4G LTE-Advanced是3GPP開發(fā)的LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)計(jì)畫）演進(jìn)版本，旨在達(dá)到或超過國際電信聯(lián)盟（ITU）的要求，建立真正的第四代無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，即IMT-Advanced。3GPP標(biāo)準(zhǔn)的LTE-Advanced在第10版及其後的所有版本中定義，包括第12版。LTE-Advanced Pro新增了許多於第13版（2016年3月公布）和後續(xù)標(biāo)準(zhǔn)中定義的多項(xiàng)新功能。

LTE在第三代行動通訊組織（3GPP）中已經(jīng)達(dá)到成熟的階段。目前規(guī)格上的變動目的都僅限於部分技術(shù)內(nèi)容更正。在2009年底，LTE動通信系統(tǒng)已經(jīng)開始佈署如同GSM和UMTS的演進(jìn)。國際電信聯(lián)盟（ITU International Telecommunication Union）創(chuàng)立一個新的名詞IMT-advanced，用來規(guī)範(fàn)新的行動通信系統(tǒng)之能力超過目前現(xiàn)有符合IMT-2000的行動通信系統(tǒng)。特別在資料量傳輸速度方面要求有大幅的增加。

為了支持先進(jìn)的服務(wù)及應(yīng)用，資料傳輸率在高速移動時要求達(dá)到100Mbps，低速移動時要能達(dá)到1Gbps。在2009一整年，第三代行動通訊組織（3GPP）一直在研究如何針對LTE標(biāo)準(zhǔn)改善，以符合IMT-advanced的需求。

在2009年九月，3GPP向國際電信聯(lián)盟（ITU）提出一個正式提案LTE Release 10 ，也就是LTE-Advanced應(yīng)該被評估為IMT-advanced 候選標(biāo)準(zhǔn)。在2010 十月，LTE-Advanced（LTE-A）在國際電信聯(lián)盟無線電通信部門（ITU-R）成功地完成評估程序符合甚至超過IMT-advanced要求，成為被承認(rèn)的4G技術(shù)。

LTE-A載波聚合

LTE-Advanced第 10 版標(biāo)準(zhǔn)中主要的新功能包括載波聚合（CA）、增強(qiáng)的多天線技術(shù)使用、增強(qiáng)型上行鏈路，並支援中繼節(jié)點(diǎn)（RN）。第 11 版標(biāo)準(zhǔn)接續(xù)了第 10 版的工作，並且增加了新的頻段和新的頻段組合，同時還支援可協(xié)調(diào)的多點(diǎn)運(yùn)作。第 12 版標(biāo)準(zhǔn)增加了緊急和安全服務(wù)所需的 LTE 技術(shù)，並進(jìn)一步開發(fā)預(yù)訂於第 13 版標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的關(guān)鍵任務(wù)一鍵通（MC-PTT）和其他功能。

其他重要特性包括小細(xì)胞和網(wǎng)路濃縮、D2D、LTE TDD-FDD 運(yùn)作，包括載波聚合、適用於 3GPP 節(jié)點(diǎn)的安全保證方法（SECAM），以及與 WiFi 的整合。LTE-Advanced中主要技術(shù)元件包含載波聚合（CA)，強(qiáng)化單載波多重存取技術(shù)（Enhanced SC-FDMA）、強(qiáng)化細(xì)胞間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（Enhanced ICIC）、強(qiáng)化MIMO架構(gòu)（Enhanced MIMO schemes），以及轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制（Relaying）。其中轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制並沒有在Release 10被定義完成，故被移到Release 11中再討論。

3GPP標(biāo)準(zhǔn)第10版定義的載波聚合（CA）是LTE-A非常重要的新特性，可將多個LTE載波合併為一個較大的單通道頻寬，以便提升新裝置的資料傳輸速率。有些電信業(yè)者僅分配到極為有限或分段的頻譜。利用載波聚合技術(shù)，他們便可因應(yīng)終端用戶不斷升高的資料傳輸需求。

LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)之一是維持與早先的LT E版本的相容性。因此LTE-Advanced的載波聚合方式基於早期3 GPP第8版標(biāo)準(zhǔn)所定義的載波，以便讓現(xiàn)有的LT E裝置仍然能夠繼續(xù)正常運(yùn)作，同時讓新的裝置能夠透過載波聚合來支援更高的資料傳輸速率。

3 GPP第8版標(biāo)準(zhǔn)所定義的LTE載波稱為子載波（CC），載波聚合支援最多5個子載波合併，以實(shí)現(xiàn)100MHz的理論最大頻寬。大多數(shù)LTE-FDD網(wǎng)路業(yè)者獲準(zhǔn)使用的頻譜無法支援最寬頻寬，因此通常選擇使用5或10MHz的頻寬來執(zhí)行載波聚合。在分頻雙工（FDD）LTE-Advanced系統(tǒng)中，上行鏈路聚合子載波數(shù)量一定要少於或等於下行鏈路聚合子載波數(shù)量。相聚合的兩個載波，其頻寬可以不同，例如5MHz載波可以與10MHz載波聚合，這是蠻常見的情形。

在分時雙工（TDD）系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路則共用同一頻段。根據(jù)第10版標(biāo)準(zhǔn)的要求，TDD系統(tǒng)上行鏈路與下行鏈路的聚合子載波數(shù)量以及子載波頻寬必須一致。而3GPP第11版修訂了上述定義：支援TDD在不同頻段上，使用不同的上行鏈路和下行鏈路配置。

LTE-Advanced第10版標(biāo)準(zhǔn)定義了兩類載波聚合：頻段內(nèi)載波聚合和頻段間載波聚合。頻段內(nèi)載波聚合的子載波，佔(zhàn)用同一LTE頻段中的不同通道。這些通道可以是連續(xù)（相鄰）通道，也可以是非連續(xù)通道，甚至是連續(xù)和非連續(xù)通道的組合（適用於3個或以上子載波聚合的情形）。

有些晶片組使用單一接收器來支援上述特性。而頻段間載波聚合的子載波處於不同頻段，因此需要使用兩個或更多接收器來實(shí)現(xiàn)。這類載波聚合的成本較高，卻是電信業(yè)者最喜歡使用的方式，因?yàn)檫@類載波聚合可以利用不同頻段中的離散頻譜資源。

LTE-Advanced網(wǎng)路支援僅下行鏈路聚合，或是下行與上行鏈路的同時載波聚合，不過初期只會在下行鏈路中部署載波聚合，因?yàn)橄滦蟹獍Y料傳輸?shù)男枨筝^為迫切。

圖一 : 載波聚合可合併多個LTE載波可以提升單通道頻寬，進(jìn)而提高資料速率和處理速度，以極致利用可用頻譜。 資料來源:qualcomm.com

載波聚合帶來測試新挑戰(zhàn)

載波聚合為LTE終端設(shè)備（UE）製造商帶來了新的挑戰(zhàn)：儘管載波聚合技術(shù)不會產(chǎn)生新的測試項(xiàng)目，但無疑會增加測試時間和複雜性。與其他蜂巢式行動裝置一樣，生產(chǎn)支援載波聚合的終端設(shè)備時，同樣也必須在製造過程中進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證測試。對此，製造商將採取不同的測試策略。

校驗(yàn)頻段內(nèi)載波聚合裝置，跟校驗(yàn)指定頻率的LTE裝置很類似。然而，製造商需要以更多步驟來校驗(yàn)支援聚合頻寬的裝置，例如必須驗(yàn)證裝置發(fā)送多個子載波時，功率放大器的功率回退問題。驗(yàn)證頻段內(nèi)載波聚合裝置時，某些製造商可能會使用多個載波進(jìn)行測試，另一些製造商可能會選用單一載波來簡化測試，然後使用多個載波來對樣本執(zhí)行抽樣檢測。

如果是驗(yàn)證頻段間載波聚合裝置， 則必須單獨(dú)校驗(yàn)所有傳輸路徑和接收路徑。因此，雙頻段裝置需進(jìn)行兩次完整的校驗(yàn)，這意味著校驗(yàn)時間將翻倍，導(dǎo)致製造成本壓力大幅增加。校驗(yàn)後的所有傳輸路徑和接收路徑都需要接受驗(yàn)證，以確定裝置能否正常運(yùn)作。頻段間載波聚合驗(yàn)證測試可採用序列或並聯(lián)測試，取決於晶片組的功能及製造商的測試策略。

近年來，蜂巢式元件製造商傾向於透過序列非信令測試來進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證，因?yàn)檫@種方法可以顯著縮短校驗(yàn)測試時間。序列驗(yàn)證測試不僅可以縮短測試時間，同時還可減少空中信令測試的成本。

當(dāng)然，這些優(yōu)勢不會憑空而來，晶片組供應(yīng)商必須在晶片組中添加非信令序列測試支援能力，並提供實(shí)現(xiàn)這些功能所需要的驅(qū)動程式和完整軟體。因此測試設(shè)備必須能夠執(zhí)行先進(jìn)的序列和單次擷取多次測量，並且必須支援必要的蜂巢式通訊格式和特性，例如LTE-Advanced載波聚合等。

結(jié)語

全球頻譜資源有限，因此大多數(shù)LTE-Advanced網(wǎng)路業(yè)者採用頻段間載波聚合技術(shù)來疏解困境。不過這項(xiàng)技術(shù)會增加裝置的成本並縮短電池壽命。許多LTE-TDD網(wǎng)路業(yè)者擁有較寬的頻譜資源，因此可能選擇使用寬頻段（高達(dá)20 MHz）的頻段內(nèi)載波聚合。近期，純下行鏈路載波聚合備受青睞，因?yàn)槠溲}雜性相對較低，且符合客戶的封包資料使用習(xí)慣。

載波聚合允許網(wǎng)路業(yè)者合併使用可用的離散頻譜資源，以發(fā)掘 LTE-Advanced 技術(shù)的傳輸速率和效率優(yōu)勢，但同時也產(chǎn)生了更嚴(yán)格的裝置製造校驗(yàn)和驗(yàn)證要求。製造商最初可能選用序列測試法來執(zhí)行載波聚合測試，以降低待測裝置測試模式的複雜性，而且無需使用高效能測試設(shè)備。

不僅如此，接收器測試速度的提升有助於縮短接收器測試時間，不會因支援下行鏈路載波聚合而大幅增加測試工作。隨著蜂巢式裝置功能和複雜程度增加， 縮短測試時間的壓力也變得更大，迫使業(yè)者必須選擇速度更快，也更複雜的並聯(lián)測試。這已經(jīng)成為在LTE-Advanced測試中，相關(guān)測試設(shè)備必備的重要功能。

（本文參考資料:是德科技LTE-Advanced製造測試解決方案）

羅德史瓦茲SMW200A向量訊號產(chǎn)生器，與FSW訊號頻譜分析儀

臺灣羅德史瓦茲：「這是5G網(wǎng)路微波及毫米波開發(fā)的理想測試方案！」

R&S SMW200A 40GHz的機(jī)種可完全涵蓋K及Ka頻段，內(nèi)建的基頻產(chǎn)生器提供了160MHz RF調(diào)變頻寬並具備絕佳的I/Q平坦度及誤差向量振幅（EVM），因此可產(chǎn)生絕佳的調(diào)變訊號品質(zhì)，為微波測試應(yīng)用領(lǐng)域的首選。它亦可快速地產(chǎn)生連續(xù)波形（CW）訊號用以進(jìn)行多載波元件的測試，及寬頻QAM調(diào)變載波用以進(jìn)行衛(wèi)星接收器的測試。

R&S SMW200A協(xié)助開發(fā)者定義具潛力的5G無線網(wǎng)路存取技術(shù)，透過升級全新的頻率選配，即可涵蓋目前5G技術(shù)發(fā)展的頻率範(fàn)圍。內(nèi)建的基頻產(chǎn)生器支援了所有重要的數(shù)位通訊標(biāo)準(zhǔn)，包括了LTE R8至R11。透過支援達(dá)2GHz頻寬的 R&S SMW200A並搭配外部I/Q訊號產(chǎn)生器，則為寬頻5G應(yīng)用的理想選擇。

圖二 : 羅德史瓦茲SMW200A向量訊號產(chǎn)生器，與FSW訊號頻譜分析儀 圖片來源：rohde-schwarz.com

是德科技E6640A EXM無線測試儀

是德科技臺灣區(qū)總經(jīng)理張志銘：「我們可提供業(yè)界最高的測試速率！」

E6640A EXM無線測試儀同時支援序列和並聯(lián)載波聚合測試流程，無需使用其他測試設(shè)備，可經(jīng)濟(jì)有效地因應(yīng)前述測試挑戰(zhàn)。EXM可在小型機(jī)箱中配置多達(dá) 4 個完整的TRX測試儀，以實(shí)現(xiàn)高密度測試。每個測試儀都內(nèi)建靈活的4埠RFIO面板，無需使用複雜且昂貴的外部切換元件。

EXM可透過一臺輕巧的主機(jī)提供4臺測試儀，如此可減少儀器佔(zhàn)用的空間，並可共用單一內(nèi)部控制器、時序參考和內(nèi)部電源，讓製造商能降低資本投資。此外，EXM採用是德科技為X系列分析儀和無線測試儀開發(fā)的量測技術(shù)。這些技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可提供業(yè)界最高的測試速率。

圖三 : 是德科技E6640A EXM無線測試儀 圖片來源：keysight.com

國家儀器PXIe-5668R向量訊號分析器（VSA）

國家儀器技術(shù)行銷經(jīng)理潘建安：「PXI平臺提供最佳的量測速度與效能！」

國家儀器PXIe-5668R向量訊號分析器（VSA）提供765MHz的頻寬，以及同級最佳的量測效能與速度。這款高效能微波訊號分析器可滿足某些嚴(yán)苛的應(yīng)用需求，例如無線通訊、射頻積體電路（RFIC）特性測試、雷達(dá)測試、頻譜監(jiān)控與訊號情報等。

PXIe-5668R結(jié)合了RF量測效能、量測速度和靈活彈性。這款儀器的動態(tài)範(fàn)圍與頻寬均領(lǐng)先業(yè)界，並可針對研發(fā)應(yīng)用嚴(yán)苛的量測需求提供理想的解決方案。PXIe-5668R屬於PXI儀器的一種，優(yōu)異的量測速度可滿足大量製造測試的需求。這款VSA還包含可透過LabVIEW設(shè)計(jì)程式的Xilinx Kintex-7 FPGA，只要新增觸發(fā)或訊號處理常式，就能客制化儀器行為，並提供許多豐富功能。

圖四 : 國家儀器PXI平臺 圖片來源：ni.com

安立知ShockLine高性能4埠向量網(wǎng)路分析儀

安立知：「我們可有效降低測試成本並加快上市速度！」

ShockLine MS46524B 4埠向量網(wǎng)路分析儀系列，具備高價值與高性能，可提供同類產(chǎn)品中最佳的動態(tài)範(fàn)圍，降低在多種測試應(yīng)用 (最高92GHz) 中的測試成本並可加快上市速度。這些測試應(yīng)用包括設(shè)計(jì)和製造多埠行動網(wǎng)路裝置、行動裝置、汽車電纜、高速資料互連與系統(tǒng)整合元件。

MS46524B 配置選項(xiàng) 10、選項(xiàng) 20 及選項(xiàng) 40，可具備射頻微波頻率功能；這些頻率選項(xiàng)搭配強(qiáng)大的 ShockLine 軟體，為被動元件量測提供最具成本效益的解決方案。

圖五 : 安立知ShockLine高性能4埠向量網(wǎng)路分析儀 圖片來源：anritsu.com