1  引言

随着LTE技术的完善和发展，对于LTE基站的射频收发测试已经趋于成熟。目前，主流的设备厂家都可以根据3GPP 36.141的规范完成相应的收发测试。但36.141在收发测试的基础上还对基站接收机的性能测试给出了相应的需求（对应规范第八章）。基于此，R&S公司在原有收发测试方案的基础上率先推出了满足LTE基站性能测试的SMU/AMU-K69选件，以满足3GPP对基站接收机的性能测试要求。

对于LTE基站接收机的性能测试，需要验证基站在正常工作状态下的混合自动重传（HARQ）功能，此时需要矢量源产生的上行LTE信号可以在和基站的闭环测试状态中，根据基站发送的ACK和NACK信息对上行信号进行实时的调整。R&S公司的矢量源SMU/AMU在配置相应的K69选件后可以方便地满足相应性能测试的需求。这个新功能可以允许测试设备动态地控制发送的数据。根据从被测设备发送给SMU的反馈信息，可以实现ACK/NACK信号（HARQ反馈）和时序调整等功能，其工作原理与基站通过空中接口在PDCCH/PHICH信道给UE发送反馈信息类似。

2  SMU/AMU自动反馈功能介绍

根据3GPP 36.141规范的要求：LTE基站接收机的性能测试需要根据ACK/NACK指令，测试设备可以实时控制相应PUSCH信道编码配置（如冗余版本等），其测试过程完全符合3GPP对于真实环境的HARQ处理过程。此外，对于时序调整功能测试，也可以根据相应的时序控制指令来对SMU/AMU产生的上行信号进行提前或延时的时间调整。

目前，R&S公司支持从被测设备到SMU/AMU的反馈模式有3种，分别为二进制（Binary）模式、串行（Serial）模式和串行3×8（Serial 3×8）模式（对于时序调整功能只能通过串行或串行3×8模式完成）。反馈信号通过USER1和LEVATT接口送至SMU/AMU。LTE选件中的自动反馈功能设置菜单如图1 所示。

图1  LTE选件中的自动反馈功能设置菜单

因为SMU/AMU有内置的Fading和AWGN模块，因此无需其他的测试设备就可以完成规范定义的测试需求。从被测设备发送至SMU的反馈信号可以通过以上几种模式发送。除反馈信号外，在性能测试中，还需要在SMU/AMU与被测设备之间连接参考信号以消除不同设备之间的频率误差；另外，需要由被测设备给SMU/AMU提供相应的触发信号进行同步。R&S的实时反馈功能可以在每一个基带模块中使用。

2.1  反馈模式命令介绍

由基站给出的反馈信号通过LEVATT或USER1接口送至SMU/AMU，反馈信号的阻抗和电压可以通过仪表的“Global Trigger/CLK Setting”进行相应的设置。

（1）对于二进制模式，只能是HARQ反馈命令（ACK 或NACK）。仪表直接读出输入接口的高低电平，根据设置中ACK的定义，来判断是ACK或NACK信息。

（2）对于串行模式，一个指令包含一个起始位（低电平），16个比特位（D0~D15），一个截至位（高电平）。传输过程中没有校验位，由最低位（D0）开始传输。串行模式的反馈命令传输速率为115.2kbit/s或1.92Mbit/s。在两个连续的命令或最开始的命令之前，被钳位在高电平（空闲状态）。

（3）对于串行3×8模式，每个命令需要在3个串行命令包中发送。其中的每个串行数据包含一个起始位（低电平），8个串行比特和一个截至位（高电平）。发送中没有校验位。16个比特数据被分配在3组位数为8的串行数据中传输。具体的数据格式都有相应的定义。

同样的，这三组串行数据的速率可以为115.2kbit/s和1.92Mbit/s，在两个连续的命令或最开始的命令之前，被钳位在高电平（空闲状态）。串行3×8模式的字节定义结构如图2所示。

图2  串行3×8模式的字节定义

（3）对于16个比特位的反馈命令（适用于串行及串行3×8模式），反馈命令具体定义参见表1。

2.2  用户时延设置介绍

在串行和串行3×8模式中，额外的用户时延0意味着所有的串行反馈命令要在PDCCH/PHICH特殊子帧开始0.1ms之后和结束0.1ms之前的0.8ms范围之内把相应的控制命令在通过PDCCH/PHICH信道发送完毕。对于串行和串行3×8模式，额外的用户时延的范围设置是-1.00~1.99个子帧。

以串行模式为例，对于每一个子帧，0.8ms的时间长度可以用于接收相应的接收命令，因此可以在0.8ms内发送1个或多个控制命令，而且控制命令在0.8ms的时间长度内也是任意的。加上起始位和截至位，每个命令为18个比特，如果串行速率为115.2kbit/s，则时间长度为0.15625ms。

图3所示为一个子帧内SMU收到的的一个NACK信号和一个Timing Adjustment 信号。

图3  一个子帧内存在NACK和TA命令示意图

如果基站发出的控制命令由于存在CPU的时延和其他时钟抖动而在第n个子帧开始1ms之后到达SMU，为了保证测试结果的准确性，需要设置额外用户时延偏置0.4ms，具体参见图4。

图4  存在时延的NACK命令示意图

此时，SMU根据设置判断1ms时延后的命令属于第n个子帧。SMU会像真实UE在第n个子帧收到NACK信号一样进行工作。

由于SMU的基带采用实时工作模式，因此可以在一个子帧内发送多个相应的ACK/NACK和Timing指令，具体参见图5。两个18比特（包含起始位和截至位）的控制指令同时合并成36比特指令发送，SMU根据起始位和截至位判断相应的指令内容。

图5  两个18bits命令合并示意图