TD-SCDMA智能天线的自动化测试

引言

　　智能天线（或beamforming）可以通过将’beam’对准特定的用户，显著的提高用户接收信噪比和降低对其他用户的干扰，从而增加系统容量。

　　TD-SCDMA很大程度上是功率受限系统，同时是一个自干扰系统，又由于TDD系统的天然上下行信道对称性，所以从TD-SCDMA设计之初就开始了对智能天线的实际部署研究。智能天线在TD-SCDMA中开始应用并走向成熟。在后续演进中，TD-SCDMA将向TD-LTE演进，LTE更大程度上引入了带宽受限，所以智能天线/MIMO自适应技术是TDD多天线技术的方向。

　　任何一项产品特性都需要大量的实验室测试。实验室测试不仅大大节省了成本，加快了产品推出周期，而且比现场测试更易构造各种测试环境可重复性的进行测试，从而提高产品质量。

　　自动化测试简化测试操作，自动完成设备配置、重复执行、结果记录/分析/报告输出等步骤，大大提高测试效率，进一步加快产品推出周期，扩大了测试的覆盖范围。

　　通常，测试设备都提供通用的接口，如GPIB，Ethernet等，供软件编程调用。我们在实际应用中，通过对SR5500M的自动化控制完成智能天线的各种测试。进一步，我们将对基站和手机（或其他终端设备）完成自动化控制，届时，智能天线测试将具有更高的性能和更多的特性。

1 智能天线在TD-SCDMA的应用

　　TD-SCDMA作为TDD系统，上下行信道完全对称，所以通过对上行信号的信道估计即可得到下行信号的权值（权矢量），从而达到波束赋形（Beamforming），无需冗余信号设计或资源占用。

　　TD-SCDMA基站为8天线单元平板天线，天线单元间距为λ/2，低间距意味着天线间信号的高相关性，通常可以假定相关性均为1，即所有天线经历相同的信道瞬时衰落，天线间信道的差别即为依赖于方向的相位差。通过在不同天线单元自适应调整相位偏移作为各天线单元的权值以控制（steer）天线波束，从而对准相应的用户，提高增益，同时降低对其他用户的干扰。

　　但TD-SCDMA并不局限于高相关性天线配置，比如为了减少天线面积和重量，近年开发了双极化天线，相当于两个完全不相关的4天线单元阵。此时除了天线单元间的相位偏移外，两个天线阵之间的瞬时衰落不一定相同，因此，需要根据天线单元的信道估计（H）来获得幅度和相位均不相同的复矢量作为各天线单元的权值。从而完成自适应beamforming。

　　这两种情况的算法设计并不是矛盾的，低相关配置包含了高相关配置的算法，TD-SCDMA的基站实现均根据每天线信道估计得到总的权矢量，因此不管是天线间相关性高或者低，均可直接使用。

　　在上行方向，基站作为接收机，主要是利用了多天线分集功能，通过最大信噪比合并（MRC）算法获得分集增益。

　　需要指出的是，不同的天线相关性会影响智能天线性能。这方面的讨论超出了本文的范畴，请参考相关论文。

2 思博伦SR5500M－智能天线测试

　　思博伦SR5500M在2007年底推出之时就考虑到TD-SCDMA智能天线的商用测试，即模块化设计。如图1所示，4台SR5500M既可以供不同地点的不同团队测试，比如测试单天线性能等，也可以组合成系统，供同一地点的多个团队测试单天线性能，或供同一团队测试8天线性能，极大的提高了设备利用率：

图1思博伦SR5500M