TD-LTE-A載波聚合終端接收機(jī)射頻特性與技術(shù)應(yīng)用

伍 璇 林 聰 汪 鵬

廣東省通訊終端產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

TD-LTE-A載波聚合終端接收機(jī)射頻特性與技術(shù)應(yīng)用

伍 璇 林 聰 汪 鵬

廣東省通訊終端產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模的投入商用，其后續(xù)演進(jìn)技TD-LTE-Advanced受到越來越多的關(guān)注。本文主要針對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，如何解決LTE因頻點(diǎn)不足帶來的容量問題進(jìn)行分析研究。當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商擁有的LTE頻譜資源都是非連續(xù)的，單一頻段難以滿足LTE-A對(duì)帶寬的需求，解決頻點(diǎn)不連續(xù)的問題非常迫切。本文在實(shí)際LTE環(huán)境下開通了小范圍的試驗(yàn)局，進(jìn)行多載波聚合相應(yīng)的功能和性能的測(cè)試研究，包括技術(shù)的可實(shí)施性、互通性、用戶感受的測(cè)試，通過獲得的重要數(shù)據(jù)評(píng)估了試商用的效果，為后續(xù)大規(guī)模推廣載波聚合技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。

TD-LTE-Advanced；頻譜發(fā)射模板；載波聚合(CA)

1 TD-LTE基站射頻一致性發(fā)射部分測(cè)試

TD-LTE基站射頻發(fā)射部分主要包括輸出功率﹑信號(hào)調(diào)制質(zhì)量，以及非期望輻射三項(xiàng)內(nèi)容。在基站輸出功率測(cè)試上，主要包括常規(guī)環(huán)境輸出功率﹑極限環(huán)境輸出功率，以及總功率輸出動(dòng)態(tài)范圍。根據(jù)基站射頻單元的功率放大裝置的性能，以及基帶控制裝置時(shí)鐘板﹑處理板的性能評(píng)估來控制射頻單元的發(fā)出功率。

在實(shí)踐中，基站的最大輸出功率將對(duì)下行覆蓋范圍帶來直接影響，而對(duì)于極限輸出功率，往往關(guān)系到整個(gè)射頻單元的頑健性和可靠性，特別是在不同溫度變化下，對(duì)于基站輸出功率的變化與極端環(huán)境的溫度變化相關(guān)聯(lián)；另外，在總輸出功率動(dòng)態(tài)變化上，如果調(diào)制信號(hào)較大，超過基站的輸出功率控制范圍，則無(wú)法滿足射頻輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性，帶來信號(hào)失真問題。在射頻信號(hào)質(zhì)量上，隨著基站對(duì)發(fā)射調(diào)制信號(hào)的控制，通過頻域﹑時(shí)域﹑功率等方面來進(jìn)行誤差校正。如針對(duì)頻率誤差主要是結(jié)合發(fā)射頻率與被分配頻率的差異度量來實(shí)現(xiàn)；對(duì)于矢量幅度誤差主要通過測(cè)量符號(hào)與參考符號(hào)的差異來進(jìn)行度量；對(duì)于時(shí)間誤差主要從發(fā)射分集﹑空間復(fù)用上來測(cè)試多個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)是否存在時(shí)間對(duì)齊。

在實(shí)際測(cè)試中，由于射頻發(fā)射單元信號(hào)質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用性能，因此需要對(duì)基帶控制單元與射頻單元的時(shí)鐘板與處理板進(jìn)行協(xié)同，來提升射頻單元信號(hào)發(fā)射的準(zhǔn)確性。針對(duì)頻率誤差，主要與頻域內(nèi)資源調(diào)度有關(guān)，特別是對(duì)各子載波正交性的影響；對(duì)于下行信號(hào)信噪比的控制，往往影響到網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，可以通過優(yōu)化EVM來綜合考量信號(hào)覆蓋范圍，確保時(shí)間對(duì)齊一致性，降低基站與終端之間的同步干擾問題。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的載波聚合技術(shù)

2.1 雙載波聚合技術(shù)的本地化模式

根據(jù)聚合載波所在頻帶不同，雙載波聚合技術(shù)的本地化模式，即業(yè)務(wù)流程主要?jiǎng)澐譃閮煞N，一種為頻帶間載波聚合，一種為頻帶內(nèi)載波聚合。頻帶間載波聚合，就是將兩個(gè)處于不同頻帶上的載波進(jìn)行聚合，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)用戶在不同頻帶上運(yùn)用兩個(gè)載波進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸。具體操作步驟為：首先，由操作維護(hù)配置可以聚合的小區(qū)集和載波聚合的相關(guān)特性參數(shù)，接著由載波聚合用戶體驗(yàn)建立呼叫和完成任務(wù)；然后，根據(jù)小區(qū)集對(duì)其他小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)有條件作為SCell的小區(qū)進(jìn)行篩選與發(fā)送重配消息，使之成為載波聚合的SCell；最后，檢測(cè)業(yè)務(wù)量，當(dāng)業(yè)務(wù)量增大時(shí)立刻激活SCell，使SCell和PCell同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)業(yè)務(wù)量減少時(shí)立刻關(guān)閉SCell，以為用戶體驗(yàn)節(jié)約電量。頻帶內(nèi)載波聚合，就是將統(tǒng)一頻帶中的兩個(gè)載波進(jìn)行聚合，從而使單個(gè)用戶能夠在同一頻帶中運(yùn)用兩個(gè)載波進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸。同一頻帶內(nèi)兩載波的聚合有連續(xù)載波聚合和非連續(xù)載波聚合之分。

2.2 雙載波聚合技術(shù)的調(diào)度原理

在TD-LTE商用網(wǎng)絡(luò)中，LTE-Advanced系統(tǒng)啟動(dòng)雙載波聚合技術(shù)后，相應(yīng)的傳輸控制信息會(huì)發(fā)生一定改變，載波聚合模式下，分量載波沿用了LTE系統(tǒng)的多址接入﹑調(diào)制解調(diào)和信道編碼等傳輸模式。為進(jìn)一步提高TD-LTE商用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率，其所應(yīng)用的雙載波聚合技術(shù)在上行與下行控制指令方面仍需不斷的改進(jìn)。在雙載波聚合技術(shù)模式下，分量載波有主小區(qū)(PCell)和輔小區(qū)(SCell)之分，主小區(qū)工作在主頻帶上，輔小區(qū)工作在輔頻帶上。

2.3 雙載波聚合技術(shù)的頻率設(shè)置

首先，在載波聚合的本地化模式中設(shè)置相應(yīng)中心頻點(diǎn)和頻點(diǎn)號(hào)，使用相應(yīng)計(jì)算公式求出上行與下行頻點(diǎn)。然后，在相應(yīng)頻段上計(jì)算主小區(qū)頻點(diǎn)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果主小區(qū)頻點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為37900，輔小區(qū)頻點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為38098。最后，通過同站配置兩個(gè)頻點(diǎn)號(hào)實(shí)現(xiàn)雙頻點(diǎn)小區(qū)，利用這兩個(gè)頻點(diǎn)完成對(duì)本地化雙載波的聚合。

3 接收系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

對(duì)于接收系統(tǒng)指標(biāo)選擇為靈敏度﹑ICS和ACS三項(xiàng)，其中靈敏度測(cè)試中，兩款基站在發(fā)射功率為-100.8dBm下，信號(hào)丟失率均為0%，說明符合應(yīng)用要求；在ICS測(cè)試中，當(dāng)干擾信號(hào)發(fā)射功率提升時(shí)，對(duì)2635～2655MHz基站出現(xiàn)分組丟失率超過5%的現(xiàn)象；而對(duì)于2575～2635MHz基站測(cè)試結(jié)果符合應(yīng)用要求。對(duì)于ACS測(cè)試，有用信號(hào)虛擬資源塊偏移量為有用信號(hào)位置，功率為-94.80dBm，帶寬為20MHz，干擾信號(hào)均緊鄰有用信號(hào)；當(dāng)信號(hào)源發(fā)射兩種信號(hào)，對(duì)有用信號(hào)的接收未出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，可見，采用多模寬頻射頻單元同時(shí)發(fā)射兩種射頻信號(hào)時(shí)對(duì)有用信號(hào)的接收可以滿足應(yīng)用要求。

由上分析可知，雙載波聚合技術(shù)在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用不僅大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且使得改造后的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍更廣，可以很好的滿足當(dāng)前用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的需求。但隨著科技的不斷進(jìn)步，雙載波聚合技術(shù)還需要不斷的改進(jìn)，努力朝著為用戶提供高速帶寬解決方案和最高1G以上下行接入帶寬﹑整合多段不連續(xù)頻譜方向發(fā)展。

[1]馬小平，黃勝，李素海.載波聚合技術(shù)在TD-LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電信技術(shù)，2015(4)：42-45.

[2]王洋，劉曾怡，左成華，李華木.載波聚合特性在TD-LTE商用網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2015(11)：37-42.

[3]陳全.TD-LTE-A系統(tǒng)中物理層下行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].安徽大學(xué)，2013.