LTE 载波聚合测试技术--CA（Carrier Aggregation）测试

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标签：载波聚合 CA 载波聚合测试 Carrier Aggregation
载波聚合是什么


     为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽。于是富有远见的工程师们将目光放在了载波聚合技术上，LTE-Advanced系统引入一项增加传输带宽的技术，也就是载波聚合（Carrier Aggregation，也简称CA），载波聚合 技术将2～5个LTE成员载波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，实现最大100MHz的传输带宽，有效提高了上下行传输速率，终端根据自己的能力大小决定最多可以同时利用几个载波进行上下行传输，如图1为有无载波聚合下的传输方式对比。当前市面上很多手机已经支持载波聚合CA技术如华为大部分 手机等。
         

图1 有无载波聚合对比

载波聚合测试方案及原理

经过大量的优化、改进，不断吸收客户需求，目前新益技术有限公司LTE-CA载波聚合（Carrier Aggregation）测试方案已可以轻松应对手机终端载波聚合测试。作为国内唯一成熟的载波聚合测试方案，新益系统在华为等客户处进行了严格论证，获得多位客户充分认可与好评，印证新益技术领先的技术实力和服务能力。
新益技术载波聚合CA系统设计师李美秀指出：“传统测试系统主要是采用SISO技术来测试手机2G、3G、4G的发射功率和接收灵敏度，无法模拟出真实环境中存在的多径和干扰同时对支持CA技术的手机不能进行吞吐量测试，无法对支持CA技术手机的性能进行评估，因此迫切需要一个切实可用的载波聚合CA测试方案。”

图2 CA载波聚合测试原理     

图3 3GPP规范CA测试图

2015年8月新益技术基于《3GPP TS 36.508 version 12.9.0 Release 12》、《CTIA Test Plan for 2x2 Downlink》等法规、参照《MIMO and Transmit Diversity Over-the-Air Performance》规范对2*2测试模式的说明和《MIMO OTA Handset Performance and testing》规范对2*2测试规范推出自主知识产权的载波聚合CA测试系统（如图2所示）。
该方案配合罗德公司提供的R&S CMW500可以实现双通道载波聚合，从而精确甄别具有载波聚合功能力CA终端设备的性能表现。该方案用CMW500综合测试仪替代基站模拟器和信道仿真仪，配合新益暗室实现，如图4 LTE CA OTA载波聚合测试方案所示。

图4 LTE CA OTA载波聚合测试方案

载波聚合测试软件


2015年10月新益技术首家推出Sunvey LTE CA Measurement载波聚合测试软件，该软件配合新益技术暗室进行使用。在计算机上安装LTE CA载波聚合测试软件，软件通过控制R&S CMW500测试仪将两个LTE成员载波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，发送双通道载波聚合信号，信号经过射频处理后将通过RF线传给探头阵列，软件根据特定的算法，控制探头阵列组合切换，将双载波信号以空间任意方向组合的两个探头发射向DUT，从而形成理想的射频环境模型，手机（DUT）接收到以不同方向入射的双载波信号，将其进行变频，解调和其他基带处理，得出相关解调参数，如误码率，数据速率等，并通过抱杆内的link天线发送至CMW500的接收端口，形成通信闭合回路。软件通过控制射频开关阵列从而控制探头网络的切换，改变发送双通道载波聚合信号的方向组合，同时通过控制电机使抱杆偏转，从而将双载波入射方向组合拓展到三维。系统采集DUT在三维空间中任意组合方向模型下的的性能数据，通过计算得到DUT在CA载波聚合工作环境下的吞吐量与灵敏度表现。
LTE-CA载波聚合测试软件可根据测试精度的需要选择全探头测试和固定探头测试，全探头又分为多小区测试和单小区测试，LTE-CA软件界面如图5所示。

  图5 LTE-CA软件界面

载波聚合测试原理


全探头多小区测试模式是双载波信号以空间任意方向组合的两个探头发射向DUT，模拟真实环境中DUT接收多小区信号，而全探头单小区测试模式是双载波信号经过特定的射频处理以空间中任意一个探头发射向DUT，模拟真实环境中DUT接收单小区信号。
为了方便手动调试，该软件设计了固定探头测试模式，固定探头测试模式是双载波信号经过特定的射频处理在空间中任意选择两个探头（两个探头选择后固定不变）发射向DUT。如图5所示为全探头多小区的测试界面，测试过程中实时显示不同角度下的DUT吞吐量变化曲线，测试完成计算出被测试设备吞吐量的Total值及保存测试数据进行分析，从而可以评估被测设备性能。同时可以查看和保存某个特定角度多次测量DUT时的吞吐量变化情况。如图6所示。

                  图6 特定角度吞吐量显示

载波聚合测试技术未来展望


新益技术研发负责人表示，目前新益开发的多探头MIMO系统已经进入最后测试阶段，多探头MIMO系统将搭载真实信道模型，这一技术也将LTE-CA载波聚合测试升级至LTE-CA MIMO载波聚合测试。