今天的移動(dòng)用戶使用他們的手持和無(wú)線設(shè)備進(jìn)行的遠(yuǎn)不止簡(jiǎn)單的語(yǔ)音通話。視頻流和其他需要更大帶寬和更好的服務(wù)質(zhì)量 （QoS） 的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序廣泛可用，并且?guī)挷粩嘣鲩L(zhǎng)。為了滿足對(duì)高質(zhì)量服務(wù)的這種需求，服務(wù)提供商希望他們的產(chǎn)品制造商能夠開發(fā)和交付能夠?yàn)橛脩籼峁┡c他們通過有線設(shè)備實(shí)現(xiàn)的便攜式無(wú)線設(shè)備相同的訪問、用戶體驗(yàn)和可靠性的產(chǎn)品。

包括 WiMAX 和長(zhǎng)期演進(jìn) （LTE） 在內(nèi)的 4G 無(wú)線技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)已成為行業(yè)的未來希望，有望支持更多功能的吞吐量和范圍。這些技術(shù)將允許這一新的應(yīng)用范圍在不斷發(fā)展的無(wú)線設(shè)備上運(yùn)行。

雖然有益，但這種演變并非沒有挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)功能的潛在增長(zhǎng)，4G 服務(wù)和產(chǎn)品必須利用復(fù)雜的射頻 （RF） 世界，這需要基于多輸入/多輸出 （MIMO） 技術(shù)的智能天線技術(shù)。

棘手的測(cè)試環(huán)境

MIMO 是新興 4G 無(wú)線寬帶技術(shù)的基礎(chǔ)，包括移動(dòng) WiMAX、LTE 和超移動(dòng)寬帶 （UMB）。MIMO 利用多個(gè)發(fā)射和接收天線來采用空間復(fù)用、自適應(yīng)天線處理和波束成形等技術(shù)。因此，采用 MIMO 技術(shù)的產(chǎn)品可為語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)提供更高的吞吐量和范圍。圖 1 顯示了多天線基站 （BS） 如何將天線引導(dǎo)到特定方向以擴(kuò)大范圍。隨著移動(dòng)臺(tái) （MS） 的移動(dòng)，波束的方向會(huì)隨著時(shí)間而改變。信道仿真允許在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試波束成形和其他天線技術(shù)。

圖1

隨著基于 MIMO 的 4G 技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品制造商和服務(wù)提供商正在競(jìng)相尋找能夠在現(xiàn)場(chǎng)部署之前測(cè)試其服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的運(yùn)營(yíng)商級(jí)可靠性的機(jī)制。新的基于 MIMO 的 4G 技術(shù)的物理層和開放接入要求對(duì)射頻性能/接口質(zhì)量提出了更高的要求，這使得 4G 測(cè)試比以前的技術(shù)更加困難。此外，由于需要驗(yàn)證的復(fù)雜場(chǎng)景的廣度、缺乏可重復(fù)性以及所涉及的高成本，復(fù)雜的射頻環(huán)境給傳統(tǒng)的無(wú)線測(cè)試帶來了潛在的混亂。

多徑和衰落效應(yīng)對(duì)于運(yùn)行 MIMO 技術(shù)至關(guān)重要，也是可能降低無(wú)線性能的干擾源。在現(xiàn)實(shí)世界的多路徑和信道條件下進(jìn)行測(cè)試可評(píng)估無(wú)線設(shè)備的穩(wěn)健性和性能，并挑戰(zhàn)它們通過根據(jù)條件調(diào)整數(shù)據(jù)速率、調(diào)制、編碼和其他參數(shù)來適應(yīng)不斷變化的條件的靈活性。因此，制造商正在尋找可靠、可預(yù)測(cè)和可重復(fù)的測(cè)試方法，這些方法可以重現(xiàn)衰落和多徑條件來測(cè)試他們的 4G 產(chǎn)品。

通道仿真的重要性

由于 4G 技術(shù)固有的具有可變現(xiàn)場(chǎng)條件（包括噪聲和干擾）的幾乎數(shù)百種不可預(yù)測(cè)的場(chǎng)景是 4G 技術(shù)固有的，因此制造商需要在實(shí)驗(yàn)室中重新創(chuàng)建真實(shí)世界的信道條件，以便為 4G 基站和移動(dòng)設(shè)備建立可能的最佳測(cè)試環(huán)境。通道仿真通過在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建這些條件來簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)化測(cè)試過程，從而顯著縮短 4G 測(cè)試的時(shí)間、資源和最終費(fèi)用。通過復(fù)雜的動(dòng)態(tài)信道建模技術(shù)，信道仿真器在現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)置中重新創(chuàng)建無(wú)線電傳輸?shù)男Ч哉鎸?shí)地再現(xiàn)干擾、干擾、反射、噪聲、運(yùn)動(dòng)等的影響。

理想情況下，通道仿真器將支持不同的測(cè)試拓?fù)洌ㄖ苯舆B接（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）和切換或多客戶端設(shè)置（點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)）。仿真應(yīng)該是雙向的，重新創(chuàng)建正向和反向信道條件的真實(shí)互惠映射，就像在現(xiàn)場(chǎng)看到的那樣。由于 MIMO 功能是關(guān)鍵組件，因此信道仿真器必須支持 2x2 的 WiMAX 和 4x4 的 LTE、Wi-Fi 和 802.16m 測(cè)試，并提供對(duì)這些配置的標(biāo)準(zhǔn)和自定義信道模型和天線相關(guān)性的訪問。

此外，由于信道仿真器位于移動(dòng)設(shè)備和基站設(shè)備之間，因此設(shè)備本身不能成為測(cè)試中的限制因素至關(guān)重要。通道仿真器必須具有 RF 特性，以保證最高質(zhì)量的信號(hào)通過端到端。4G 無(wú)線寬帶使用最先進(jìn)的正交頻分復(fù)用 （OFDM） 調(diào)制和多天線 MIMO。信道仿真器必須適應(yīng) RF 因素，例如動(dòng)態(tài)范圍、誤差矢量幅度 （EVM） 和比以前 2G/3G 數(shù)據(jù)和語(yǔ)音技術(shù)要求的噪聲底要高得多。

隨著視頻流等應(yīng)用的開發(fā)，設(shè)計(jì)人員必須考慮他們的應(yīng)用是否可以在最佳和邊際射頻條件下運(yùn)行。他們還應(yīng)努力滿足對(duì)所有射頻條件的質(zhì)量預(yù)期。4G 兼容的信道仿真器能夠模擬 RF 環(huán)境和由此產(chǎn)生的信道衰落，可以幫助開發(fā)人員識(shí)別應(yīng)用程序在不同衰落條件下的表現(xiàn)。通道衰落測(cè)試將使開發(fā)人員清楚地了解應(yīng)用程序和設(shè)備在現(xiàn)實(shí)條件下的行為方式。

通過 MIMO，4G 提供了新一代更先進(jìn)的應(yīng)用程序，以滿足用戶不斷增長(zhǎng)的需求。然而，服務(wù)提供商和設(shè)備制造商必須克服的挑戰(zhàn)才能使這些產(chǎn)品和應(yīng)用程序獲得資格，這比他們?cè)陂_發(fā)以前的無(wú)線接入技術(shù)時(shí)面臨的挑戰(zhàn)要復(fù)雜得多。因此，具有通道仿真的完整環(huán)境測(cè)試已成為產(chǎn)品和服務(wù)開發(fā)的關(guān)鍵因素。

審核編輯：郭婷