验证LTE基带接收机

在传统意义上的无线通信系统中，射频领域的模拟信号可使用模拟技术解调为同相(I)和正交(Q)分量。但在当今软件定义的无线技术时代，中频信号经过变频处理后通常会使用模数转换器(ADC)进行数字化处理，然后再将数字信号馈入基带进行解调和解码。现在，通过将信号发生器的输出频率设为目标中频来生成恰当的中频(IF)信号，可以在射频领域以外测试基带接收机。
　　由于ADC的输出是数字信号，而用于接收机测试的标准频谱分析仪通常都是测量模拟信号，因此测量ADC的输出信号是一个挑战。面对这个挑战，其中一个解决方案是使用逻辑分析仪捕获数字数据，直接分析ADC的数字位。这种方法的困难在于要将捕获到的数据处理成有意义的结果，而大多数逻辑分析仪应用软件并非专门用于生成射频测量结果。不过还是有一些专门的软件可助您一臂之力，例如Agilent 89601A矢量信号分析软件。尽管这种软件通常在频谱分析仪上运行，主要用于解调各种调制格式，但也可在逻辑分析仪上运行。该软件能够直接对数字数据进行传统的射频测量，从而为分析ADC性能提供了一种独特方法。通过该软件设计人员可以定量分析ADC对整体性能的贡献，并将这个结果与射频测量结果进行对比，射频测量结果是在之前使用同一种测量算法在方框图中测得的。
　　通过LTE，ADC的输出可转换到高速串行接口，例如eNB（基站）中的CPRI接口或用户设备中的 DigRF接口。在某些情况下，接收机的拓扑可能只允许使用某种业界标准总线来接入数字数据，这也增加了数据分析处理的复杂度。不过，现在已有接受这些高速串行数据流的业界标准解决方案。例如，安捷伦提供的DigRF分析仪既可分析数字数据（用作逻辑分析仪），也可将数据发送到矢量信号分析软件，对解调数据进行矢量分析。
　　ADC的数字化信号传送到基带部分之后，FPGA或ASIC要在基带执行信号解调。由于此前一直用测试设备来生成和分析LTE信号，因此到这一步之后，测量就变得相对明确了。现在，无论是采用eNB还是UE的接收机，都必须对信号进行解调并指示出结果。
　　在测试接收机的基带时，要关注测试信号向被测件（DUT）的物理传递过程。根据接收机在开发周期中的位置，测试信号可以作为基带部分的射频、中频、模拟IQ或数字IQ信号注入接收机。大多数信号发生器都能为测试接收机的不同功能生成不同信号。信号发生器的数字输出通常是原始的I和Q采样，它们具有高度可配置的物理特征，其中包括逻辑类型、数字格式、位数、字节顺序、比特率和时钟选件。如上所述，大多数基带LTE无线设计都希望使用专用的业界标准数字接口，例如CPRI或DigRF接口，因此它们也需要专门的分析工具。此处的测试底线是：信号必须采用正确的格式发送到接收机。
　　信号发生器能提供定时信号或接受触发信号以便与UE接收机或eNB接收机保持同步。为此，可在被测件中对正在生成的LTE信号的相关信息进行预编程；例如，当测试UE时，可以通过预编程来使用物理层小区ID组和由信号发生器生成的扇区。这可能有助于配置矢量网分析仪，以便对此前由经配置的接收机解调的同一信号进行解调。基带部分的解调和解码算法可以使用物理层编码的LTE信号来验证，该过程可使用信号发生器和应用软件(例如 Agilent Signal Studio for 3GPP LTE)轻松进行配置。由于频带滤波器和通道滤波器可能会扭曲和减弱部分信号，因此要特别关注在通道和频带边沿配置的RB。
　　尽管可以使用具有多屏显示功能的矢量信号分析仪轻松测量和显示测试信号，但在实际测量中，LTE 接收机的界面可能只是一个简单的终端界面，只能显示专用命令和结果。这样，接收机的功能就很有用，它可将每个通道的解调数据写成一个文件，以便于进行后期分析，确保接收到的比特与发射的比特相匹配。
　　基本解调是在子帧上进行验证。只要完成了这一步，就能检查传输层解码。技术指标规定的固定参考通道（FRC）可用作定义接收机要求的参考配置。这些信号是对传输通道解码算法进行初始验证的一个良好的起点。图1中给出了一个测试eNB的上行链路FRC实例。

设计人员在验证接收机能否正确地解调和解码信号之后，可以执行比特误码率（BER）和数据块误码率（BLER）测量。图2显示了针对以Eb/No为基础的64QAM下行链路共享通道(DL-SCH)的UE接收机解调性能仿真，它是根据噪声功率频谱密度分配的每位能量。这为未编码BER、传输通道编码BER和BLER之间的关系提供了一个大致的概念。未编码BER是在传输通道解码之前在物理层测得的BER，而编码BER是在传输通道解码之后测得的BER。未编码BER在