下一代蜂窩測試技術(shù)

關(guān)鍵字：蜂窩測試 測試儀器 射頻

本文主要介紹器件測試模式的功能對測試儀器的要求，設(shè)計(jì)人員需要專用的非信令測試設(shè)備解決方案，以便順利地引入新的非信令芯片組，最終提供全新的、更快速的測試技術(shù)。與此同時(shí)，本文將介紹如何選擇正確的非信令測試解決方案，并深入分析信令和非信令測試儀器并存的局面。當(dāng)芯片組集成了快速排序非信令測試模式，尤其是使用預(yù)定義的測試序列進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須引入下一代非信令測試儀器，以便對射頻參數(shù)進(jìn)行測試。

介紹

目前，非信令技術(shù)正方興未艾，主要用于縮減制造測試時(shí)間和成本，并且適用于廣泛的技術(shù)。芯片組廠商正在想方設(shè)法為手機(jī)制造商提供此類能力。因此開發(fā)針對特定芯片組的專用測試模式，尤其是適合蜂窩驗(yàn)證測試的測試模式已經(jīng)引起了市場的重視。

此前的文章探討了不同測試模式中非信令功能的演進(jìn)和變化程度，并引入了兩個(gè)術(shù)語來描述功能范圍。它們有助于解釋測試工程師縮減測試時(shí)間的潛力，而且分別代表非信令領(lǐng)域潛力水平的一極：

1.非信令

2.快速排序非信令

快速排序非信令測試模式能夠顯著地優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度地減少測試時(shí)間和成本。

受芯片組非信令功能開發(fā)這一趨勢的影響，手機(jī)制造商正在尋求指導(dǎo)，以便最大限度地利用這些測試模式的潛力。本文將討論這些測試模式如何影響測試儀器的選擇，包括研發(fā)測試和制造測試。

集成這些新的測試模式通常需要引入新的測試技術(shù)。對于非信令測試，引入新的下一代非信令測試設(shè)備有可能帶來額外的收益，主要是該測試模式的技術(shù)優(yōu)勢（見〔1〕中的詳細(xì)討論）以及測試設(shè)備的非信令測試技術(shù)。這就是說，信令測試設(shè)備與新一代非信令測試設(shè)備的共存對于能否在整個(gè)測試過程中廣泛引入非信令測試至關(guān)重要。

非信令測試的出現(xiàn)

無線技術(shù)相關(guān)人員可能已經(jīng)認(rèn)識到使用適合芯片組控制技術(shù)的挑戰(zhàn)。例如，802.11 無線局域網(wǎng)（WLAN）和 IEEE 802.16（WiMAX®）兩種技術(shù)已經(jīng)可以在其整個(gè)生命周期中進(jìn)行測試，但在每個(gè)測試階段，尤其是在測試向制造階段過渡的過程中沒有信令或空中（OTA）協(xié)議。Bluetooth® 制造測試在向測試過渡的過程中同樣沒有提出信令測試要求。此類芯片組的測試模式為測試工程師提供了充分的自由，使他們可以讓器件在要求的信道上以特定的預(yù)定義方法發(fā)射和接收信號。這不僅是被測芯片組在制造測試校準(zhǔn)階段的一個(gè)特性，而且適用于驗(yàn)證測試。在驗(yàn)證測試階段，器件有時(shí)會產(chǎn)生預(yù)定義序列。

芯片組控制可以優(yōu)化蜂窩器件的開發(fā)與測試，并可將多個(gè)頻段和制式整合到單個(gè)芯片組或解決方案中。新出現(xiàn)的芯片組不再需要 OTA 協(xié)議，并集成了特定的功能，能夠幫助測試工程師驗(yàn)證測試排序，從而節(jié)約測試時(shí)間。

隨著下一代芯片組逐步普及，測試廠商正在尋求支持下一代測試技術(shù)的測試儀器。與無線測試技術(shù)的演進(jìn)模式類似，為了滿足特定測試模式的要求，芯片組設(shè)計(jì)人員與測試設(shè)備制造商之間的合作十分重要。借助目前芯片廠商之間現(xiàn)有的聯(lián)系，測試設(shè)備制造商可以提供實(shí)現(xiàn)非信令測試的解決方案。

此外，測試廠商已經(jīng)推出了針對特定芯片組的商業(yè)測試解決方案，使制造商可以輕松地將器件和測試設(shè)備集成在一起。
當(dāng)前的趨勢正在朝集成預(yù)定義非信令方向發(fā)展，其中芯片組將可以在驗(yàn)證測試中輸出跨越不同功率和頻率范圍的各種信號。許多手機(jī)已經(jīng)具備預(yù)定義發(fā)射的功能（通常至少可以預(yù)定義功率和頻率），這可以規(guī)范校準(zhǔn)測試，縮減器件設(shè)置時(shí)間，進(jìn)而縮減測試時(shí)間。目前特定芯片組的非信令測試模式和技術(shù)正不斷涌現(xiàn)，其主要目的在于縮短蜂窩器件的驗(yàn)證測試時(shí)間。蜂窩驗(yàn)證測試是這些技術(shù)的下一個(gè)用武之地，它們能夠縮短校準(zhǔn)階段中的測試時(shí)間。

但是，芯片組廠商必須先開發(fā)出測試模式，以供手機(jī)制造商使用。芯片組廠商在測試模式中添加的非信令功能越多，則制造測試工程師可能節(jié)約的時(shí)間越多。

引入下一代測試技術(shù)

鑒于非信令測試模式被認(rèn)為是縮減測試時(shí)間的一種手段，下一代制造測試技術(shù)的要求正在發(fā)生顯著變化。芯片組廠商和手機(jī)制造商目前處于不同的非信令測試模式整合階段，因此非信令測試整合也處于不同階段。芯片組廠商正在為新測試模式開發(fā)功能，并將新的特性傳遞至手機(jī)制造商，因此手機(jī)制造商需要將新開發(fā)的功能整合到制造測試過程中。引入非信令（如圖 1 所示）從部分程度上講是一種過渡。測試模式的專用特性和到生產(chǎn)線的后續(xù)整合使得此次過渡與蜂窩技術(shù)上下游的任何實(shí)例都不同?？焖倥判蚍切帕钍撬惺謾C(jī)制造商的目標(biāo)，因?yàn)檫@可以產(chǎn)生巨大的成本節(jié)約。實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)需要正確選擇測試設(shè)備，以便與技術(shù)要求相匹配，并克服新的挑戰(zhàn)。

圖 1：引入/過渡至非信令

選擇正確的非信令測試解決方案

在非信令領(lǐng)域，器件測試模式的技術(shù)功能會影響對測試儀器的要求。在測試行業(yè)，測試廠商必須提供正確的工具，以便輕松地引入非信令，尤其是在使用多家廠商的芯片組時(shí)。這意味著測試設(shè)備要求必須根據(jù)每條生產(chǎn)線上的測試而定，無論測試需要重新使用現(xiàn)有信令/非信令設(shè)備，都要引入新的下一代測試設(shè)備。

貫穿非信令測試周期的任意波形文件信號設(shè)計(jì)

除了適合的測試設(shè)備硬件之外，非信令測試還需要信號設(shè)計(jì)軟件包。下一代非信令測試設(shè)備使用任意波形文件向器件傳輸信號，這對測試設(shè)備提供下行鏈路（DL）的方法進(jìn)行了大幅改變，并對研發(fā)和制造測試工程師提出了挑戰(zhàn)。

使用全面的信號創(chuàng)建工具可以解決這一問題，這些工具能滿足芯片組測試模式的要求。對于研發(fā)工程師來說，這些工具必須提供廣泛的功能；對于制造工程師來說，它們必須提供關(guān)鍵信號參數(shù)以及易于使用的接口，以便獲得良好的靈活性。為非信令提供廣泛測試功能的信號設(shè)計(jì)工具必須能夠簡化非信令引入過程，并為手機(jī)制造商提供幫助。測試廠商可以通過與芯片組廠商以及手機(jī)制造商合作來解決關(guān)鍵需求，從而提供此類的專用軟件包。

研發(fā)過程中的非信令DD進(jìn)入非信令測試

測試周期早期的可靠設(shè)計(jì)和測試模式開發(fā)可以為非信令制造測試的成功提供幫助，非信令測試設(shè)備不僅是制造階段的要求。為了穩(wěn)定且信心十足地在現(xiàn)有流程中引入非信令測試，整個(gè)引入過程必須借助信令測試設(shè)備。一個(gè)主要原因在于這樣可以實(shí)現(xiàn)射頻參數(shù)化關(guān)聯(lián)，以便確認(rèn)成功添加了具有非信令特性的測試模式。圖 1 描述了從信令到非信令的過渡過程，其中信令測試設(shè)備與下一代非信令測試設(shè)備進(jìn)行組合，支持測試由信令發(fā)展至非信令。

圖 2：非信令測試演化的測試設(shè)備要求

非信令測試仍然需要信令測試設(shè)備的主要原因如下：

1.作為器件設(shè)計(jì)（信令和非信令測試模式之間）和制造測試過程中表示器件射頻性能的可追蹤參考（測量關(guān)聯(lián)）

2.作為對比測試時(shí)間的起點(diǎn)/基準(zhǔn)

3.可用作任意波形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用于下一代設(shè)備的接收機(jī)測試和下行鏈路同步，這對需要特定下行鏈路信號的非信令器件最為重要。

4.主要芯片組提供商和手機(jī)制造商已經(jīng)同多年來一直使用信令設(shè)備作為目標(biāo)平臺的測試廠商展開合作，開發(fā)了多種測試模式和工具。

5.在生產(chǎn)線上安裝的眾多信令測試設(shè)備已證明是可信賴和可靠的。改用其他測試設(shè)備需要重寫代碼和重新評估。

盡管引入非信令需要使用現(xiàn)有的信令測試設(shè)備，專用且全面的非信令綜合測試儀可以為研發(fā)提供強(qiáng)大的工具并能夠在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行調(diào)試解決問題。例如：

1.作為解決方案一部分，提供前面板和用戶界面

2.即用型應(yīng)用程序，可以返回特定格式的測量結(jié)果，例如無需軟件開發(fā)，綜合測試儀便可返回射頻測量結(jié)果

3.支持使用特定格式的頻譜分析儀應(yīng)用軟件進(jìn)行頻譜分析

4.提供通用信號源功能，可提供與獨(dú)立信號發(fā)生器相同的功能

5.支持調(diào)試錯(cuò)誤序列

靈活的非信令解決方案是非信令器件研發(fā)中的寶貴資源。從研發(fā)到制造測試的整個(gè)過程都可以使用相同的測試設(shè)備，從而確保一致性。

為了順利地引入 NCP，測試設(shè)備廠商需要為客戶提供能夠滿足信令、非信令和快速排序非信令需求的測試解決方案。能夠提供所有三種測試解決方案的測試廠商將占據(jù)有利位置，可以提供值得考慮的建議，并且能夠?yàn)槎ㄖ频姆切帕钜脒^程提供支持。

制造過程的非信令

在制造過程中，當(dāng)前的信令/非信令和下一代非信令測試設(shè)備將并存。制造測試中最重要的任務(wù)是如何結(jié)合使用信令/非信令設(shè)備與新部署的下一代非信令測試設(shè)備。下節(jié)將重點(diǎn)介紹測試設(shè)備對于器件中兩類測試模式的適用性，包括非信令測試模式和快速排序非信令測試模式。

非信令類別器件

對于時(shí)下的非信令器件（有別于快速序列非信令）來講，現(xiàn)有的信令/非信令測試設(shè)備或是新一代非信令測試設(shè)備都能夠顯著節(jié)省測試時(shí)間。然而在使用信令測試設(shè)備進(jìn)行測試時(shí)，必須要考慮具體的技術(shù)要求，以確保完整的兼容性。如前所述，新一代非信令測試設(shè)備超越信令測試設(shè)備的優(yōu)勢就在于其芯片組的功能更強(qiáng)大，測試速度更快。

此外，測試設(shè)備的性能也是解決測試模式需求的一個(gè)因素。在測試模式和測試功能允許的前提下，使用非信令支持軟件升級現(xiàn)有的信令設(shè)備更為經(jīng)濟(jì)。
快速序列非信令類別器件

新一代非信令測試設(shè)備能夠?yàn)榭焖傩蛄蟹切帕钇骷峁┳罴训臏y試范圍。由于擁有排序功能的非信令測試模式主要是在新一代非信令測試設(shè)備上部署，所以現(xiàn)有的信令測試設(shè)備很難發(fā)揮這一模式的最大潛能。此外，新一代非信令設(shè)備具有更高的靈活性，能夠脫離信令的諸多限制，可為驗(yàn)證工作提供靈活的、基于序列的測試方式。例如，它能夠把信令測試中作為規(guī)則強(qiáng)制執(zhí)行的頻段、蜂窩制式、信道、功率范圍和時(shí)隙等方面的限制排除在外。在驗(yàn)證過程中，信令測試設(shè)備與新一代非信令測試設(shè)備的最大區(qū)別在于后者擁有排序功能。

調(diào)試功能可以解決制造階段中出現(xiàn)的非信令難題。當(dāng)在生產(chǎn)線上部署完新一代綜合測試儀后，可使用它的調(diào)試功能。如果出現(xiàn)問題，工程師可以使用測試設(shè)備進(jìn)行各種診斷。例如，通過專用的射頻頻譜分析工具專門針對某種制式診斷問題，或者診斷錯(cuò)誤序列的特定部分。操作人員可以通過前面板操控測試設(shè)備，并且通過顯示屏調(diào)試射頻信號。

總結(jié)

業(yè)界需要專用的非信令測試設(shè)備解決方案，以便為新的非信令芯片組的普及做好準(zhǔn)備，最終提供更新穎、更快捷的測試技術(shù)。此外，業(yè)界還考慮在推出下一代非信令測試設(shè)備的同時(shí)重復(fù)使用現(xiàn)有的信令測試設(shè)備，以幫助驗(yàn)證新的非信令開發(fā)成果。

當(dāng)啟動非信令的推廣和開發(fā)時(shí)，專用、靈活的新一代非信令測試設(shè)備能夠發(fā)揮最大的潛力，滿足未來的測試需求。在研發(fā)階段，綜合測試儀可以通過特定制式的工具提供臺式測試和全面調(diào)試功能，并能夠調(diào)試針對制造業(yè)設(shè)計(jì)的非信令序列。同樣，其性能良好的信號源可以提供類似獨(dú)立信號發(fā)生器的測試。在排序方面，它還提供了特定的工具，用于推動該信號源和分析儀同時(shí)跨過某個(gè)序列。

現(xiàn)有的信令測試設(shè)備能夠?yàn)槟切┰谥圃爝^程中進(jìn)行非信令測試的設(shè)備提供測試范圍。新一代非信令測試設(shè)備可以提升測試速度，從而使非信令測試模式大為受益。當(dāng)芯片組集成快速序列非信令測試模式，特別是在驗(yàn)證過程使用預(yù)定義測試序列時(shí)，新一代非信令測試設(shè)備必須用于測試射頻參數(shù)。