WO2011116641A1 - 测量lte移动终端的邻道泄露比的系统及方法 - Google Patents

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黄旭
彭宏利
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/354—Adjacent channel leakage power
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    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/01—Reducing phase shift

Definitions

  • the present invention relates to a technology of Long Term Evolution (LTE), and in particular to a system and method for measuring an Adjacent Channel Leak Ratio (ACLR) of an LTE mobile terminal under high-speed motion conditions.
  • LTE Long Term Evolution
  • ACLR Adjacent Channel Leak Ratio
  • the application environment considered is a low-speed scenario, that is, the moving speed of the mobile terminal relative to its base station is less than 200 km/s.
  • the development of LTE mobile terminal technology that meets the high-speed train environment is becoming a key technical issue that needs to be solved urgently.
  • a first and foremost condition for solving this technology is to form a modeling method, verification method, and test method that can characterize, test, and verify the technology, so as to provide system simulation and design, performance evaluation and verification, and failure for solving the technology.
  • the multiple access technology used in the LTE system is a single carrier orthogonal frequency division multiplexing multiple access (SC-OFDMA) technology, which is a narrowband modulation (a subcarrier of 15 Khz), it is particularly sensitive to frequency errors, thus, This frequency leakage of LTE mobile terminals in high-speed scenarios will seriously affect the use of other users, causing multiple access interference, which in turn affects system capacity. Therefore, measuring ACLR in a high-speed scenario (affected by a large frequency offset) can comprehensively measure the performance of an LTE mobile terminal, providing a Powerful LTE mobile terminal performance evaluation indicators.
  • SC-OFDMA single carrier orthogonal frequency division multiplexing multiple access
  • the main objective of the present invention is to provide a system and method for measuring an adjacent channel leakage ratio of an LTE mobile terminal, which can well measure the working performance of the LTE mobile terminal under high-speed motion conditions, thereby being a mobile terminal.
  • the design provides a reference to help improve the performance of the LTE system.
  • a system for measuring an adjacent channel leakage ratio of a Long Term Evolution (LTE) mobile terminal mainly comprising an LTE base station simulator or an LTE system simulator, a fading channel simulator, a duplexer, and an LTE mobile terminal, the system being placed in an external radio Shielded electromagnetic shielding room, wherein
  • LTE Long Term Evolution
  • the LTE mobile terminal is connected to the duplexer;
  • the LTE base station simulator or LTE system simulator, fading channel simulator and LTE mobile terminal are connected by a low loss cable.
  • the frequency band used by the battery shielding room covers the working frequency band of the LTE mobile terminal.
  • the fading channel simulator includes a Doppler channel simulator
  • Doppler channel simulator mainly includes upconverter, downconverter, Doppler signal generation , mixer, and radio frequency (RF) local oscillator.
  • RF radio frequency
  • the fading channel simulator input signal frequency f in, the input signal power p in and the output signal of the frequency f. Ut , output signal power p.
  • the ut and Doppler signal frequencies f d satisfy the following conditions:
  • the step A specifically includes:
  • the LTE base station simulator or the LTE system simulator, the fading channel simulator, and the LTE mobile terminal are connected by a low loss cable;
  • the step B specifically includes: adjusting a Doppler frequency shift scan amplitude of the fading channel simulator on the channel to be tested, keeping the scan period unchanged, and measuring a bit error rate of the LTE mobile terminal at a preset time. The value of the ACLR.
  • the channel to be tested is a dedicated transport channel (DCH).
  • DCH dedicated transport channel
  • the present invention effectively and conveniently measures the high-speed mobile generation of the LTE mobile terminal by using the existing LTE base station or system simulator and the fading channel simulator (including the Doppler channel simulator).
  • the ACLR of the Doppler effect Under high-speed motion conditions, the performance of LTE mobile terminals is well measured, which provides a reference for the design of mobile terminals and helps to improve the performance of LTE systems.
  • the system of the invention has the advantages of low environmental requirement, easy testing, simple and easy operation, and is fully compatible with the existing device interface and has universality.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a system for measuring an ACLR of an LTE mobile terminal according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a Doppler channel simulator of FIG. detailed description
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a system for measuring an ACLR of an LTE mobile terminal according to the present invention.
  • FIG. 1 mainly includes an LTE base station simulator (or an LTE system simulator), a fading channel simulator, a duplexer, and an LTE mobile terminal.
  • the invention system is placed in an electromagnetic shielding room (also referred to as an anechoic chamber) that is shielded from the outside radio, wherein
  • the LTE base station simulator (or LTE system simulator) is used to simulate an LTE base station or LTE system environment, and is connected to the fading channel simulator in the downlink direction and directly connected to the duplexer in the uplink direction.
  • the fading channel simulator mainly includes a Doppler channel simulator for analog channel fading, which is connected in the downlink direction between the LTE base station simulator (or LTE system simulator) and the duplexer.
  • the LTE mobile terminal is connected to the duplexer.
  • the working principle of the system for measuring ACLR of an LTE mobile terminal according to the present invention shown in FIG. 1 is as follows:
  • the high-speed channel environment and conditions required for the normal operation of the radio link of the LTE mobile terminal are established, and the LTE MS is in the normal wireless link working state of the environment and conditions, including: placing the LTE MS with the outside world In a radio-shielded anechoic chamber, where the frequency band used by the anechoic chamber covers the working frequency band of the LTE MS; the LTE MS and the LTE base station simulator (or system simulator), such as the comprehensive tester, are connected by a cascaded fading channel simulator.
  • Establish positive A normal wireless link and the LTE MS is in the state to be measured of the ACLR.
  • the LTE MS is in the ACLR to be measured, including: the LTE base station simulator (or the LTE system simulator), the fading channel simulator, and the LTE MS are connected by a low-loss cable, which is low.
  • the lossy cable has a certain loss value; the scan amplitude Ad of the Doppler frequency shift of the fading channel simulator is set to zero; the channel parameters of the LTE base station simulator (LTE system simulator) and the LTE MS are set, and the ACLR of the LTE MS is measured at this time; The scan period T of the Doppler shift of the fading channel simulator is adjusted, and the scan amplitude Ad is measured to measure the bit error rate of the LTE MS at this time.
  • the bit rate is an ACLR at a preset value such as 0.01 bit/s.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of the fading channel simulator (mainly including the Doppler channel fading simulator) of FIG. 1, as shown in FIG. 2, mainly including an up-converter, a down-converter, a Doppler signal generator, a mixer, and an RF (RF) local oscillator source.
  • the fading channel simulator (mainly including the Doppler channel simulator) can be a swept source with a swept amplitude Ad and a sweep period T to adjust the change.
  • the input signal frequency f in , the input signal power, and the output signal frequency f of the fading channel simulator (mainly including the Doppler channel simulator).
  • Ut output signal power p.
  • the ut and Doppler signal frequencies f d satisfy the conditions shown by equations (la) and (lb):
  • Output signal power p. Ut input signal power p in (1 b)
  • the present invention effectively and conveniently implements measurements through existing LTE base station simulators or LTE system simulators such as comprehensive testers, and fading channel simulators (mainly including Doppler channel simulators).
  • the ACLR of the LTE mobile terminal generates the Doppler effect at high speed. Under high-speed motion conditions, the performance of the LTE mobile terminal is well measured, which helps to improve the performance of the LTE system.
  • the system of the invention has the advantages of low environmental requirements, easy testing, and simple and easy operation.
  • the following takes the LTE MS receiving demodulation dedicated transport channel (DCH) as an example, and describes the ACLR measurement method of the LTE MS with reference to FIG. 1 and FIG.
  • DCH demodulation dedicated transport channel
  • the LTE base station simulator, the Doppler channel simulator, and the LTE MS are placed in a radio shielded room, and the LTE base station simulator, the Doppler channel simulator, and the LTE MS are sequentially connected through a low-loss cable; Doppler that sets the Doppler channel simulator
  • the scanning amplitude Ad of the frequency shift is zero, the communication parameters of the LTE base station simulator and the LTE MS are set, and the ACLR of the LTE MS is measured at this time;
  • the setting of the parameters belongs to the conventional technical means of those skilled in the art and will not be described in detail.

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Description

测量 LTE移动终端的邻道泄露比的系统及方法 技术领域
本发明涉及技术长期演进（ LTE , Long Term Evolution )技术， 尤其涉 及一种在高速运动条件下， 测量 LTE 移动终端的邻道泄漏比 （ACLR, Adjacent Channel Leak Ratio ) 的系统及方法。 背景技术
蜂窝移动网、 无线局域网以及广播电视网通信技术的快速发展， 刺激 了人们使用在基于上述通信网技术的移动终端上， 在任何应用环境中， 观 看移动业务内容的需求。
目前， 在商用的蜂窝移动终端技术中， 考虑的应用环境均为低速场景 即移动终端相对其基站的运动速度小于 200km/S。 但是， 随着时速超过 200km/S的高速列车不断投入商用， 开发满足高速列车环境的 LTE移动终 端技术越来越成为一个急需解决的关键技术问题。 解决该项技术的一个首 要条件， 是要形成能表征、 测试和验证该项技术的建模方法、 验证方法和 测试方法， 以便能为解决该技术提供系统仿真和设计、 性能评价和验证、 故障检测和定位的基本手段以及提供技术优化的基础。
由于高速环境下将产生多普勒频移扩展， 导致信号频谱将额外泄漏到 邻近信道， 因此， 高速运动场景与 ACLR参数密切相关。 同时， 由于 LTE 系统所釆用的多址技术是单载波正交频分复用多址（SC-OFDMA )技术， 属于窄带调制 （一个子载波为 15Khz ), 其对频率误差特别敏感， 这样， 在 高速场景下 LTE移动终端的这种频率泄漏将会严重影响其它用户的使用， 带来多址干扰， 进而影响系统容量。 因此， 在高速场景下 （受到较大频偏 的影响）测量 ACLR能够全面的衡量 LTE移动终端的工作性能， 提供一个 有力的 LTE移动终端性能评价指标。
目前， 针对高速运行环境， 没有提供测量 LTE移动终端的 ACLR参数 的具体实现方案。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种测量 LTE移动终端的邻道 泄漏比的系统及方法， 能够在高速运动条件下， 很好地衡量 LTE移动终端 的工作性能， 从而为移动终端的设计提供参考， 有助于提高 LTE系统的性 能。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
一种测量长期演进（LTE )移动终端的邻道泄漏比的系统， 主要包括 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器， 衰落信道模拟器、 双工器和 LTE移动 终端， 该系统置于与外界无线电屏蔽的电磁屏蔽室中， 其中，
LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器，用于模拟 LTE基站或 LTE系统环 境， 在下行方向与衰落信道模拟器连接， 上行方向直接与双工器连接； 衰落信道模拟器， 用于模拟信道衰落， 连接在 LTE基站模拟器与双工 器之间的下行方向上；
LTE移动终端与双工器连接；
通过设置衰落信道模拟器的多普勒 （Doppler )频移的扫描幅度、 扫描 周期， 以及设置 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器， 和 LTE移动终端的信 道参数， 测量 LTE移动终端的邻道泄漏比 （ACLR )。
所述 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器、 衰落信道模拟器和 LTE移 动终端之间通过低损耗电缆相连接。
所述电池屏蔽室使用的频段覆盖 LTE移动终端的工作频段。
所述衰落信道模拟器包括 Doppler信道模拟器；
Doppler信道模拟器主要包括上变频器、 下变频器、 Doppler信号发生 器、 混频器及射频（RF )本振源。
所述衰落信道模拟器的输入信号频率 fin、 输入信号功率 pin及输出信号 频率 f。ut、 输出信号功率 p。ut及 Doppler信号频率 fd满足如下的条件：
输出信号频率 f。ut =输入信号频率 fin + Doppler信号频率 fd;
输出信号功率 p。ut =输入信号功率 pm。
一种测量 LTE移动终端的邻道泄漏比的系统， 在权利要求 1所述的系 统中， 该方法包括：
A. 将所述 LTE移动终端置于与外界无线电屏蔽的电磁屏蔽室中， 使 LTE移动终端和 LTE基站模拟器或系统模拟器之间， 通过串接衰落信道模 拟器建立正常的无线链路，并且使 LTE移动终端处于 ACLR的待测量状态；
B. 测量所述 LTE移动终端在上述环境和条件下的 ACLR。
所述步骤 A具体包括：
所述 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器、 衰落信道模拟器和 LTE移 动终端之间通过低损耗电缆相连接；
设置所述衰落信道模拟器的 Doppler频移的扫描幅度为零； 设置 LTE 基站模拟器或 LTE系统模拟器以及所述 LTE移动终端的信道参数， 测量此 时所述 LTE移动终端的 ACLR;
调节所述衰落信道模拟器的 Doppler频移的扫描周期，扫描幅度， 测量 此时所述 LTE移动终端的误比特率。
所述步骤 B 具体包括： 在待测信道上， 调节所述衰落信道模拟器的 Doppler频移扫描幅度，保持所述扫描周期不变， 测量此时所述 LTE移动终 端的误比特率为预设值时的 ACLR。
所述待测信道为专用传输信道（DCH )。
从上述本发明提供的技术方案可以看出， 本发明通过现有 LTE基站或 系统模拟器， 及衰落信道模拟器（主要包括 Doppler信道模拟器）， 有效方 便地实现了测量 LTE移动终端高速移动产生 Doppler效应时的 ACLR , 在 高速运动条件下， 很好地衡量了 LTE移动终端的工作性能， 从而为移动终 端的设计提供参考， 有助于提高 LTE系统的性能。 本发明系统具有环境要 求低， 易测试， 简便易行的优点， 与现有设备接口完全兼容且具有通用性。 附图说明
图 1为本发明测量 LTE移动终端的 ACLR的系统组成结构示意图； 图 2为图 1中的 Doppler信道模拟器的组成结构示意图。 具体实施方式
图 1为本发明测量 LTE移动终端的 ACLR的系统组成结构示意图， 如 图 1所示主要包括 LTE基站模拟器 (或 LTE系统模拟器 ), 衰落信道模拟 器、 双工器和 LTE移动终端， 本发明系统置于与外界无线电屏蔽的电磁屏 蔽室 （也称为电波暗室） 中， 其中，
LTE基站模拟器 (或 LTE系统模拟器 ), 用于模拟 LTE基站或 LTE系 统环境， 在下行方向与衰落信道模拟器连接， 上行方向直接与双工器连接。
衰落信道模拟器， 主要包括多普勒 （Doppler )信道模拟器， 用于模拟 信道衰落， 连接在 LTE基站模拟器（或 LTE系统模拟器）与双工器之间的 下行方向上。
LTE移动终端与双工器连接。
图 1所示的本发明测量 LTE移动终端的 ACLR的系统的工作原理描述 下：
首先， 建立 LTE移动终端（MS , Mobile Station )无线链路正常工作所 需高速信道环境和条件， LTE MS处于该环境和条件的正常无线链路工作状 态， 具体包括： 将 LTE MS置于与外界无线电屏蔽的电波暗室中， 这里， 电波暗室使用的频段要覆盖 LTE MS的工作频段； 使 LTE MS和 LTE基站 模拟器 （或系统模拟器）如综测仪之间， 通过串接衰落信道模拟器建立正 常的无线链路， 并且使 LTE MS处于 ACLR的待测量状态。 这里， 建立正 常的无线链路， 并且使 LTE MS处于 ACLR的待测量状态包括： LTE基站 模拟器 (或 LTE系统模拟器）、 衰落信道模拟器和 LTE MS之间通过低损耗 电缆相连接， 低损耗电缆有确定的损耗值； 设置衰落信道模拟器的 Doppler 频移的扫描幅度 Ad为零； 设置 LTE基站模拟器（ LTE系统模拟器 )和 LTE MS 的信道参数， 测量此时 LTE MS 的 ACLR; 调节衰落信道模拟器的 Doppler频移的扫描周期 T , 扫描幅度 Ad , 测量此时 LTE MS的误比特率。
然后， 测量所述 MS在上述环境和条件下的 ACLR, 具体包括： 在待 测信道上， 调节衰落信道模拟器的 Doppler频移扫描幅度 Ad, 保持扫描周 期不变， 测量此时 LTE MS的误比特率为预设值如 0.01bit/s时的 ACLR。
图 2为图 1中衰落信道模拟器 (主要包括 Doppler信道衰落模拟器）的 组成结构示意图， 如图 2所示， 主要包括上变频器、 下变频器、 Doppler信 号发生器、混频器及射频（RF )本振源。衰落信道模拟器（主要包括 Doppler 信道模拟器） ，可以是一个扫频信号源， 其扫频幅度 Ad以及扫频周期 T可 以调节变化。
衰落信道模拟器 （主要包括 Doppler信道模拟器） 的输入信号频率 fin、 输入信号功率 及输出信号频率 f。ut、 输出信号功率 p。ut及 Doppler信号频 率 fd满足如公式 (la)和 (lb)所示的条件：
输出信号频率 f。ut = 输入信号频率 fin + Doppler 信号频率 fd (la)
输出信号功率 p。ut=输入信号功率 pin (1 b) 本发明通过现有 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器如综测仪， 及衰落 信道模拟器 (主要包括 Doppler信道模拟器 ), 有效方便地实现了测量 LTE 移动终端高速移动产生 Doppler效应时的 ACLR, 在高速运动条件下， 很好 地衡量了 LTE移动终端的工作性能， 从而有助于提高 LTE系统的性能。 本 发明系统具有环境要求低， 易测试， 简便易行的优点。 下面以 LTE MS接收解调专用传输信道（DCH )为例， 结合图 1和图 2 描述 LTE MS的 ACLR的测量方法。
首先， LTE基站模拟器、 Doppler信道模拟器和 LTE MS置于电波屏蔽 室中， LTE基站模拟器、 Doppler信道模拟器和 LTE MS之间依次通过低损 耗电缆相连接； 设置 Doppler信道模拟器的 Doppler频移的扫描幅度 Ad为 零， 设置 LTE基站模拟器和 LTE MS的通信参数， 测量此时 LTE MS的 ACLR; 调节 Doppler信道模拟器的 Doppler频移的扫描周期 T = 11秒， 扫 描幅度 Ad = 715Hz@2140Mhz, 测量此时 LTE MS的 ACLR。 这里， 参数的 设置属于本领域技术人员的惯用技术手段， 不再详述。
然后， 在 LTE待测信道上， 调节 Doppler衰落信道模拟器的 Doppler 频移扫描幅度 Ad, 保持扫描周期 LTE = 11秒不变， 测量此时 LTE MS的误 比特率为 0.01时 ACLR。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、一种测量长期演进 LTE移动终端的邻道泄漏比的系统，其特征在于， 主要包括 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器， 衰落信道模拟器、 双工器和 LTE移动终端， 该系统置于与外界无线电屏蔽的电磁屏蔽室中， 其中，
LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器，用于模拟 LTE基站或 LTE系统环 境， 在下行方向与衰落信道模拟器连接， 上行方向直接与双工器连接；
衰落信道模拟器， 用于模拟信道衰落， 连接在 LTE基站模拟器与双工 器之间的下行方向上；
LTE移动终端与双工器连接；
通过设置衰落信道模拟器的多普勒 Doppler频移的扫描幅度、 扫描周 期， 以及设置 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器， 和 LTE移动终端的信道 参数， 测量 LTE移动终端的邻道泄漏比 ACLR。
2、根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器、 衰落信道模拟器和 LTE移动终端之间通过低损耗电缆相 连接。
3、 根据权利要求 1或 2所述的系统， 其特征在于， 所述电池屏蔽室使 用的频段覆盖 LTE移动终端的工作频段。
4、 根据权利要求 1或 2所述的系统， 其特征在于， 所述衰落信道模拟 器包括 Doppler信道模拟器；
Doppler信道模拟器主要包括上变频器、 下变频器、 Doppler信号发生 器、 混频器及射频 RF本振源。
5、 根据权利要求 4所述的系统， 其特征在于， 所述衰落信道模拟器的 输入信号频率 fin、 输入信号功率 及输出信号频率 f。ut、 输出信号功率 p。ut 及 Doppler信号频率 fd满足如下的条件：
输出信号频率 f。ut =输入信号频率 fin + Doppler信号频率 fd; 输出信号功率 p。ut =输入信号功率 pm。
6、 一种测量 LTE移动终端的邻道泄漏比的系统， 在权利要求 1所述的 系统中， 其特征在于， 该方法包括：
A. 将所述 LTE移动终端置于与外界无线电屏蔽的电磁屏蔽室中， 使 LTE移动终端和 LTE基站模拟器或系统模拟器之间， 通过串接衰落信道模 拟器建立正常的无线链路，并且使 LTE移动终端处于 ACLR的待测量状态；
B. 测量所述 LTE移动终端在上述环境和条件下的 ACLR。
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 A具体包括： 所述 LTE基站模拟器或 LTE系统模拟器、 衰落信道模拟器和 LTE移 动终端之间通过低损耗电缆相连接；
设置所述衰落信道模拟器的 Doppler频移的扫描幅度为零； 设置 LTE 基站模拟器或 LTE系统模拟器以及所述 LTE移动终端的信道参数， 测量此 时所述 LTE移动终端的 ACLR;
调节所述衰落信道模拟器的 Doppler频移的扫描周期，扫描幅度， 测量 此时所述 LTE移动终端的误比特率。
8、 根据权利要求 7或 8所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 B具体包 括： 在待测信道上， 调节所述衰落信道模拟器的 Doppler频移扫描幅度， 保 持所述扫描周期不变， 测量此时所述 LTE移动终端的误比特率为预设值时 的 ACLR。
9、 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述待测信道为专用传 输信道 DCH。
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