【应用】基于HARQ的TD-LTE基站性能测试方案
LTE（Long Term Evolution长期演进）技术是第三代移动通信演进的主要方向。作为一种先进的技术，LTE系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率、控制面和用户面时延以及降低运营和建网成本等方面拥有巨大的优势。同时，LTE系统与现有系统（2G/2.5G/3G）能够共存，并且实现平滑演进。
LTE系统按照双工方式分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种。其中LTE-TDD制式相对于FDD制式具有频谱利用灵活、支持非对称业务等诸多优势，是中国通信业界力推的国际标准。
系统吞吐率是衡量TD-LTE基站综合性能的重要指标。吞吐率的测试需要基站（eNB）与测试仪器（模拟UE）之间实现实时反馈并动态调整。测试仪器不仅需要能够生成符合3GPP标准的TD-LTE 上行信号，同时还需要模拟相应的信道衰落模型，并且根据基站下发的ACK/NACK指令实时地调整发射信号的编码冗余因子，以模拟真实的通信环境。本方案采用安捷伦基带信号发生器与信道仿真仪N5106A PXB或安捷伦最新信号发生器N5182B/N5172B作为测试平台，通过Real-time版本的Signal Studio N7625 for LTE TDD生成TD-LTE测试信号并经过信道衰落后送给基站进行解码从而可以统计出基站的吞吐率。
1 HARQ测试原理
1.1 上行HARQ方式
LTE系统将在上行链路采用同步非自适应HARQ技术。虽然异步自适应HARQ技术与同步非自适应技术比较，在调度方面的灵活性更高，但是后者所需的信令开销更少。由于上行链路的复杂性，来自其他小区用户的干扰是不确定的，因此基站无法精确估测出各个用户实际的信干比(SINR)值。由于SINR值的不准确性导致上行链路对于调制编码模式(MCS)的选择不够精确，所以更多地依赖HARQ技术来保证系统的性能。因此，上行链路的平均传输次数会高于下行链路。所以，考虑到控制信令的开销问题，在上行链路使用同步非自适应HARQ技术。
1.2 上行HARQ时序
LTE TDD制式的上下行信号在时域上交错分布，因此其HARQ时序映射关系较FDD更为复杂。根据3GPP TS 36.213规定，TDD制式不同UL/DL Configuration下，下行子帧只在规定位置发送ACK/NACK指令，每个位置发送的ACK/NACK指令对应特定的上行子帧信号，如表1所示。
表1 TD-LTE HARQ上下行子帧映射关系
3GPP TS 36.141规定性能测试只需在配置1下进行，因此可以根据表1的描述得到配置1时的时序图：
图1 配置1时HARQ时序图
在配置1时，上行只在子帧2、3、7和8四个位置发送上行信号；下行由基站在子帧1、4、6和9发送ACK/NACK指令，指令的指示对象及重传位置关系如图1所示。
2 测试平台
2.1 硬件平台
性能测试目的在于模拟实际环境下的系统吞吐率，因此需要基站与测试仪器进行联调。硬件测试平台包括：支持2天线接收的TD-LTE eNB基站、安捷伦基带信号发生器与信道仿真仪PXB、安捷伦矢量信号发生器MXG（主要用于上变频）以及一台四通道示波器（用于系统调试）。测试系统结构如下：
图2 N5106 PXB测试系统
PXB实时产生TD-LTE上行信号并经过特定信道模型下的衰落后，输出的基带I/Q信号经过MXG上变频分别送入基站的两根接收天线。基站端对接收到的射频信号进行解调解码，并以RS232C的串行通信方式将反馈结果（ACK/NACK指令）传回至PXB，PXB根据ACK/NACK指令实时调整RV因子重新发送数据包或选择放弃当前数据包（当eNB发送ACK信号或是已达到最大重传次数）。最后基站端统计得到系统的吞吐率。
如果测试环境确实希望使用外置信道仿真器，则只需使用安捷伦N5182B/N5172B射频信号发生器即可完成上述系统的测试。典型的测量系统如图3所示。
图3 N5182B/N5172B MXG-B测试系统
2.2 软件平台
PXB或N5182B/N5172B通过Signal Studio N7625B-WFP for LTE TDD 软件产生特定的参考测试信号，并实时地调整编码冗余因子。
图4 上行信号配置
图5 HARQ设置
2.3 反馈信号格式
基站下发给PXB或N5182B/N5172B的ACK/NACK信号以RS232C串行通信的数据格式进行编码，PXB或N5182B/72B根据相同的编码速率和格式进行解码得到ACK/NACK值。反馈信号由8个比特组成，1个起始位，1个停止位，无奇偶校验位。具体的数据格式如表2所示。
表2 ACK/NACK编码格式（LSB）
3 测试结果
按照测试结构图搭建好测试系统并配置软件平台，启动基站及PXB或N5182B/72B，同时在示波器和基站控制端观察测试结果。
图6 PXB或N5182B/72B实时响应
图6为示波器上观察到的PXB或N5182B/72B实时响应。通道1、2、3和4分别为上行信号帧头、ACK/NACK指令序列、上行信号I/Q数据以及PXB或N5182B/72B的ACK/NACK响应（高电平为ACK，低电平为NACK）。如图所示，HARQ时序响应与标准协议完全相符。
基站端对上行射频信号进行分集接收并解调，然后通过CRC校验对接收结果作出判断，最后得到在特定衰落模型下的系统吞吐率。
根据3GPP TS 36.141规定，选取PUSCH，20MHz带宽信号作为测试案例。在2根接收天线，Normal CP下，按照列出的前10个Case依次测试，结果如下：
表3 PUSCH，20MHz 带宽下PUSCH性能测试结果
结果表明，系统完全满足标准测试要求。测试过程透明可见，结果显示直观可信。同时，该测试系统在不添加任何硬件配置的情况下，仅仅通过软件配置即可实现1×2，2×2，2×4及4×2的MIMO配置，从而实现基站HARQ，Timing Adjustment以及PUCCH性能测试，是TD-LTE基站性能测试的理想平台。
推荐方案：是德科技基带信号发生器与信道仿真仪N5106A PXB配合信号发生器MXG和signal studio N7625B可以提供一站式的整体解决方案；如果测试系统已有专用信道仿真器，则可使用是德科技信号发生器N5182B/72B及signal studio N7625B完成最终测试。
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型号- U8480,B2911B,N9321C-TG4,CXG X 系列,N8926A,34460A,N7040A,N5742A,N5766A,N9918B,N9918A,N6735B,N6977A,DSOX6MSO,V8486A,N6953A,N8480,85093D,3012G,N5743A,6800C 系列,3024G,L2050 X 系列,N1914B,N5767A,3000G,N1914A,P9240AUTC,B2900BL,N6976A,N6746B,N443XD,N6734B,N6952A,E5061B ENA 系列,N8948A,34470A,N7042A,N1913B,N1913A,N5744A,N1298B,E5061B ENA,N5768A,N1298C,N3300A,3000G 系列,N1298A,N9916B,N9916A,N8924A,N9928A,D2000AUTB,34939A,N6701C,N8949A,N8925A,N8937A,N7041A,3034G,N1912A,N9000B,N5745A,3022G,N5769A,N2819A,B2901BL,S404A,E36100B 系列,N6700C,N9917B,N9917A,N6736B,N6954A,CXA X,D6000PWRB,8491A,E36150,P9240AERC,N9320B,33509B,N7020A,N1911A,N5746A,N3302A,N2818A,EXR208A,34925A,34937A,82357B,P9240BDLC,U2802A,D6000AUTB,N5181B,8480D 系列,N2142A,N9321C,AC68GPBU,B2902B,3032G,4024A,N5747A,N3303A,U9424B SP4T,S204A,E36150A,8490G,ENA,U9422C SPDT,N6702C,B2901B,N6705C,U2060 X,D2000BDLB,N8928A,33519B,EL30000,N3304A,N5748A,D4000USBB,33600A 系列,34947A,34959A,6000 X 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Keysight（是德科技）测试仪器分销产品选型指南（英文）
目录- BenchVue Control and Analysis Software RF Bench and Handheld Instruments Handheld Spectrum Analyzers FieldFox Handheld Analyzers Spectrum Analyzers, Signal Analyzer Audio Analyzer and Signal Generator Power Sensors and Power Meters RF and Microwave Test Accessories Vector Network Analyzers and ECal Modules Essential Bench Oscilloscopes, Applications, and Probes Digital Multimeters Function/Arbitrary Waveform Generators Data Acquisition/Switch Units USB Products and Connectivity Frequency Counters/Timers Power Supplies Bench Power Supplies System Power Supplies Precision Power Supplies System Power Supplies(continued) DC Power Analyzer, SMUs, and DC Electronic Loads AC Power Sources LCR Meters Handheld Instruments
型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B
DDS技术- 信号发生器的使用
Keysight 捷变信号发生器可以随时创建复杂场景，轻松满足您的需求。 UXG 是一个功能强大、现成可用的构建模块，您可以灵活地将其配置为可靠的本振（LO）或是可扩展的威胁仿真器。 UXG 消除了模拟和矢量技术之间的界限，可以加速将新情报整合到最新信号场景中。 拥有UXG，您将能够生成越来越复杂的场景，实现更逼真的仿真。
技术探讨 发布时间 : 2024-06-16
Keysight（是德科技）信号发生器选型指南（中文）
目录- 信号发生器简介 信号发生器的频率范围 信号发生器产品类别 信号发生器主要技术指标对比 应用软件、核心功能和软件对比 Signal Studio 软件 台式 模块化
型号- M9383B,N5194A,M9381A,N5193A,M9380A,N5166B,N5191A,N5181B,N5182B,N5171B,N5172B,N5183B,N5173B,E8257D,E8663D,N5102A,N9310A,E8267D,N5182BX07,M9383A,M9384B,M9484C
【经验】使用N5172B信号发生器测试Si4438无线收发芯片接收灵敏度的方法
Si4438是Silicon Labs针对中国433MHz无线频段市场推出的无线收发芯片，Si4438做成无线模块后，可以使用信号发生器测试无线模块的接收灵敏度，以此来判断的模块射频性能是否能满足要求。本文主要介绍如何使用N5172B信号发生器测试Si4438芯片接收灵敏度的方法。
设计经验 发布时间 : 2021-01-06
MXG X-Series Signal Generator N5181B Analog & N5182B Vector 9 kHz to 3 or 6 GHz 9 kHz to 7.2 GHz DATA SHEET
型号- MXG X,N5181B,N5182B,MXG X-SERIES
【经验】使用信号发生器E4438C测试无线收发芯片Si4460接收灵敏度的方法
Si4460是Silicon Labs推出的无线收发芯片，频点可覆盖从142 MHz至1050 MHz的Sub-Ghz频段，最大发射功率20dBm，接收灵敏度-124dBm。本文主要介绍如何使用Keysight的E4438C信号发生器测试Si4460模块接收灵敏度的方法。
设计经验 发布时间 : 2021-03-19
【经验】使用N5172B信号发生器测试EFR32MG系列无线SoC接收灵敏度的方法
Silicon Labs公司的EFR32MG系列无线SoC是ZigBee技术的主要解决方案。用户在设计ZigBee模块的时候，为了验证模块的射频性能，需要测试ZigBee模块的接收灵敏度数据。本文主要介绍如何使用Keysight N5172B信号发生器测试Silicon Labs EFR32MG系列ZigBee芯片接收灵敏度的方法。
设计经验 发布时间 : 2020-08-09
Keysight N5166B CXG N5171B/72B/73B EXG N5181B/82B/83B MXG X-Series Signal Generators Programming Guide
型号- N5183B MXG,N5173B EXG,N51XXB EXG,N5166B CXG,N5171B EXG,N5181B MXG,X-SERIES,N5182B MXG,N51XXB MXG,N5172B EXG
【选型】Keysight（是德科技）射频微波电子测试测量仪器选型指南
目录- 手持式射频微波分析仪 手持式分析仪 FieldFox 手持式射频网络及频谱分析仪 FieldFox 手持式射频网络分析仪 手持式频谱分析仪 手持式频谱分析仪(续) 信号发生器 EXG 射频模拟信号发生器 MXG 射频模拟信号发生器 射频信号发生器 信号分析仪 CXA 信号分析仪 BSA系列超经济型频谱分析仪 网络分析仪 低频－射频网络分析仪 ENA 网络分析仪 LCR表及阻抗分析仪 电容表 LCR表 精密LCR表
型号- N9962A,N9952A,E4407B,N9912A,N9914A,N9936A,N9342C,E4982A,N9320B,E4980A,E4405B,N9340B,N9344C,N9960A,N9322C,41800A,N9950A,N9310A,N9926A,N9916A,N9938A,N9928A,N9918A,N9951A,N5181B,N9923A,N5171B,E4408B,N9913A,N9935A,N9925A,N9343C,E4980AL,E4981A,E4980ALU,N9000B,N9961A,N9000A,N9951ALN9952A,N9915A,N9937A,E5061B,N9927A,N9917A,E5063A,11667L
Keysight（是德科技）信号发生器选型指南（英文）
目录- Signal Generator Agile and Vector Signal Generators Analog Signal Generators Signal Studio Software PSG Signal Generators X-Series Signal Generators RF Analog Signal Generator Baseband Generator,Interface Module PXI Signal Generators Legacy Signal Generators
型号- 8657J,N5172B,E4425B,E4437B,8657D,8645A,8657B,8657A,ESG-D,8672A,N5173B,E4424B,E4436B,8644B,8656B,E4400B,E8257DSXX-SERIES,83620B,ESG-A,83620A,M9381A,8340B,8340A,N5106A,E4431B,8647A,N9310A,8648A,83712B,83712A,ESG-AP,E4430B,83752B,83752A,M9380A,83630L,N5191A,8662B,E8257D,8662A,E4438C,E4426B,E2500B,83711B,83711A,83630B,83751B,83751A,8665A,8665B,E4421B,E4433B,N5193A,83640L,N5181B,8341A,N5181A,8341B,E8663D,8664A,E4428C,E4420B,8648D,E4432B,8648B,E8267D,8648C,83624B,83624A,83640B,N5194A,8780A,N5182B,N5182A,83623L,E4435B,8643A,N5102A,E4423B,83732B,83623B,83732A,83650L,N5171B,N5183B,8763D,N5183A,8763B,8763C,E8257DVXX-SERIES,X-SERIES,8763A,E4422B,E4434B,83622B,83731A,ESG-DP,83622A,83650B,83731B
Keysight N5166B CXG N5171B/72B/73B EXG N5181B/82B/83B MXG X-Series Signal Generators SCPI Command Reference
型号- N5172B CXG,N5181B EXG,N5183B MXG,N5173B EXG,N5166B CXG,N5182B EXG,X-SERIES,N5171B CXG
电子商城
现货市场
服务
支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试；9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试，天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
提供是德(Keysight)，罗德(R&S)测试测量仪器租赁服务，包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器租赁服务；租赁费用按月计算，租赁价格按仪器配置而定。
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授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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