射频波束赋形技术改善 TD-LTE 蜂窝小区边缘性能

图 6. 典型的 TD-LTE 波束赋形测试系统配置

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波束赋形的主要测试挑战是需要验证和显示物理射频天线阵列的波束赋形信号性能，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

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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

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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

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