射频波束赋形技术改善TD-LTE蜂窝小区边缘性能

的主要测试挑战是需要验证和显示物理射频天线阵列的信号性能，以便对以下指标进行验证：

•eNB 射频天线校准精度
•基带编码波束赋形加权算法正确性
•射频天线处的MIMO 信号和双层EVM

图6 中的测试系统使用Agilent N7109A 多通道信号分析仪和支持TD-LTE 测量的89600 VSA 软件。多通道信号分析仪可以支持8 个相位相干射频测量信道，并可与适合的射频分离器和衰减器一起轻松集成到典型的TD-LTE 基站测试装置中。

系统校准是进行准确测量的关键。校正向导程序可以引导用户完成系统校准过程，提示用户将信号分析仪通道1 测量电缆连接到双路校准分离器（图6 中用虚线标出的注入点处）的第一个输出端口。所有交叉信道表征测量都将以通道1 为参考。随后，校正向导程序提示用户将剩下的通道2 至8 测量电缆（位于虚线上）逐次连接到双路校准分离器的第二个输出端口，每次连接一条电缆。通过这种方式，校正向导程序能够表征所需要的交叉信道校正，对信号分析仪的波束赋形测量进行补偿，消除测量电缆、连接器、分离器和衰减器中固有的所有失配效应，从而使用户可以在射频天线输出端看到天线赋形性能的直接、经过校正的测量结果。不过，对射频电缆和连接器给测试系统带来的幅度和相位变化进行校准固然重要，但也不能过分夸大。

如图7 所示，首先使用VSA 软件和多通道信号分析仪显示从全部8 个天线单元进行的时间同步射频信号捕获。用户可以快速识别基础的射频功率或定时性能差错，而后再执行更高级的解调测量。

图7. 8天线发射信号的时间同步捕获

图中文字中英对照

VSA 软件TD-LTE 测量应用程序提供了广泛的解调结果，用于验证下行链路MIMO 波束赋形信号。这些包括IQ 星座图、EVM 结果指标、探测到的资源分配、特定用户的RS 加权值、特定小区的RS 加权值和减损值，以及特定用户和公共广播天线波束方向图。图8 至图11 显示了这些结果的部分实例。

如图8 中迹线A 和L 所示，解调后的IQ 星座图按照空间多路复用层进行显示，并可快速显示信号调制质量的正确性。

图8.星座图帧汇总和探测到的资源分配

图中文字中英对照

图8 迹线D 中显示的帧汇总提供了访问各个信道和信号类型相关EVM 和功率指标的途径。它还提供了用于所有信道类型结果的颜色键，该颜色键可在整个VSA 迹线中重复使用。

图8 迹线B 中的探测分配结果显示了每个特定用户发射的资源块分配，以及公共控制信道使用的资源分配。

图9 中的表格显示了对8 个天线单元中的每1 个进行测量所得到的特定UE RS 加权值。加权值可以同时从幅度和相位方面进行测试，最多可细化到每个用户发射相关的单个资源块分配。测量应用软件还可提供每个空间多路复用层的单独特定用户RS 加权值迹线。小区RS 映射提供了图中的蓝色曲线。

图9.特定UE RS 加权值和小区RS 映射

图10.信道频率、幅度和相位响应

图11.MIMO 信息显示屏幕和特定蜂窝小区RS 广播波束方向图

图中文字中英对照

总结

与现代无线蜂窝通信系统有关的性能问题都是最具挑战性的问题。在此领域中，用户设备收发信号的质量会受到噪声最严重的影响以及最大程度的小区间干扰。使用多天线波束赋形发射技术可以发挥关键的改善作用，尤其是对TD-LTE 网络而言，因为在该网络中上下行链路频率是相同的，可以假设信道互易。波束赋形选择性、干扰管理和相干信号增益等多种优势合为一体，可在整个小区内以可接受的性能水平提供重要业务，有助于确保更一致的最终用户体验。

从eNB 开发的角度来看，多天线波束赋形发射的使用带来了一些特殊的测试挑战，包括需要验证用于生成波束赋形加权