LTE設計挑戰和測試解決方案

Richard Kong,Aeroflex,Applications Support Manager

由3.5G進展到LTE，使用者對系統效能有更多期待，推出市場前的測試工作是否夠週延就成為表現關鍵。Aeroflex亞太區應用支援經理Richard Kong在論壇中首先提出LTE晶片、天線、衰退和白噪音等設計所面臨的挑戰，接著詳盡分析實際測試的內容及程序。

LTE設計面臨的挑戰

LTE設計上有多方面需要考量，簡報中針對晶片開發、天線技術、單？雙無線終端、衰退和白噪音的抵抗、多重無線技術交遞需求，和LTE上的語音傳遞分別說明。

LTE有新的實體層，因此有新的量測型式，且有更寬及可變的頻寬(1.4MHz~20MHz)，又有新的頻譜，且需要導入都卜勒位移以測量頻率誤差的容許度。另外，它也是全IP運算，需要高速資料傳輸測量工具(高達100Mbit/sec)；它也是封包架構的測量，因此封包延遲、不佳狀況下的封包損失、交遞等狀況都需考量。

功耗永遠是一個問題，特別是在使用第一代裝置時，且功耗測試需在實際環境下進行，並且在高傳輸率下加進各種各樣的任務。測試並納含多種無線電標準，因此除了LTE之外，還包括WCDMA (FDD和TD-LTE)、GSM/GPRS、CDMA2000和WiFi；這些必需以組合方式來測試。此外，尺寸也愈來愈小，像USB隨身碟、嵌入式模組和PC卡等，因為空間太小、空氣不流通，可能造成散熱和電磁相容問題，這也要在實際環境下實測。

LTE實體層技術發展始於2008年，2010年進行到系統測試，2011年則進入認證階段。

晶片開發方面，基頻和多媒體處理DSP必須低功耗和高速，電源管理需使電池有較佳的續航力且穩定，需提供高效能音訊，以支援更強化的多媒體功能。且需要高線性、低功率高頻。另外，不論何種應用都能提供適合的記憶體及反應。

天線技術方面，iPhone 4天線門事件告訴我們天線設計多麼關鍵。天線技術包括分集(diversity)、波束成形(beam-forming)和空間多工(spatial multiplexing)像MIMO技術，設計上必須達到每個使用者高數據傳輸率，和較高的頻譜使用效率。

單？雙無線終端測試需要測試每一個接入技術並作功耗測試。單一無線電終端需測試客戶設備測量能力和移動能力，以使客戶設備能在1xRTT和HRPD網路間平移。雙重無線電終端需測試週邊小封包不致損失現有網路。

衰退(fading)是由於建築物擋住訊號，造成反彈，形成2個或多個不同頻率，或天線移動像是在火車行駛中，造成都卜勒效應。衰退模擬和白噪音(AWGN)產生器是測試裝置是否夠穩固的重要工具。

LTE測試解決方案

測試LTE裝置可以改善小封包邊緣經驗，尤其使用者有更多期待和更多需求，電信業者更該提供較WCDMA/CDMA更穩定的網路；且需要更多的測試，像衰退和白噪音，另外，LTE有40個不同的頻段，需作更多測試。

LTE高頻(實體層)測試需作Call box測試、Script架構測試、3GPP 36.521一致性測試、VSA/VSG、衰退和白噪音模擬、多重無線技術交遞測試(是否干擾)、訊號產生器支援高達12GHz(阻隔測試)。

高頻和協定測試可以合併來做，好處為高頻效能符合客戶設備運作所需要的品質，不管在衰退(fading)的情況，或是資料轉移或交遞等。同時也能在實際操作下看到高頻效能，可避免產品災難的發生(像天線門事件)。

一般兼容性功能測試(IOT)程序為，以原型裝置作IOT，以測其功能、協定和效能。在有訊號(call-box)和無訊號(VSA/VSG)模式分別作高頻量測，以量測高頻參數像是CCDF, EVM vs副載波、頻譜等，而且不管原型協定是否能夠正常運作。接著是註冊程序，辨識並除蟲由於安全性、組態、韌體穩定度引起的錯誤等。還有認證及安全程序、WCDMA/eHRPD交遞測試、傳輸測試。

關於Aeroflex

Aeroflex Incorporated 是一家專為航太、國防、無線行動電話系統及寬頻通信市場提供高科技解決方案的全球性系統供應商。該公司具多樣化產品技術，能自行設計、開發、製造及銷售各種測試、量測及微電子産品。Aeroflex Wireless提供行動通訊產業一個全方位的通訊協定、物理層及參數測試方案。其產品因應基礎網路建設及手機測試之需求，並支援行動通信及無線存取網路各階段之發展與建置。運用範圍涵蓋研發、認證、生產線、安裝及運轉、現場服務及網路最佳化。Aeroflex 的無線產品可測試所有2G, 2.5G 及3G的主要無線通訊技術，包括UMTS、cdmaOne、CDMA2000、TD-SCDMA、GSM、GPRS 及EDGE 、WiMAX 及LTE 等。