基于HARQTDLTE基站性能测试方案.pdf

基于HARQ 的TD-LTE 基站性能测试方案 LTE （Long Term Evolution，长期演进）技术是第三代移动通信演进的主要方向。作为一种先进的技术， LTE 系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率、控制面和用户面时延以及降低运营和建网成 本等方面拥有巨大的优势。同时，LTE 系统与现有系统（2G/2.5G/3G ）能够共存，并且实现平滑演进。 LTE 系统按照双工方式分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD ）两种。其中LTE-TDD 制式相对于FDD 制式具有频谱利用灵活、支持非对称业务等诸多优势，是中国通信业界力推的国际标准。 系统吞吐率是衡量TD-LTE 基站综合性能的重要指标。吞吐率的测试需要基站（eNB ）与测试仪器（模拟 UE）之间实现实时反馈并动态调整。测试仪器不仅需要能够生成符合3GPP 标准的TD-LTE 上行信号，同 时还需要模拟相应的信道衰落模型，并且根据基站下发的ACK/NACK 指令实时地调整发射信号的编码冗余 因子，以模拟真实的通信环境。本方案采用安捷伦基带信号发生器与信道仿真仪N5106A PXB 或安捷伦最 新信号发生器N5182B/N5172B 作为测试平台，通过Real-time 版本的Signal Studio N7625 for LTE TDD 生成TD-LTE 测试信号并经过信道衰落后送给基站进行解码从而可以统计出基站的吞吐率。 1 HARQ 测试原理 1.1 上行HARQ 方式 LTE 系统将在上行链路采用同步非自适应HARQ 技术。虽然异步自适应HARQ 技术与同步非自适应技术 比较，在调度方面的灵活性更高，但是后者所需的信令开销更少。由于上行链路的复杂性，来自其他小区 用户的干扰是不确定的，因此基站无法精确估测出各个用户实际的信干比(SINR)值。由于SINR 值的不准 确性导致上行链路对于调制编码模式(MCS)的选择不够精确，所以更多地依赖HARQ 技术来保证系统的性 能。因此，上行链路的平均传输次数会高于下行链路。所以，考虑到控制信令的开销问题，在上行链路使 用同步非自适应HARQ 技术。 1.2 上行HARQ 时序 LTE TDD 制式的上下行信号在时域上交错分布，因此其HARQ 时序映射关系较FDD 更为复杂。根据3GPP TS 36.213 规定，TDD 制式不同UL/DL Configuration 下，下行子帧只在规定位置发送ACK/NACK 指令， 每个位置发送的ACK/NACK 指令对应特定的上行子帧信号，如表1 所示。 表1：TD-LTE HARQ 上下行子帧映射关系 3GPP TS 36.141 规定性能测试只需在配置1 下进行，因此可以根据表1 的描述得到配置1 时的时序图： 图1：配置1 时HARQ 时序图 在配置1 时，上行只在子帧2、3、7 和8 四个位置发送上行信号；下行由基站在子帧1、4 、6 和9 发送 ACK/NACK 指令，指令的指示对象及重传位置关系如图1 所示。 2 测试平台 2.1 硬件平台 性能测试目的在于模拟实际环境下的系统吞吐率，因此需要基站与测试仪器进行联调。硬件测试平台包括： 支持2 天线接收的TD-LTE eNB 基站、安捷伦基带信号发生器与信道仿真仪PXB、安捷伦矢量信号发生器 MXG （主要用于上变频）以及一台四通道示波器（用于系统调试）。测试系统结构如下： 图2：N5106 PXB 测试系统 PXB 实时产生TD-LTE 上行信号并经过特定信道模型下的衰落后，输出的基带I/Q 信号经过MXG 上变频 分别送入基站的两根接收天线。基站端对接收到的射频信号进行解调解码，并以RS232C 的串行通信方式 将反馈结果（ACK/NACK 指令）传回至PXB，PXB 根据ACK/NACK 指令实时调整RV 因子重新发送数据 包或选择放弃当前数据包（当eNB 发送ACK 信号或是已达到最大重传次数）。最后基站端统计得到系统 的吞吐率。 如果测试环境确实希望使用外置信道仿真器，则只需使用安捷伦N5182B/N5172B 射频信号发生器即可完 成上述系统的测试。典型的测量系统如图3 所示。 图3：N5182B/72B MXG-B 测试系统 2.2 软件平台 PXB 或N5182B/72B 通过Signal Studio N7625B-WFP for LTE TDD 软件产生特定的参考测试信号，并实 时地调整编码冗余因子。