如何利用信道仿真器全面测试LTE系统

空中(OTA)测试是指对将射频信号通过空间传播到一个物理上的远程接收器这一过程进行的测试，它能提供一定程度的性能测量，但无法提供一致的准确性和可重复性。OTA试验一般是在大房间或野外进行，其条件并不完全可控或可重复，从而导致不同的测试有不同的结果。力图在多种噪声和不同干扰的现场条件下搭建数百个复杂的测试环境的努力是一项既耗时又费钱的工作。

先进的4G测试：信道仿真

LTE和移动WiMAX技术的推出，尤其是其OFDMA和MIMO特征，需要先进的测试能力和工具以确保产品设计满足或超过3GPP/802.16e的性能预期。基于MIMO 和OFDMA的4G技术的复杂物理层和开放接入要求，也对无线性能/接口质量提出了更高要求，从而使4G测试比以往更复杂。

为弥补实验室和OTA测试之间的差异，通常采用信道仿真器以精确地表征在实验室环境下、基于MIMO和OFDMA的系统的多信道射频交互对一致性、性能和互操作性方面的影响。

利用复杂信道模型和多个可编程参数，信道仿真器以可控和可重复的方式复制再现了真实世界的信道传播条件，从而支持厂商和服务提供商能在真实世界条件下测试设备，进而把在“真实”世界中进行测试所花的时间和费用降至最低。

通过在实验室中重现真实世界的信道条件，基站和移动设备的信道仿真测试过程可得以大大简化、效率可得以显著提升。信道仿真是有效测试LTE、移动WiMAX或任何基于MIMO系统的关键。从最初的研究和设计、到系统集成、质量保证甚至认证和竞争性基准测试等环节，都需要信道仿真。使用信道仿真器，射频设计和性能可被验证、测试覆盖范围可被扩充、测试次数可被减少、还可在相对短的时间内将更高质量的产品推向市场。

合适的信道仿真器

为满足最新和新兴的移动无线技术的测试需求，评估为这些工作所选的信道仿真器是否满足对一致性、功能、性能和互操作性等测试的多样化需求就是至关重要的。如上所述，最新的无线宽带技术采用了OFDMA，它在最高可达64态正交调幅(64QAM)的高阶调制上进行传输，此外还采用了利用多天线的MIMO技术。

因此，信道仿真器需要具有射频保真和可扩展能力以处理和测试这些功能。下面所列的若干项，是工程师在为测试设备和网络选择信道仿真器时应着力考察的一些关键技术指标和能力。图2展示了采用信道仿真器进行测试的例子。借助全双向MIMO信道，eNodeB可以连接到多台用户设备(UE)。该信道仿真环境可为每个用户都提供一个不同路径，且同时提供了在下行和上行都带衰减的现实世界场景。下面给出了该信道仿真环境具有的特性。

图2：采用信道仿真器进行测试的例子。

可扩展性/多信道：最多4×4结构以支持空间复用、空时编码/最大比合并及波束成形。灵活的配置：包括配置用于吞吐量和切换型测试的点对点和点对多点、单向和双向的能力。双向：时分双工(TDD)、频分双工(FDD)、波束成形等，都需要现实世界的上行和下行两个方向。高的射频保真能力：不会妨碍测试的足够宽的误差向量幅度 (EVM)、本底噪声和动态功率范围。信道模型：为测试各种场景，需要标准和用户自定义信道模型。实时动态信道建模：长的模型重复和回放时间。控制和自动化：基于图形用户界面(GUI)和脚本的仿真控制，以构建测试自动化。易于使用：简单的设置、配置和测试执行以及测试结果的收集，以支持独立或集成测试。

本文小结

能够满足为确保网络互操作性和性能进行更深入广泛测试的需求，其功劳都归功于采用了MIMO和OFDMA技术的LTE和移动WiMAX等复杂的宽带无线技术价值用户对新推出的移动宽带服务的高度期待。测试设备采用信道仿真器利用重构的现实世界信道条件，使得更全面测试实施的极大简化。

为了测试射频和MIMO算法是否工作正常，通过提供一种广泛并且具成本效益的解决方案实现，并预测在现实世界环境下基于 MIMO技术的产品的性能，实验室控制的信道仿真可以准确地表征设备和网络的无线交互对一致性、性能、以及互操作性的影响。制造商只有通过了这样全面的测试之后，才能确保新的、数据密集型应用和设备在4G移动网络中能成功发挥作用。