|
全球已經開始著手佈建第三代（3G）的行動電話系統，因此需要在設計階段和生產制造階段進行終端設備（UE － 相當于2G系統的MT行動終端裝置）的測試。3GPP標準已經規定的一個測試項目是位元錯誤率（BER）測試，它是透過一個12.2 kbps的參考量測頻道（RMC）[1,2]來進行的。然而，這項測試只能*估出UE在頻道解碼之后的整體位元錯誤效能，無法另外針對解調器本身的效能提供必要的資訊。盡管解調器的效能是影響接收器好壞相當重要的一環，特別是在設計階段，但在現行的3GPP標準中，一旦解調器被整合到UE中之后，就不會再對它進行*估了。雖然如此，在設定12.2k的RMC時，只要在通話連結上做一些小修改，就可以建構出一種新的頻道，該頻道不會在上傳連結或下傳連結上使用錯誤修正的功能，因此可以產生一個回傳（loopback）連結來測試接收器的效能，相較于一般的連結，可以更詳細地揭露出RF相關的問題。 回傳測試的設置方式 圖1的方塊圖畫出了回傳測試時，系統模擬器（測試機組）與UE之間的連接方式。在測試機組中產生的資料位元會以“10110001101”的數碼來表示，并且在radio bearer測試模式連結的時候，透過12.2 kbps的參考量測頻道傳送到UE上，如參考資料[1,2]中所述。UE會解出資料位元，并將同一份資料回傳給測試機組，接著測試機組會比較傳送出去的資料和接收到的資料，然后計算出位元錯誤率。 圖1：系統模擬器與終端設備之間的回傳路徑。 位元錯誤率（BER）的定義是所接收到的錯誤位元數和送出的所有資料位元數的比，這些位元指的是迴旋乘積/超級解碼器輸出端的資訊位元。當測試機組量測回傳的位元錯誤率時，會在下傳連結的專用流量頻道（DTCH）上，將一段已知的資料數碼傳送給設定為回傳模式的UE，UE會將資料解碼，并在上傳連結的DTCH上將資料重新傳送出去。測試機組會分析上傳的資料，看看它與原先透過下傳連結送出的資料位元的吻合情況。測試機組一次會比較下傳和上傳資料的一個傳輸區塊，量測所得的結果（亦即位元錯誤率）就是所接收到的不正確位元數與送給UE的總位元數的比。測試UE 的接收器效能時，會假設上傳連結不會發生資料錯誤的情況，如果在上傳連結發生任何的錯誤，接收器測試就會完全無效。 原先12.2 kbps RMC的實作方式 圖2是專用實體資料頻道（DPDCH）的建構方式，它是透過將一個DTCH和一個專用控制頻道（DCCH）的資料加以多工處理所形成的。在每一個20 ms的DTCH訊框（frame）內，會產生244個位元的資料，因此原始的資料速率為244個位元/20 ms = 12.2 kbps。接著會再加上24個循環檢查碼（CRC）和尾部位元，并將整個資料區塊轉入一個1/3速率的迴旋乘積編碼器（convolutional encoder）中。之后，每804個編碼好的資料位元中，會將126個位元打孔（puncture），只留下688個位元供接下來的階段使用。在進行回傳測試的時候，會透過DTCH來傳送已知的測試資料數碼，構成12.2 kbps的RMC。 圖2：專用實體資料頻道（DPDCH）的建構方式。 3GPP的標準定義了兩種回傳的類型，如圖3所示。就第一類而言，如果封包資料是radio bearer的話，回傳的位置可以在封包資料收斂協定（PDCP）層之上，或是如果使用RMC的話，則在無線連結控制（RLC）層的上面。第二類回傳可提供測試區塊錯誤率（BLER）的方法，首先，測試機組會將傳輸區塊以及計算出來的CRC傳送給UE，當UE解出傳輸區塊和CRC之后（這兩項可能都會含有錯誤），會將同一傳輸區塊和CRC透過上傳連結回傳給測試機組。測試機組會依據所接收到的傳輸區塊計算出相對應的CRC，并將之與先前送給UE的資料進行比較，當這兩個CRC不一樣的時候，就表示出現了區塊錯誤。若要成功地進行這種類型的BLER測試，測試機組必須要能確定UE可以將上傳傳輸區塊的大小設定為足以包含原始的傳輸區塊資料和CRC。第二類回傳的另一個條件是要求UE不要在上傳連結上傳送計算出來的CRC，但要將下傳連結上所接收到的資料直接再傳送出去。 圖3：第一類和第二類的回傳 新的33 kbps RMC的實作方式 傳送radio bearer設定訊息給UE的時候，3GPP規格一開始允許為傳輸區塊選擇“不使用頻道編碼”的方式，當DTCH的傳輸區塊選擇了“不使用頻道編碼”時，諸如傳送時間間隔、DCCH配置設定和傳輸區塊多工等所有其它的參數都會與12.2 kbps RMC的完全一樣。在所提出的通訊協定中，除了未編碼傳輸區塊的大小會增加，以及移除掉頻道編碼和速率匹配等功能之外，所有的信號傳輸和實體層參數都會保持不變。在radio bearer的設定訊息中，測試機組會告訴UE在DTCH上的下傳和上傳傳輸區塊都“不使用頻道編碼”。此外，為了保持頻道的對稱，并且讓所有其它傳送格式的變數保持不變，測試機組也會下令增加未編碼傳輸區塊的大小，使得相同大小的區塊可以出現在測試機組和UE傳送路徑上的第一個交錯階段（如圖2所示）。圖4是依據新的通訊協定修改過的DTCH，在新的協定中，672個DTCH資料位元會在一個20 ms的訊框中傳送出去，因此可將原始資料速率由12.2 kbps提高到33.6 kbps。之后會加入16個CRC位元，接著，所形成的688位元資料區塊會被轉入第一個交錯處理器中做進一步的處理。值得注意的是，當DTCH選擇“不使用編碼”的方式時，就不需要將下傳連結或上傳連結的DTCH位元打孔了（由速率匹配區塊進行）。如果在系統模擬器中實做出上述的33.6 kbps RMC的話，就不需要在UE的實體層或通訊協定配置設定上做任何的改變了。 圖4：針對33.6 kbps RMC修改過的DTCH訊框。 這種頻道設置方式可以有效地移除系統中的錯誤修正編碼，同時將原始資料速率由12.2 kbps提高到33.6 kbps，以加快BER的測試速度。另外，位元錯誤的量測結果也有助于更準確地*估出UE實際的RF和解調效能。如果將所得到的BER與使用12.2 kbps RMC所量測到的BER相比較的話，也可以測出頻道編碼的增益。 量測結果 測試機組中已將所提出的通訊協定實做進去，使用12.2 kbps和33.6 kbps的RMC分別進行BER測試所得到的典型結果如圖5所示。由圖中可以看出，就同樣0.1 %的BER而言，當使用頻道編碼功能的時候，接收器的靈敏度可從大約-100 dBm大幅提高到-110 dBm。接著我們對三款不同品牌的UE進行BER量測，結果如圖6和圖7所示。由圖中可以看出，不同品牌的UE具有不同的位元錯誤效能，而且如果拿掉頻道編碼功能（使用33.6 kbps RMC）的話，相對于cell功率的位元錯誤效能會逐漸地提高。不過，若加入頻道編碼功能的時候（使用12.2 kbps的RMC），在達到關鍵點之后，BER效能會突然出現大幅度的改善，這是因為超過這個關鍵點，大部分的錯誤都可以被頻道解碼器修正回來。 圖5：使用12.2 kbps和33.6 kbps的RMC進行BER量測所得到的典型結果。 圖6：使用33.6 kbps的RMC，量測BER相對于cell功率的結果。 圖7：使用12.2 kbps的RMC，量測BER相對于cell功率的結果。 結論 我們實做出一個33.6 kbps的參考量測頻道，讓工程師在進行接收器測試時，可以得到更完整的UE效能全貌，特別是會受到RF特性影響的效能。我們成功地在Agilent 8960無線通訊測試儀器中實做出這個頻道，并且針對三款不同品牌的UE進行BER量測。 |
