隨著無線標準變得更加先進，系統整合工程師與驗證工程師針對新的基地台(BTS)和使用者設備(UE)設計進行除錯時，將面臨更嚴苛的考驗。長期演進計畫(LTE)等進階無線標準所帶來的最大挑戰在於，當無線設備傳送訊號時，實體(PHY)層和媒體存取控制(MAC)層間會出現複雜的交互作用。
經常在實體層上進行開發與設計工作的工程師，須高度依賴射頻訊號分析儀及向量訊號分析儀等工具。有些業者甚至特別開發出無線鏈路分析(WLA)軟體，讓負責實體層開發的工程師能夠仔細觀測各個裝置間發送的自主MAC層訊息細節，補齊向量訊號分析儀的功能。如此一來，工程師進行系統整合與驗證時，便可獲得更深入的洞察力，以加速完成例行的故障排除，並達成讓產品儘快上市的終極目標。
無線鏈路運作狀況多
LTE標準訂定至少六個不同的控制迴路，用來管理基地台與行動裝置間的無線鏈路。這些迴路在控制上行和下行鏈路之功率、時序、調變、傳輸模式與重送狀態時，經常會產生交互作用。管理這些控制迴路所需的資訊儲存於下行鏈路訊號中，當BTS(eNB)和UE間的連結建立完畢後便開始送出，並且在整個傳輸過程中持續傳送。
先進無線訊號具備固有的動態特性，因此在整合和驗證過程中同時測試射頻(RF)、基頻(Baseband)和控制功能的難度極高。若未全面評估和分析，將影響到運作中系統的效能，導致來自不同廠商的裝置間產生意想不到的變化。為加速排除這些現場發現的問題，須花費更多的時間和金錢。
無線鏈路分析不可或缺
目前市面已有WLA所提供的無線鏈路分析功能可將控制訊息解碼，並將其與所管理的實體層訊號進行關聯性比對，如此就能夠更清楚地透視鏈路層通訊狀態，並仔細觀測非預期的行為。
以上做法最大的好處是，可以在MAC訊息中查看並解譯射頻量測結果，包括功率、調變格式、時序等等，同時也可在射頻訊息內查看並解譯MAC訊息。舉例來說，查詢硬體現正傳輸1瓦(W)的功率並不難，但若要將此資訊與MAC層命令進行比對，因而發現該裝置被告知只須傳輸0.5瓦功率，難度可就高得多。
這類低層控制訊息通常深埋於系統內，並以極高的自主程度運作，因此唯有合併分析PHY和MAC訊息，才能有效觀察和監測鏈路行為。
圖形化顯示有利於找出問題
以圖形化方式來呈現量測資訊，即便工程師(尤其是不熟悉信令協定的工程師)根本沒有察覺出任何問題，也能有助於快速地評估即時現況，並且及早發現異常。例如，若能顯示在多個量測軌跡上耦合的標記，便可立即將問題的發生時間及其在擷取訊號中的所在位置，進行關聯性比對。
在圖形顯示畫面中發現問題後，可進行詳細地分析，以便找出引發可疑行為的根源，進而快速又有效地除錯。不論開發團隊成員是聚集於一處或散布在不同地點，都可共享原來的I/Q擷取訊號和高階資料(檔案較小)，同時還能記錄問題，以供未來驗證測試之用。
執行動態量測
進行測試時，首要之務就是驗證控制流程。當通道修復且無缺損後，控制流程應如預期般地建立並順利運作。驗證這種狀態極為重要，因為各個鏈路都有不同的配置選項和動態特性，使得運作狀態很可能無法如預期般重設或修改。
支援LTE標準的無線系統，必須能夠在出現大量封包錯誤的狀態下運作，並須使用多個同步低延遲傳輸處理程序，又稱為混合式自動重送請求(HARQ)。如果系統未出現錯誤，則處理程序將不間斷地周而復始進行。
例如安捷倫89600 WLA軟體即內建訊號追蹤演算法，能夠即時評估HARQ重傳過程中的運作狀態。圖1顯示時間軸(訊框編號)上每個HARQ流程的資料傳輸狀態。假定測得的訊號良好無誤，但是各個HARQ流程中呈現的不同直線，以及多條直線的偏離情形，立即提醒使用者原先沒有預料到的問題。這些功能也可用於第三代合作夥伴計畫(3GPP)認證測試，例如使用隨機衰退通道來模擬一般用戶在實際操作時可能遭遇的各種情境。這個層次的測試隱藏太多無線訊號中實際發生的狀況。藉由簡單地評估並修正個別控制迴路響應，可確定所測得的行動裝置或基地台效能，準確反應這些設備部署完畢後可真實提供的能力。這類產品若有多項功能是專為LTE標準而開發，則可更有效地分析行動裝置效能。
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| 圖1 安捷倫89600 WLA軟體提供HARQ流程監控能力，如果發現有重新傳輸的狀況，可立即顯示問題與位置；而多軌跡標記可立即與原始訊號進行關聯性比對。 |
由此可知，WLA軟體可擴展向量訊號分析儀現有的LTE分頻雙工(FDD)和分時雙工(TDD)分析功能；能夠執行多層解碼，以便揭露包含於上層訊息中的資訊，藉以確認射頻訊號之完整格式；亦可以圖形畫面顯示控制迴路活動的狀態，使用者可自行配置並使用二十個以上的下行鏈路控制參數來繪製變化情形；並且提供簡單易用的畫面顯示功能，以及找出循環冗餘檢查(CRC)失敗位置的能力。
掌握運作細節 搶占市場先機
先進無線系統須依賴自主控制迴路的高效運作，以便控管BTS和UE間的交互作用。藉由結合使用向量訊號分析儀和WLA軟體的強大功能，將可輕易地從複雜鏈路活動中擷取實用的資訊。而WLA的圖形化測試和分析功能，可鉅細靡遺呈現鏈路運作細節，讓開發者能夠在產品發展的初期階段，快速而有效地強化裝置評估作業，並設計出穩定性佳、效率高的產品，進而達成搶占市場先機的終極目標。
(本文作者為安捷倫產品市場經理)