中國3G測試和測量面臨的挑戰(zhàn)及其解決方案

    3G測試行業(yè)面臨的焦點(diǎn)問題是如何快速地對手機(jī)和基站的功能及性能包括環(huán)境參數(shù)和設(shè)備運(yùn)營情況進(jìn)行全面、完整的測試，其核心目標(biāo)是縮短測試時間和周期，從而降低測試成本。手機(jī)設(shè)計(jì)、大規(guī)模量產(chǎn)、基站設(shè)備安裝調(diào)測、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等領(lǐng)域構(gòu)成了3G測試的主要對象。隨著中國TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的頒布，3G部署指日可待，測試行業(yè)將面臨哪些挑戰(zhàn)？測試和測量設(shè)備提供商將帶來哪些方案？

    帶著一系列問題，《電子產(chǎn)品世界》對羅德與施瓦茨(R&S)、泰克(Tektronix)、威爾泰克(Willtek)、橫河科技(Yokogawa)等公司進(jìn)行了專訪，通過他們向您介紹3G部署階段面臨的主要測試挑戰(zhàn)和解決方案，(并通過對Aeroflex、安捷倫科技(Agilent)和安立(Anristu)公司測試方案的簡要介紹，)讓你了解目前3G測試行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

1. 羅德與施瓦茨(R&S)：提供全面的3G測試解決方案

    目前，測試領(lǐng)域面對的挑戰(zhàn)是TD-SCDMA測試設(shè)備相對欠缺。對于TD-SCDMA終端測試，市場上還缺少支持TD-SCDMA的協(xié)議一致性測試儀、射頻一致性測試系統(tǒng)和音頻一致性測試儀，這在一定程度上將影響TD-SCDMA手機(jī)的研發(fā)、型號批準(zhǔn)和入網(wǎng)測試；對于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)測試，目前市場上成熟的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋測試系統(tǒng)還不多，這將影響TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的部署和優(yōu)化。由于三種標(biāo)準(zhǔn)共存，測試廠商需要提供能支持這三個標(biāo)準(zhǔn)的測試解決方案。

   羅德與施瓦茨(R&S)是率先針對這三個標(biāo)準(zhǔn)推出全面的研發(fā)測試、一致性測試、生產(chǎn)測試和網(wǎng)絡(luò)測試等解決方案的廠家之一。方案包括：(1)3G研發(fā)測試：R&S的提供一系列通用測試儀器、協(xié)議測試儀、音頻測試儀和綜合測試儀等，這些設(shè)備支持WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等標(biāo)準(zhǔn)。(2) 3G一致性測試：R&S功能強(qiáng)大的認(rèn)證測試系統(tǒng)覆蓋了協(xié)議、射頻、音頻和EMC等方面，如用于GSM/(E)GPRS/WCDMA終端的射頻一致性測試系統(tǒng)TS8950、協(xié)議一致性測試儀CRTU和音頻一致性測試平臺CMU200+UPL都已經(jīng)被應(yīng)用于中國的各大權(quán)威測試機(jī)構(gòu)和研發(fā)廠商。R&S非常重視中國的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，并及時跟蹤TD-SCDMA技術(shù)的最新發(fā)展，一直處在TD-SCDMA的一致性測試的最前沿。(3)生產(chǎn)測試：能提供用于GSM、cdma2000和WCDMA手機(jī)/基站測試的成熟解決方案。在TD-SCDMA方面，率先提供了完備的TD-SCDMA生產(chǎn)測試方案。(4) 3G網(wǎng)絡(luò)測試：R&S提供無線網(wǎng)絡(luò)分析儀TSMU和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件ROMES，以及加上測試手機(jī)而組成的網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)。這一平臺支持各種通信標(biāo)準(zhǔn)，包括GSM/GPRS、cdma2000和WCDMA等，TSMU的覆蓋場強(qiáng)測試功能還可以用于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃測試。

   R&S在提高測試速度方面，主要依靠兩方面：一方面是采用更快的器件(如更快的DSP等)，另一方面是改良測試技術(shù)。如R&S的頻譜儀在測試cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA信號的碼域功率、ACLR和頻譜等指標(biāo)時，速度明顯快于同類儀表，這是因?yàn)镽&S采用了特別的測量技術(shù)。再如，傳統(tǒng)的校準(zhǔn)過程需要幾十秒的時間，通過采用獨(dú)特的智能校準(zhǔn)(Smart Alignment)方法，可以把射頻校準(zhǔn)由幾十秒縮短到幾秒！
 
    R&S提供全面的3G業(yè)務(wù)測試解決方案，測試平臺可以基于CRTU或者CMU200，支持GSM/GPRS、WCDMA和cdma2000等標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行MMS、WAP、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、視頻流等業(yè)務(wù)測試，并可以在業(yè)務(wù)測試的同時進(jìn)行射頻測試和信令監(jiān)測，以便于進(jìn)一步的分析。值得一提的是，為了對手機(jī)的業(yè)務(wù)支持進(jìn)行嚴(yán)格的認(rèn)證，OMA(Open Mobile Alliance)組織已經(jīng)制訂了一些3G業(yè)務(wù)測試?yán)?，其中一些已?jīng)被GCF或PTCRB所采納，成為了手機(jī)認(rèn)證的一部分。R&S推出了CRTU-ATE平臺，可以基于上述需求為業(yè)務(wù)一致性測試提供了靈活的解決方案，并在業(yè)界率先支持MMS的一致性測試。



2. 泰克：用實(shí)時采集技術(shù)獲取待測頻段的所有信息

   3G系統(tǒng)的測試是保證3G系統(tǒng)運(yùn)行的重要因素。為了獲得更好的傳輸質(zhì)量和速度，3G系統(tǒng)采用了更為復(fù)雜的調(diào)制方式，如8PSK、16QAM等。為了適應(yīng)空中信號質(zhì)量的不同，還可能在同一次連接的不同條件下使用不同的調(diào)制方式，也稱之為自適應(yīng)調(diào)制；另外，TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)采用時分雙工TDD技術(shù)，使通信的上下行共用同一頻率，而用時隙將他們區(qū)分開；再有，部署在2GHz頻段的3G系統(tǒng)與二代移動通信系統(tǒng)相比需要更多的基站，系統(tǒng)優(yōu)化和干擾排查工作量更大。因而，在無線射頻方面，3G測試面臨的挑戰(zhàn)將是復(fù)雜調(diào)制的解調(diào)分析、信號隨時間變化的快速捕獲和分析、空中系統(tǒng)測試(包括頻譜監(jiān)測、覆蓋測試)以及基站性能分析、干擾信號分析和定向等等。

   泰克公司一直致力于提供3G測試解決方案，特別是對中國自主知識產(chǎn)權(quán)的TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的測試過程中提供了重要的測試儀表。對于3G無線射頻測試，泰克公司提供了YBT250無線現(xiàn)場測試儀和RSA系列實(shí)時頻譜測試儀，覆蓋從基站性能、天饋線、空中信號分析測試等全部射頻及解調(diào)分析。RSA系列實(shí)時頻譜儀具有獨(dú)特的觸發(fā)、捕獲和分析功能、多域時間相關(guān)測試功能、深度存儲和回放分析功能。該儀表支持全部三個3G標(biāo)準(zhǔn)的射頻和解調(diào)測試，它利用泰克公司獨(dú)特的時域采樣方式實(shí)現(xiàn)頻譜測試新方法，實(shí)時測量與信號時間相關(guān)的測試。YBT250支持CDMA2000、EVDO、W－CDMA、HSDPA的射頻和解調(diào)測試，支持TD－SCDMA的頻譜測試、天饋線測試和射頻空中信號分析。

    傳統(tǒng)射頻頻譜測試為掃頻方式，即對待測頻段按設(shè)置好的某一分辨率帶寬由頻率低端到高端逐步完成測量。用這種方法測量得到的頻譜結(jié)果，在嚴(yán)格意義上講不同頻率上的事件并不是在同一時間發(fā)生的。尤其是在測試的分辨率帶寬較小時，測量所用的時間將較長。這樣將可能捕獲不到或丟失某些隨時間瞬變的信號，而信號隨時間變化是3G乃至以后的無線通信系統(tǒng)的一個重要特征。泰克的無線測試儀表用獨(dú)特前端時域采集，經(jīng)過A/D變換、存儲、FFT變換，使一次采集的時間內(nèi)包括了待測頻段的所有信息，包括時域、頻域和調(diào)制域信息。泰克在其測試儀上還引入了無縫捕獲和重疊FFT等技術(shù)，使測試速度進(jìn)一步得到提高，從而更友好地滿足了3G系統(tǒng)測試的需求。

    未來3G業(yè)務(wù)的順利發(fā)展需要穩(wěn)定可靠和高效3G系統(tǒng)，而有效的測試是保障系統(tǒng)質(zhì)量的重要步驟。我們除上面介紹的無線測試方案外，還提供移動信令測試解決方案，包括所有3G系統(tǒng)各個接口的模擬與仿真、監(jiān)測與分析。所提供的儀表有K1297、K15、NSA15和NSA18。

3. 威爾泰克：為生產(chǎn)需求開發(fā)高速測試和高精度測量設(shè)備

    在測試方面，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的測試與WCDMA的測試相似，但是，由于通過TDMA在相同頻率進(jìn)行傳輸和接收，這就為測試設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)。針對這些挑戰(zhàn)及手機(jī)生產(chǎn)制造工廠和維修中心的需求，威爾泰克目前可以提供Willtek 4400 系列手機(jī)綜測儀，涵蓋了所有無線標(biāo)準(zhǔn)如GSM/GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等，這些綜測儀用于功能測試和含校準(zhǔn)的PCB測試優(yōu)化。在生產(chǎn)過程中，功率等級的校正有時和I/Q調(diào)節(jié)器是一個完整的步驟，因?yàn)檫@允許生產(chǎn)廠家使用便宜的器件，這些器件為達(dá)到需要的精度，是被自動排成一列的。功能測試的目的是為了在生產(chǎn)線后端檢驗(yàn)手機(jī)性能，或在維修中作進(jìn)廠和出廠檢查。 

    對于TD-SCDMA，生產(chǎn)測試和測量已可以通過我們的4400綜測儀系列中的4405TD-SCDMA測試選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)。也就是說，可以通過Willtek 4405手機(jī)綜測儀可以實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA手機(jī)的規(guī)模量產(chǎn)、測試和校準(zhǔn)。我們現(xiàn)在正在推進(jìn)它的功能性測試。這可以幫助中國的手機(jī)研發(fā)中心在一個真實(shí)環(huán)境中測試TD-SCDMA 手機(jī)。我們的TD綜測儀也適合生產(chǎn)制造工程師在生產(chǎn)環(huán)境中測試TD手機(jī)，用于維修中心TD手機(jī)的校準(zhǔn)和修理業(yè)務(wù)，其TD測試功能可以通過升級加入到目前用于GSM測試的Willtek 4400綜測儀中。 

    縮短測量時間和加快測試速度是也測試工程師面臨的挑戰(zhàn)。威爾泰克的測試儀和解決方案是專門針對生產(chǎn)中的高速測試和高精度而開發(fā)的。整個過程中的數(shù)據(jù)讀取和信號分析都經(jīng)過優(yōu)化，。在絕大多數(shù)情況下，一臺4405綜測儀甚至可以同時完成傳送和接收的測量！此外，通過跟手機(jī)生產(chǎn)廠家的合作來簡化測試需求，同時保持所有必須的測試，也可以減少測試時間。例如把信令模式下的測試，包括建立呼叫轉(zhuǎn)到非信令模式下不需要發(fā)生信號和建立呼叫的地方，這樣就可以減少測試信號需要的開支。 

   未來幾年內(nèi)，3G新業(yè)務(wù)將對測試提出許多新的需求，威爾泰克通過引入一個通用的、基于軟件配置的基帶平臺，讓客戶可以通過簡單的軟件升級適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的變化，而不必寄回儀器進(jìn)行硬件改動。 

4. 橫河科技：VC3000綜測儀綜合考慮未來需求

    樂觀估計(jì)中國將于2006年中期發(fā)布3G牌照，包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000，其中WCDMA和CDMA2000在歐洲和美國已經(jīng)得到商用，無論是設(shè)備還是終端都有比較完備的測試儀表進(jìn)行功能測試。而對于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的測試設(shè)備不很完善，僅有一些測試設(shè)備供應(yīng)商提供一些分立設(shè)備進(jìn)行各個測試項(xiàng)目的測試，尤其是測試終端，目前還沒有可以商用的測試設(shè)備來完成包括信令、RF參數(shù)全部項(xiàng)目的測試。由于未來中國市場將出現(xiàn)GSM網(wǎng)+WCDMA網(wǎng)＋TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)同時運(yùn)營的局面，這樣，終端的測試設(shè)備就需要同時支持這些網(wǎng)絡(luò)的測試和系統(tǒng)切換。
 
    針對這些需求和挑戰(zhàn)，橫河公司已經(jīng)推出了VC200系列手機(jī)綜測儀，主要用于生產(chǎn)線的最終測試和維修市場，由于其低成本、多功能特性，在很短時間內(nèi)就在歐洲3G售后市場獲得了很大份額。即將推出的VC3000系列手機(jī)綜測儀是一款高端測試儀，在設(shè)計(jì)初期就綜合考慮了中國市場的未來需求，同時支持WCDMA＋GSM＋EDGE＋TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)測試。而且由于它的主要客戶目標(biāo)是生產(chǎn)線校準(zhǔn)測試，設(shè)計(jì)時對一些和生產(chǎn)無關(guān)的測試項(xiàng)目進(jìn)行了精簡，并提供了自動、手動、非信令(RF)測試三種模式。操作非常簡單，適合生產(chǎn)線工程師使用，他們客戶可以采用LAN、GPIB等接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，編程非常簡單。在保證產(chǎn)品性能達(dá)到和其它高端測試儀表同樣性能的情況下，價格僅為同類儀表的一半，這對于目前手機(jī)成本日益下降的需求非常有利。
 
    考慮到手機(jī)生產(chǎn)線測試速度的要求，橫河公司采用了最新的高速DSP芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該儀表對所有典型射頻參數(shù)的測試可以在0.2秒內(nèi)全部完成，從而保證了生產(chǎn)線測試的高速測量要求。簡潔的人機(jī)界面也可以保證客戶對所關(guān)注測試項(xiàng)目一目了然，從而節(jié)省操作時間。
    
    為了適應(yīng)3G更多業(yè)務(wù)的需求，包括手機(jī)電視業(yè)務(wù)、手機(jī)高速上網(wǎng)及GPS服務(wù)，VC3000系列測試儀在現(xiàn)有支持GPRS/EGPRS基礎(chǔ)上，在RF硬件設(shè)計(jì)上已經(jīng)考慮到了這些未來需求，在軟件上已經(jīng)開始考慮這些業(yè)務(wù)的測試支持，會在未來適當(dāng)時間通過軟件更新來提供對這些新業(yè)務(wù)的支持。


小結(jié)

    通過主要測試和測量設(shè)備提供商的解決方案、新技術(shù)和測試方法可以看到，確保手機(jī)/基站的功能和性能的、快速的完整性測試將是3G測試行業(yè)競爭的焦點(diǎn)所在，其中，一致性測試問題最為關(guān)鍵，測試設(shè)備軟件的可升級性對于降低測試和測量成本、加快3G設(shè)備部署的測試進(jìn)程也至關(guān)重要。