單個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)流（MIMO）。同時(shí)，RLC也做了增強(qiáng)，以支持AM模式下靈活的下行PDU大小。對于HSPA+，如何來驗(yàn)證層2增強(qiáng)的特性顯得非常重要。

2.4 增強(qiáng)的Cell FACH

增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)可以保證用戶更好的傳輸體驗(yàn)。由于非常少的控制信道開銷，CELL_FACH狀態(tài)非常適合用于“永遠(yuǎn)在線”類型的服務(wù)。以前的HSDPA中多在CELL_DCH下操作，而增強(qiáng)的Cell FACH技術(shù)允許在CELL_FACH，甚至是CELL_PCH和URA_PCH下使用HS-DSCH，從而增強(qiáng)了可能的速率。尤其對于少量的數(shù)據(jù)而言，短時(shí)間就可以完成而不需要轉(zhuǎn)化到CELL_DCH狀態(tài)。同時(shí)，由于HS-DSCH 2ms的TTI，減少了下行控制消息的信令時(shí)延。此外，CELL_FACH，URA_PCH和CELL_PCH向CELL_DCH轉(zhuǎn)換的時(shí)間也大大減少，提高了使用者對間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)臐M意度。因此，協(xié)議對于加強(qiáng)的Cell FACH功能的驗(yàn)證也是必須的。

2.5 連續(xù)分組連接（CPC）

HSPA+的連續(xù)分組連接（CPC）技術(shù)主要包括DTX/DRX技術(shù)和HS-SCCH Less Operation技術(shù)等，DTX/DRX實(shí)現(xiàn)上行不連續(xù)發(fā)送和下行不連續(xù)接收，從而減少上行干擾、提升上行容量和節(jié)省UE耗電等目的；而HS-SCCH Less Operation通過在某些情形下，如低速傳輸時(shí)，節(jié)省HS-SCCH的發(fā)送，通過手機(jī)本身對有限格式組合的盲解調(diào)來達(dá)到節(jié)省下行信道碼資源，提高下行用戶數(shù)的目的。CPC技術(shù)幫助許多用戶“永遠(yuǎn)在線”，但又能感受到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的類似體驗(yàn)。HSPA+的CPC技術(shù)對協(xié)議和射頻測試都提出了新的需求。