HSPA+终端测试概述和方案介绍

1 引言

当前，为了提高下行和上行分组数据的速率和容量，已经在全球范围内大规模地部署UMTS高速下行分组接入（HSDPA）和高速上行分组接入（HSUPA）网络。在3GPP中，HSDPA作为R5引入，而HSUPA则作为3GPP R6一个非常重要的特性。HSDPA和HSUPA的结合就是HSPA（高速分组接入）。但是，即使引进HSPA，UMTS的演进也并没有到达其终点。在R7和R8中，HSPA+会带来极大的性能增强，目的使基于HSPA的无线网络在频谱效率、峰值速率和时延方面的性能得到显著提高，从而充分利用WCDMA网络的资源潜力。

2 HSPA+主要技术特性和需求

HSPA+在3GPP R7版本开始定义，主要的特性分布在R7和R8两个版本中（见图1）。

图1 HSPA+技术特性版本分布

UMTS的基站可以实现从HSDPA/HSUPA到HSPA+平滑的升级，目前国外有些WCDMA运营商已经开始部署HSPA+的网络，以提升用户的网络体验。综合考虑HSPA+技术特性演变的相关联性，实现的成本效益比和LTE技术的发展情况，HSPA+网络对已经定义的技术特性的支持有优先度的区分。当前计划部署或者已经部署的HSPA+网络多支持高阶的64QAM，增强的Cell FACH，层2增强和CPC等。罗德与施瓦茨的信号源SMx和频谱分析仪FSx系列已经可以提供基站上述特性的验证，并能提供MIMO衰落的仿真和多天线的分析。

相似的是，随着LTE试商用的逐步临近，各芯片厂商在HSPA+终端特性的支持上更多地采用遵从网络用户体验、平滑过渡的策略。HSPA+芯片的早期会支持下行64QAM，层2增强，增强的Cell FACH，CPC，上行16QAM，MIMO等主要特性。这些特性涵盖了HSPA+的协议栈和物理层的技术，因此涉及到了协议栈测试和RF测试。如何在芯片研发和生产的过程中对上述的特性进行一致性的验证，保证研发和生产的质量，成为了非常重要的任务。

2.1 下行64QAM

HSPA+下行64QAM调制方式能力引入了新的UE类别13和14，在HSDPA 15个码道的基础上使下行的速率最大增加到21.1Mbit/s。基站为了准确行使64QAM的调度引入了新的CQI映射表，通过下行的HS-SCCH信道来通知手机，并且测试规范引入了新的固定参考测量信道H-SET 8。对于支持64QAM的HSPA+终端而言，需要评估其HS-PDSCH最大的接收电平和H-SET 8下的单链路性能。此外，验证HSPA+数据终端的真实流量对于HSPA+产品的实际用户体验具有较大的参考意义。

2.2 上行16QAM

上行16QAM调制方式能力则引入了新的UE类别7，在HSUPA原来4个码道的基础上使上行的速率翻倍，达到了11.5Mbit/s。规范针对16QAM引入了新的AG值映射表，以包含更高的传输块大小和授权值。16QAM调制方式的引入同样对协议和射频都提出了新的需求，如在射频上要求对RCDE进行测量，对EVM也提出了新的要求。

2.3 层2增强

为了支持高阶调制和MIMO的高速率，HSPA+在层2，主要是对MAC和RLC做了许多增强。MAC层引入了增强的MAC-ehs实体。MAC-ehs支持灵活的RLC PDU大小和MAC汇聚分割功能，允许在一个2ms TTI内，复用来自多个优先排队的数据，并决定发射单个或者多个数据流（MIMO）。同时，RLC也做了增强，以支持AM模式下灵活的下行PDU大小。对于HSPA+，如何来验证层2增强的特性显得非常重要。

2.4 增强的Cell FACH

增强的Cell FACH技术可以保证用户更好的传输体验。由于非常少的控制信道开销，CELL_FACH状态非常适合用于“永远在线”类型的服务。以前的HSDPA中多在CELL_DCH下操作，而增强的Cell FACH技术允许在CELL_FACH，甚至是CELL_PCH和URA_PCH下使用HS-DSCH，从而增强了可能的速率。尤其对于少量的数据而言，短时间就可以完成而不需要转化到CELL_DCH状态。同时，由于HS-DSCH 2ms的TTI，减少了下行控制消息的信令时延。此外，CELL_FACH，URA_PCH和CELL_PCH向CELL_DCH转换的时间也大大减少，提高了使用者对间歇性数据传输的满意度。因此，协议对于加强的Cell FACH功能的验证也是必须的。

2.5 连续分组连接（CPC）

HSPA+的连续分组连接（CPC）技术主要包括DTX/DRX技术和HS-SCCH Less Operation技术等，DTX/DRX实现上行不连续发送和下行不连续接收，从而减少上行干扰、提升上行容量和节省UE耗电等目的；而HS-SCCH Less Operation通过在某些情形下，如低速传输时，节省HS-SCCH的发送，通过手机本身对有限格式组合的盲解调来达到节省下行信道码资源，提高下行用户数的目的。CPC技术帮助许多用户“永远在线”，但又能感受到固定宽带网络接入的类似体验。HSPA+的CPC技术对协议和射频测试都提出了新的需求。