一種W-CDMA用戶設(shè)備接收機(jī)測量的新方法

摘    要: 為了測試W-CDMA用戶設(shè)備(UE)中的解調(diào)器性能， 33kbps參考測量信道(RMC)被開發(fā)出來。該信道提供了一種分析接收機(jī)RF域性能的方法，而該性能通常因標(biāo)準(zhǔn)糾錯算法的使用而被屏蔽。
引言
 第三代(3G)移動蜂窩系統(tǒng)正在全球部署，人們需要在測試階段和制造階段測試UE(相當(dāng)于2G系統(tǒng)中的移動終端)。3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一項(xiàng)測試是誤碼率(BER)測試，它通過建立12.2kbps RMC進(jìn)行測量。但這項(xiàng)測試只能評估信道解碼后UE的總誤碼性能，而不能提供有關(guān)解調(diào)器本身的單獨(dú)信息。由于解調(diào)器性能對接收機(jī)極為重要，尤其是在設(shè)計(jì)階段，而解調(diào)器卻未經(jīng)當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)評估就集成到UE中，因此工程師如何了解用戶端設(shè)備的全部性能變得非常必要，卻又異常困難。按照本文所介紹的新方法，只要對12.2kbps RMC設(shè)置期間的呼叫連接做一些小的改變，就能構(gòu)成不在上行鏈路或下行鏈路上進(jìn)行糾錯的新信道，從而能在接收機(jī)測試的環(huán)回連接中，比常規(guī)連接更接近所暴露的問題。

環(huán)回測試設(shè)置
圖1描述了系統(tǒng)仿真器(測試裝置)與UE在環(huán)回測試期間的塊級連接。測試裝置中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)位用“10110001101”碼型表示，它在無線測試模式連接期間由12.2kbps RMC發(fā)送到UE。UE恢復(fù)該數(shù)據(jù)位，并把同樣的數(shù)據(jù)再發(fā)送到測試裝置。測試裝置比較發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，并由此計(jì)算出BER。
BER被定義為所接收的錯誤位數(shù)與所有發(fā)送位數(shù)之比。此處的位為卷積/加速解碼器輸出處的信息位。當(dāng)測試裝置測量環(huán)回BER時，它在下行鏈路的專門流量信道(DTCH)上向UE發(fā)送一個在環(huán)回模式中配置的已知數(shù)據(jù)碼型。UE對該數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并在上行鏈路DTCH上再次發(fā)送。測試裝置分析上行鏈路數(shù)據(jù)，比較它與原先在下行鏈路上發(fā)送位的接近程度，每次只比較下行鏈路和上行鏈路數(shù)據(jù)的一個傳輸塊。當(dāng)測試UE接收機(jī)性能時，假定下行鏈路是無錯的，任何上行鏈路上產(chǎn)生的錯誤都使接收機(jī)測試無效。

傳統(tǒng)的12.2kbps RMC實(shí)現(xiàn)
圖2示出專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的結(jié)構(gòu)，它由多路轉(zhuǎn)換DTCH數(shù)據(jù)和專用控制信道(DCCH)構(gòu)成，在每一個20ms DTCH幀內(nèi)產(chǎn)生244bit數(shù)據(jù)，從而使原始數(shù)據(jù)率為244bit/20ms= 12.2kbps。接著增加24個循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)和尾比特，然后把整個數(shù)據(jù)塊加至編碼速率為1/3的卷積編碼器。再在每804bit編碼數(shù)據(jù)中穿孔掉126bit，留給下一級的就只有688bit。在環(huán)回測試期間，已知測試數(shù)據(jù)碼型經(jīng)DTCH發(fā)送，構(gòu)成12.2kbps RMC。
在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中定義了兩種環(huán)回結(jié)構(gòu)類型，如圖3所示。對于類型 1，當(dāng)包數(shù)據(jù)采用無線電方式傳輸時，環(huán)回位置在包數(shù)據(jù)收斂協(xié)議(PDCP)層的頂部；若使用RMC，則在無線電鏈路控制(RLC)層的頂部。
環(huán)回類型 2用于實(shí)現(xiàn)塊誤碼率(BLER)測試，測試裝置首先向UE發(fā)送帶有經(jīng)計(jì)算CRC的傳輸塊。在恢復(fù)可能包含錯誤的傳輸塊和CRC后，UE通過上行鏈路把同樣的傳輸塊和CRC發(fā)回測試裝置。根據(jù)接收到的傳輸塊，測試裝置計(jì)算相應(yīng)的CRC，并與UE發(fā)送的數(shù)據(jù)相比較。只要兩者的CRC不相等，就說明有塊錯產(chǎn)生。為使這種類型的BLER測試順利進(jìn)行，測試裝置必須保證UE能設(shè)置足夠大的上行鏈路傳輸塊，以包括原傳輸塊數(shù)據(jù)和CRC。類型2環(huán)回的另一個條件是UE不能在上行鏈路上發(fā)送計(jì)算后的CRC，但要在下行鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)所接收的CRC。

新的 33kbps RMC實(shí)現(xiàn)
當(dāng)向UE以無線方式發(fā)送設(shè)置消息時，3GPP 規(guī)范最初允許為傳輸塊選擇“無信道編碼”。當(dāng)傳輸塊為DTCH選擇“無信道編碼”時，所有其它參數(shù)，如傳輸時間間隔、DCCH配置和傳輸塊多路轉(zhuǎn)換都保持與12.2 kbps RMC相同。在改進(jìn)的協(xié)議中，除增加未編碼傳輸塊的大小外，所有信令和物理層參數(shù)都沒有變化，并去掉了信道編碼和速率匹配功能。在設(shè)置消息中，測試裝置讓UE在DTCH的上行鏈路和下行鏈路中使用“無信道編碼”。此外，為保持信道對稱和所有其它傳輸格式的可變常數(shù)，還要增加未編碼傳輸塊的大小，這樣，在測試裝置和UE傳輸通路中的第一個交織級上就出現(xiàn)同樣大小的塊(如圖2所示)。圖4描述了新協(xié)議改進(jìn)后的DTCH。在新協(xié)議中，672 DTCH 數(shù)據(jù)位在一個20ms幀內(nèi)發(fā)送，這樣，原始數(shù)據(jù)率就從12.2kbps增加到33.6kbps，然后再增加16位 CRC位，所構(gòu)成的688個數(shù)據(jù)塊直接加到第一個交織器，以供進(jìn)一步的處理。應(yīng)注意的是，當(dāng) DTCH選擇了“無編碼”選項(xiàng)時，就不需要上行鏈路或下行鏈路中DTCH bit的穿孔(由速率匹配塊提供)。除此之外，對于上述系統(tǒng)仿真器的33.6kbps RMC實(shí)現(xiàn)，在UE物理層或協(xié)議配置上不需要進(jìn)行任何改變。
這種新方法有效地去除了系統(tǒng)中的糾錯編碼，同時也把數(shù)據(jù)率從12.2kbps增加到33.6kbps，從而實(shí)現(xiàn)了更快的BER測試。而且這些誤碼結(jié)果還有助于更精確地評估UE的實(shí)際RF和解調(diào)性能。此外，當(dāng)把BER與基于12.2 kbps RMC的測量比較時，能很好地評估信道的編碼增益。

測量結(jié)果
不僅在UE中，在測試裝置中也已實(shí)現(xiàn)了該新的方法。在基于12.2kbps和33.6kbps RMC的典型BER測試裝置中，對于同樣0.1%的BER，當(dāng)信道編碼工作時，接收機(jī)的靈敏度就從-100dBm提升到-110dBm。同時，在對三種不同品牌的UE進(jìn)行測試時發(fā)現(xiàn)，不同品牌的UE有不同的誤碼性能。當(dāng)去掉信道編碼時(使用33.6kbps RMC)，誤碼性能隨電池功率而逐漸改進(jìn)。但當(dāng)信道編碼工作時(使用12.2 kbps RMC)，在到達(dá)臨界點(diǎn)后BER性能就得到急劇改進(jìn)。這是因?yàn)樵诔^臨界點(diǎn)后，大多數(shù)錯誤都能得到信道解碼器的校正。

結(jié)語
 在接收機(jī)測量中已實(shí)現(xiàn)的33.6kbps參考測量信道使工程師能更全面了解UE的性能，特別是受RF特性影響的性能區(qū)域。目前這種方法已成功地在 Agilent 8960無線通信測試儀中實(shí)現(xiàn)，并測量出了三種不同品牌UE的誤碼結(jié)果?！?/p>

參考文獻(xiàn)
1  3GPP TS 34.108, Common test environments for User Equipment (UE) conformance testing