一种W-CDMA用户设备接收机测量的全新方法
(华强电子世界网讯) 为了测试W-CDMA用户设备（UE）中的解调器性能， 33kbps参考测量信道（RMC）被开发出来。该信道提供了一种方法来分析接收机RF域的性能，而该性能通常被标准纠错算法的使用所屏蔽。三种不同类型的WCDMA UE的性能已经经过了测量和展示。
引言： 第三代（3G）移动蜂窝系统正在全球部署，人们需要在测试阶段和制造阶段测试用户设备（UE ── 相当于2G系统中的移动终端）。3GPP标准规定的一项测试是误码率（BER）测试，它通过建立12.2 kbps参考测量信道（RMC）[1,2]进行测量。但这项测试只能评估信道解码后UE的总误码性能，而不能提供有关解调器本身的单独信息。由于解调器性能对接收机极为重要，尤其是在设计阶段，而解调器却未经当前3GPP标准评估就集成到UE中。但只要对12.2k RMC设置期间的呼叫连接做一些小改变，就能构成不在上行链路或下行链路上进行纠错的新信道，从而能在接收机测试的环回连接中，比常规连接更接近所暴露的问题。
环回测试设置：图1描述系统仿真器（测试装置）与UE在环回测试期间的块级连接。测试装置中产生的数据比特用“10110001101”码型表示，它在无线电承载测试模式连接期间由12.2kbps参考测量信道（RMC）发送到UE，如[1,2]所述。UE恢复该数据比特，并把同样数据再发送到测试装置。测试装置比较发送数据和接收数据，并由此计算出误码率。
图1 系统仿真器与用户设备间的环回路径
误码率（BER）定义为所接收错误比特数与所有发送比特数之比[3]。此处的比特为卷积∕加速解码器输出处的信息比特。当测试装置测量环回误码率时，它在下行链路的专门流量信道（DTCH）上向UE发送一个在环回模式中配置的已知数据码型。UE解码该数据，把它在上行链路DTCH上再次发送。测试装置分析上行链路数据，了解它与原先在下行链路上发送比特的接近程度。测试装置每次比较下行链路和上行链路数据的一个传输块。测量结果，即误码率，为接收到的不正确比特数与发送至UE总比特数之比。当测试UE接收机性能时，假定上行链路是无错的。任何上行链路上产生的错误都使接收机测试无效。
原来的12.2kbps RMC实现：图2示出专用物理数据信道（DPDCH）的结构，它由多路转换DTCH数据和专用控制信道（DCCH）构成。在每一20ms DTCH帧内产生244bit数据，使原始数据率为244bit/20ms = 12.2kbps。接着增加24个循环冗余检验（CRC）和尾比特，然后把整个数据块加至1/3率卷积编码器。再在每804bit编码数据中穿孔掉126bit，留给下一级的就只有688bit。在环回测试期间，已知测试数据码型经DTCH发送，构成12.2kbps RMC。
图2 专用物理数据信道（DPDCH）的结构
在3GPP标准中定义了二种环回结构类型，如图3所示。对于Type 1，当包数据是无线电承载时，环回位置在包数据收敛协议（PDCP）层的顶部；若使用RMC，则在无线电链路控制（RLC）层的顶部。环回Type 2用于实现块误码率（BLER）测试。测试装置首先向UE发送带有经计算CRC的传输块。在恢复可能包含错误的传输块和CRC后，UE通过上行链路把同样的传输块和CRC发回测试装置。根据接收到的传输块，测试装置计算相应CRC，并与UE发送相比较。只要两者的CRC不相等，就有块错产生。为得到这种类型BLER测试的成功，测试装置必须保证UE能设置足够大的上行链路传输块，以包括原传输块数据和CRC。Type 2环回的另一项条件是指示UE不要在上行链路上发送它的计算后的CRC，但要在下行链路上转发所接收的CRC。
图3 Type 1 和 Type 2 环回
新的 33kbps RMC实现: 当向UE发送无线电承载设置消息时，3GPP 规范最初允许为传输块选择“无信道编码”。当传输块为DTCH选择“无信道编码”时。所有其它参数，如传输时间间隔、DCCH配置和传输块多路转换都保持与12.2 kbps RMC相同。在提议的协议中，除增加未编码传输块的大小外，所有信令和物理层参数都没有变化，并去掉了信道编码和速率匹配功能。在无线电承载设置消息中，测试装置指示UE在DTCH的上行链路和下行链路中使用“无信道编码”。此外，为保持信道对称和所有其它传输格式的可变常数，测试装置也指示增加未编码传输块的大小，这样，在测试装置和UE传输通路中的第一个交织级上就出现同样大小的块（如图2所示）。图4描述为新协议改进的DTCH。在新协议中，672 DTCH 数据比特在 一个20ms帧内发送，这样，原始数据率就从12.2kbps增加到33.6kbps，然后再增加16位 CRC比特。所构成的688个数据块直接加到第一个交织器，以供进一步的处理。应注意当 DTCH选择了“无编码”这一选项时，就不需要上行链路或下行链路中DTCH bit的穿孔（由速率匹配块提供）。对于上述系统仿真器的33.6kbps RMC实现，在UE物理层或协议配置上不需要进行任何实现改变。
图4 为 33.6 kbps RMC改进的DTCH帧
这一信道设置有效地去除了系统中的纠错编码，同时也把数据率从12.2kbps增加到33.6kbps，从而实现更快的BER测试。这一误码结果还有助于更精确地评估UE的实际RF和解调性能。当把BER与基于12.2 kbps RMC的测量比较时，就也能评估信道的编码增益。
测量结果: 在测试装置中也已实现提议的协议。图5示出基于12.2kbps和33.6kbps RMC的典型BER测试装置。可看到对于同样0.1%的BER，当信道编码工作时，接收机的灵敏度就从-100dBm改进到-110dBm。下面我们测量三种不同品牌的UE，测试结果如图6和图7所示。可看到不同品牌UE有不同的误码性能。当去掉信道编码时（使用33.6kbps RMC），误码性能随电池功率而逐渐改进。但当信道编码工作时（使用12.2 kbps RMC），在到达临界点后BER性能就得到急剧改进。这是因为在超过临界点后，大多数错误都得到信道解码器的校正。
图5 测量BER的典型装置，结果基于12.2 kbps 和 33.6 kbps RMC
图6 测量 BER 结果 vs. 电池功率，基于33.6 kbps RMC
图7 测量 BER 结果 vs. 电池功率，基于12.2 kbps RMC
结论: 在接收机测量中已实现的33.6kbps参考测量信道使工程师能更全面了解UE性能，特别是受RF特性影响的性能领域。它已成功地在 Agilent 8960无线通信测试仪中实现，并测量了三种不同品牌UE的误码结果。
与作者联系：
Michael H.F. Leung，高级应用顾问，Agilent公司无线部， E-mail: michael-hf_leung@agilent、com
Richard Maguire，产品营销经理，Agilent公司无线部， E-mail: richard_maguire@agilent、com
参考文献:
[1] 3GPP TS 34.108, Common test environments for User Equipment (UE) conformance testing.
[2] 3GPP TS 34.109, Terminal logical test interface; Special conformance testing functions.
[3] 3GPP TS 34.121, Terminal Conformance Specification, Radio Transmission and Reception (FDD).
引言： 第三代（3G）移动蜂窝系统正在全球部署，人们需要在测试阶段和制造阶段测试用户设备（UE ── 相当于2G系统中的移动终端）。3GPP标准规定的一项测试是误码率（BER）测试，它通过建立12.2 kbps参考测量信道（RMC）[1,2]进行测量。但这项测试只能评估信道解码后UE的总误码性能，而不能提供有关解调器本身的单独信息。由于解调器性能对接收机极为重要，尤其是在设计阶段，而解调器却未经当前3GPP标准评估就集成到UE中。但只要对12.2k RMC设置期间的呼叫连接做一些小改变，就能构成不在上行链路或下行链路上进行纠错的新信道，从而能在接收机测试的环回连接中，比常规连接更接近所暴露的问题。
环回测试设置：图1描述系统仿真器（测试装置）与UE在环回测试期间的块级连接。测试装置中产生的数据比特用“10110001101”码型表示，它在无线电承载测试模式连接期间由12.2kbps参考测量信道（RMC）发送到UE，如[1,2]所述。UE恢复该数据比特，并把同样数据再发送到测试装置。测试装置比较发送数据和接收数据，并由此计算出误码率。
 |
图1 系统仿真器与用户设备间的环回路径
误码率（BER）定义为所接收错误比特数与所有发送比特数之比[3]。此处的比特为卷积∕加速解码器输出处的信息比特。当测试装置测量环回误码率时，它在下行链路的专门流量信道（DTCH）上向UE发送一个在环回模式中配置的已知数据码型。UE解码该数据，把它在上行链路DTCH上再次发送。测试装置分析上行链路数据，了解它与原先在下行链路上发送比特的接近程度。测试装置每次比较下行链路和上行链路数据的一个传输块。测量结果，即误码率，为接收到的不正确比特数与发送至UE总比特数之比。当测试UE接收机性能时，假定上行链路是无错的。任何上行链路上产生的错误都使接收机测试无效。
原来的12.2kbps RMC实现：图2示出专用物理数据信道（DPDCH）的结构，它由多路转换DTCH数据和专用控制信道（DCCH）构成。在每一20ms DTCH帧内产生244bit数据，使原始数据率为244bit/20ms = 12.2kbps。接着增加24个循环冗余检验（CRC）和尾比特，然后把整个数据块加至1/3率卷积编码器。再在每804bit编码数据中穿孔掉126bit，留给下一级的就只有688bit。在环回测试期间，已知测试数据码型经DTCH发送，构成12.2kbps RMC。
 |
图2 专用物理数据信道（DPDCH）的结构
在3GPP标准中定义了二种环回结构类型，如图3所示。对于Type 1，当包数据是无线电承载时，环回位置在包数据收敛协议（PDCP）层的顶部；若使用RMC，则在无线电链路控制（RLC）层的顶部。环回Type 2用于实现块误码率（BLER）测试。测试装置首先向UE发送带有经计算CRC的传输块。在恢复可能包含错误的传输块和CRC后，UE通过上行链路把同样的传输块和CRC发回测试装置。根据接收到的传输块，测试装置计算相应CRC，并与UE发送相比较。只要两者的CRC不相等，就有块错产生。为得到这种类型BLER测试的成功，测试装置必须保证UE能设置足够大的上行链路传输块，以包括原传输块数据和CRC。Type 2环回的另一项条件是指示UE不要在上行链路上发送它的计算后的CRC，但要在下行链路上转发所接收的CRC。
 |
图3 Type 1 和 Type 2 环回
新的 33kbps RMC实现: 当向UE发送无线电承载设置消息时，3GPP 规范最初允许为传输块选择“无信道编码”。当传输块为DTCH选择“无信道编码”时。所有其它参数，如传输时间间隔、DCCH配置和传输块多路转换都保持与12.2 kbps RMC相同。在提议的协议中，除增加未编码传输块的大小外，所有信令和物理层参数都没有变化，并去掉了信道编码和速率匹配功能。在无线电承载设置消息中，测试装置指示UE在DTCH的上行链路和下行链路中使用“无信道编码”。此外，为保持信道对称和所有其它传输格式的可变常数，测试装置也指示增加未编码传输块的大小，这样，在测试装置和UE传输通路中的第一个交织级上就出现同样大小的块（如图2所示）。图4描述为新协议改进的DTCH。在新协议中，672 DTCH 数据比特在 一个20ms帧内发送，这样，原始数据率就从12.2kbps增加到33.6kbps，然后再增加16位 CRC比特。所构成的688个数据块直接加到第一个交织器，以供进一步的处理。应注意当 DTCH选择了“无编码”这一选项时，就不需要上行链路或下行链路中DTCH bit的穿孔（由速率匹配块提供）。对于上述系统仿真器的33.6kbps RMC实现，在UE物理层或协议配置上不需要进行任何实现改变。
 |
图4 为 33.6 kbps RMC改进的DTCH帧
这一信道设置有效地去除了系统中的纠错编码，同时也把数据率从12.2kbps增加到33.6kbps，从而实现更快的BER测试。这一误码结果还有助于更精确地评估UE的实际RF和解调性能。当把BER与基于12.2 kbps RMC的测量比较时，就也能评估信道的编码增益。
测量结果: 在测试装置中也已实现提议的协议。图5示出基于12.2kbps和33.6kbps RMC的典型BER测试装置。可看到对于同样0.1%的BER，当信道编码工作时，接收机的灵敏度就从-100dBm改进到-110dBm。下面我们测量三种不同品牌的UE，测试结果如图6和图7所示。可看到不同品牌UE有不同的误码性能。当去掉信道编码时（使用33.6kbps RMC），误码性能随电池功率而逐渐改进。但当信道编码工作时（使用12.2 kbps RMC），在到达临界点后BER性能就得到急剧改进。这是因为在超过临界点后，大多数错误都得到信道解码器的校正。
 |
图5 测量BER的典型装置，结果基于12.2 kbps 和 33.6 kbps RMC
 |
图6 测量 BER 结果 vs. 电池功率，基于33.6 kbps RMC
 |
图7 测量 BER 结果 vs. 电池功率，基于12.2 kbps RMC
结论: 在接收机测量中已实现的33.6kbps参考测量信道使工程师能更全面了解UE性能，特别是受RF特性影响的性能领域。它已成功地在 Agilent 8960无线通信测试仪中实现，并测量了三种不同品牌UE的误码结果。
与作者联系：
Michael H.F. Leung，高级应用顾问，Agilent公司无线部， E-mail: michael-hf_leung@agilent、com
Richard Maguire，产品营销经理，Agilent公司无线部， E-mail: richard_maguire@agilent、com
参考文献:
[1] 3GPP TS 34.108, Common test environments for User Equipment (UE) conformance testing.
[2] 3GPP TS 34.109, Terminal logical test interface; Special conformance testing functions.
[3] 3GPP TS 34.121, Terminal Conformance Specification, Radio Transmission and Reception (FDD).
（编辑 keil）
欢迎投稿和提供新闻线索，欢迎您的批评和建议
电话：0755—83291727
邮箱：jiaxiang@hqew.com
电话：0755—83291727
邮箱：jiaxiang@hqew.com