LTE传输大幅提升 基站与终端产品验证难度高

大陆主要使用TD-LTE的4G技术方案，4G手机终端装置多以支持TD-LTE为主。vivo

LTE移动通讯技术不管是对传输效能、频谱使用效率等各方面，均较3G或是更早的通讯技术表现更优异，但随之而来的挑战也是因应新技术而产生的各种基站设备、终端装置的测试与验证需求，仅有透过完善的验证检核，才能让整体LTE技术方案的使用体验加分…

随着终端使用者对于移动通讯技术的要求越来越高，原有的3G无线通讯技术可能已无法满足需求，而新一代的4G LTE无线传输技术，在网络使用效能、频段的传输速度提升等各方面大幅优化，不仅通讯技术变得够为复杂，LTE使用频段与高效传输要求下，也让LTE技术方案的基站设备、终端装置在产品验证、测试的难度都变得较以往更高。

无线服务应用角度不同  产品实践复杂度亦受影响

以无线应用技术角度检视，若是针对双向语音通话机制，为了达到较佳的双向传输品质，采用相同传输量规范的上行？下行链路是可以达到较好的频段使用效率、同时又能确保较佳的通讯品质，这对于传输数据型态可以说是采上？下行链路对称的状态进行整合，而以这种对称形式使用频段较适合采用频分多工(Frequency-Division Duplexing；FDD)协议，而采用频分多工特别适用于核心服务为语音应用型态的机制应用。

另一种无线通讯应用则以数据传输为主，尤其在无线宽频应用方面，终端用户取得网络服务的需求已经趋向上行？下行链路数据不对称的状态，因为多数宽频移动应用中，消费者花在下行链路的数据下载量远比上行数据上传量要多更多，上？下行链路传输量不对等的状态十分明显，而用于数据传输的上？下行不对称状态若在配置对称型的网络服务时，肯定会造成上行容量的浪费，甚至排挤到该频段的其他应用配置，导致下行链路满载、上行链路却利用率显得较低的资源配置不对称问题。

TDD分时多工  可提供宽频网络更具效率的接取服务

以宽频应用为主的使用型态下，利用分时多工(Time Division Duplexing；TDD)协议，透过调整分配不同的上行？下行链路的传输带宽，以更符合实用效能需求的资源分配达到网络更高效的使用效能，透过简单的使用模型分析汇整，就能获得最佳化的上行？下行链路分配比例，电信服务商可以获得较对称链路效能更高的整体网络表现，提高网络使用效率。

而现实的LTE使用环境，上行？下行链路是同时存在于可用的频谱中，若同时基站与终端装置还搭配MIMO(Multi-input Multi-output)协议扩展传输效能，也会导致同一时间空间频谱的使用状况更趋复杂，尤其是针对LTE基站或终端装置进行功能性验证时，也必须为设备提供有效的LTE环境部署，不仅测试装备需要能支持双向的测试情境模拟，也必须建构针对LTE实际应用所需的上行链路？下行链路环境，透过通道模拟设备可以在测试环境中模拟终端装置或是基站设备所需的测试条件。

LTE设备验证测试  技术复杂度高

即便是实验室的模拟测试设备，已经可以有效建构真实使用条件的应用情境，但实际上在实验室建构的测试条件仍有其不足，无法完整真实的LTE无线通讯应用情境，例如，在LTE设备经常使用到的OTA移动测试(drive test)在实验室建置测试条件就相对困难，因为在真实的信号条件下，基站与终端设备建构的通信上行？下行链路，极容易受到天候变化、温？湿度条件、或季节条件差异而产生影响，对传输品质与性能也会造成对应变化，若要真实重建测试条件不仅成本高，对应调整的参数如何对应也是一大问题，而在真实环境下的测试成本相对更高。

一般而言，为了缩小测试实验室可能产生与实际状况的结果差距，一般在测试平台都会搭配通道模拟器，利用通道模式与搭配可调校的测试参数，重复模拟真实环境建构的通道状态，虽然透过模拟器建构的通信通道表现不见得能与真实条件100%相同，但也能达到于趋近于真实状态的基本测试条件，尤其在建构可控制、可重复性的实验环境条件，也能运用模拟环境验证受测通讯设备的无线电天线性能与实际表现，借此减少测试成本、提升测试效率，让产品验证可以在更短的时间周期内完成。

LTE使用新颖RF技术  增添测试验证复杂度

另外，LTE通讯技术之所以能达到大幅提升传输效能与通道使用效率，基本上就是在其通讯技术使用更高的系统动态范围与更精确的射频调校技术，而在其无线电发射系统中搭配更先进的数码调变技术进而提高传输通道的容量，正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；OFDMA)传输技术搭配MIMO多天线传输接收技术，可令LTE传输系统下获得可扩展的传输量，轻松以无线传输技术实践100Mbps高速传输的下行链路传输效能，同时提供超过50Mbps的上行链路传输输效能。

但真实的环境要想达到OFDMA的技术传输条件并不容易，因为高端的数码调变技术需要以更高的动态范围与线性表现，加上信号的杂讯比(Signal-to-noise ratio；SNR)要求高，在测试时也需有对应考量，例如在使用通道模拟器必须考虑影响输入的功率的几个关键因素，例如功率的范围、峰值与SNR等，尤其是使用OFDM技术时，功率的范围也需要注意，像是对应终端装置可能的功率调整范围，进行对应测试条件的设定，才能在模拟环境中取得较有参考价值的测试结果。

而在TD-LTE技术数据传输的使用情境，其实也为测试设备带来更多挑战，因为在FDD-LTE传输条件下在基站与上行？下行链路的设定基本上是一致的，测试条件相较TD-LTE更为单纯许多，反而是TD-LTE测试条件与验证就相对复杂许多。

善用模拟测试环境  加速LTE产品验证程序

至于LTE设备较关键的部分，也在其波束成型技术的部署与实践方面，利用将传输能量透过波束成型集中的效益，可以令传输距离更为延伸，同时也能力用较低的能量就能传送特定的距离，而搭配波束成型可以减少干扰问题、同时亦可增加网络传输通道的使用效能，甚至提升整体系统的效能。

但实际的状况是波束成型为运用演算法基础，运用空中传输界面的通道变化、互换性等特性，为传输信号提供一最佳化的发送状态，在测试环境中也必须利用通道模拟重现真实无线环境的相位变化、通道变化、多径反射等特性，验证由波束成型演算法调校的改善结果与性能增益状态。

在新一代4G LTE无线传输技术下，在使用TD/FDD LTE的差异，不仅直接影响上行？下行链路的动态调校弹性、通道传输效能，也因为其通讯技术的差异导致基站与终端装置实际验证的难度增加，在实验室环境或许无法透过模拟验证所有真实环境与可能变化量，但实际上仍可透过通道模拟与大量环境参数尽可能接近真实环境提升验证品质，透过双向链路的模拟连接测试，实际确认产品的品质状态。

而LTE测试由于技术层次更高，必须考量设备的动态范围、振幅、相位与双向传输特性，不仅测试复杂度更高，也必须导入更有效的辅助测试设备才能加速验证与降低验证成本。