如何著手進行LTE測試

使用任何新技術(shù)時，生產(chǎn)工程師面臨的最大挑戰(zhàn)就是要測試哪些內(nèi)容以及為什么要測試它們。對于現(xiàn)代化智能手機或平板電腦這樣復(fù)雜的設(shè)備來說，這一點尤其棘手。至于LTE，其復(fù)雜程度前所未有，完全測試下來就需要將設(shè)備整天放在測試儀上。

生產(chǎn)中的基本假設(shè)必須是，工程部門交付的設(shè)計能夠滿足客戶的所有需求并且在正確組裝以后能夠?qū)崿F(xiàn)一致的功能。盡管支持這一假設(shè)會為設(shè)計團隊及其流程增加負擔(dān)，但如果沒有這一保證，對于當今極其復(fù)雜的設(shè)備，測試范圍將會過大而無法檢查出所有的可能性。生產(chǎn)車間不是檢驗數(shù)百萬固件生產(chǎn)線或是檢驗與數(shù)百萬門級數(shù)字信號處理(DSP)/專用集成電路(ASIC)設(shè)計相關(guān)的硬件功能的地方。

生產(chǎn)測試的主要目標是測試盡可能多的移動設(shè)備，發(fā)現(xiàn)制造缺陷，同時最大程度地縮短測試時間。軟件和數(shù)字設(shè)計已在工程和一致性測試中經(jīng)過了驗證。數(shù)字集成電路在其生產(chǎn)過程中已進行了廣泛測試。一旦出現(xiàn)數(shù)字故障，通常會導(dǎo)致手機出現(xiàn)無法開機、不能產(chǎn)生輸出或不能接收信號等災(zāi)難性后果。這些故障通常最好是在根本沒有任何測試儀介入的情況下，通過內(nèi)部上電測試這樣的簡單技術(shù)和通過使用校驗和來發(fā)現(xiàn)。因此，最優(yōu)的生產(chǎn)測試注重于物理層測量，該領(lǐng)域展現(xiàn)了與制造過程相關(guān)的最大程度的可變性。

以下各節(jié)討論了LTE的測試以及如何對物理層測試儀(如LitePoint公司的Iqxstream，見圖)的測試進行優(yōu)化。

圖：可用于LTE物理層測試的Iqxstream測試儀。

物理層測量

物理層測試關(guān)注空中接口的最底層。其目標是確定成功傳輸無線信號必不可少的重要參數(shù)的一致性。發(fā)射功率、發(fā)射波形質(zhì)量和發(fā)射頻率精度對移動電臺的性能都至關(guān)重要。在接收端，移動設(shè)備在最低和最高信號電平成功解碼所接收信號的能力，是其在網(wǎng)絡(luò)中成功操作的關(guān)鍵。

LTE的3GPP測試規(guī)范包含大量不同的測試手段，用來確定LTE規(guī)范的符合性。這些測試中有很多存在一定程度的重疊。鑒于數(shù)字域內(nèi)的實現(xiàn)程度，在一臺移動設(shè)備和另一臺之間的很多測量不會有所差異。一般認為用戶設(shè)備(UE)發(fā)送器(表1)測試足以檢測到生產(chǎn)環(huán)境中的問題。

表1：UE發(fā)送器測量指標。

在很大程度上，鄰頻道泄漏功率比(ACLR)、占用帶寬和頻譜發(fā)射模板(SEM)都在解決相同的問題。一般在模擬輸出鏈路的最終部分都存在某種劣化，或者在DUT內(nèi)有產(chǎn)生偽信號的噪聲源。因此，將只會指定這些測量的一種作為測試計劃的一部分。

與最終輸出位于天線連接器以供評估的發(fā)射鏈路不同，接收信號在被完全解碼之前始終處于DUT內(nèi)部。幸運的是，雖然在接收鏈路中有許多可能劣化的器件，但幾乎所有的劣化都將在接收閾值或其附近的接收誤碼率測量中顯示出來。物理層測試儀通常依賴于DUT報告接收測試結(jié)果的能力。由于接收質(zhì)量監(jiān)測是現(xiàn)代空中接口操作的一個重要部分，所以將此數(shù)據(jù)路由至外部終端接口是一個簡單明了的方法。大部分(如果不是全部的話)集成電路制造商都支持某種或其他形式的誤碼率測試。

表2：UE接收器測量指標。

表2中的兩個測試用于驗證接收性能。有了以上測量的組合，挑戰(zhàn)現(xiàn)在變成如何將它們應(yīng)用到幾乎無限多種可能的移動設(shè)備配置中。

LTE測試計劃開發(fā)

測試計劃開發(fā)有很多種方法，其中包括：尋找設(shè)計中可能的故障模式；采用標準機構(gòu)的建議；集成電路制造商的建議；生產(chǎn)中類似設(shè)備過去的歷史。

不幸的是，就LTE之類的新技術(shù)而言，可作為建立測試計劃基礎(chǔ)的經(jīng)驗可能非常有限。各種器件制造商可能沒有披露設(shè)計內(nèi)部的詳細情況，而且對相對較新的設(shè)計而言，制造商本身也可能會經(jīng)驗有限。

因此，制造商經(jīng)常自行開發(fā)測試計劃，并且有可能退而采用標準機構(gòu)的測試規(guī)范，將其作為基準。

表3代表了一個為LTE用戶設(shè)備發(fā)送器開發(fā)的測試計劃。雖然我們還想進行另外幾項測試，再宣布被測設(shè)備(DUT)在生產(chǎn)測試方面“合格”，但是對于本討論來說，這個子集非常有用。

表3的每一列從左至右代表一個測試配置，每種配置分別由每列頂部的參數(shù)指定。一般情況下，在討論測試配置時，我們討論的是DUT所處的穩(wěn)態(tài)，例如恒定調(diào)制率和恒定功率電平等。每列的下半部分表示要對每種配置進行的測量。

表3：源于3GPP的測試規(guī)范。

在表4中，我們將沿著這個測試計劃的開發(fā)一節(jié)一節(jié)地瀏覽。本案中的測試開發(fā)人員擁有豐富的LTE知識，對用于LTE的3GPP測試規(guī)范有很好的了解——他被認為是測試其他技術(shù)移動設(shè)備的專家。

表4：對源于3GPP的測試規(guī)范的討論。

請注意，該作者對所有測試都使用了-57dBm的RX功率電平。因為RX功率與TX測量沒有直接聯(lián)系，所以不管它設(shè)在什么電平都沒有問題。

注：一般假定該測試計劃將按照DUT的能力被一致地應(yīng)用到各種頻帶/信道上。3GPP建議采用每個頻帶的低、中和高信道對設(shè)備進行測試。按照某些信道配額，這可能意味著只有單個信道得到測試。

從測試覆蓋范圍的角度來說，該測試計劃的作者做了一項很好的工作：測試了DUT的性能邊界。他測試了最大和最小RB(資源塊)分配、最大和最小調(diào)制率以及最大和最小功率電平。他按照RB分配考察了整個信道的變化。該測試引自3GPP測試規(guī)范的建議，并與之完全相符。生產(chǎn)中的這種測試計劃不大可能漏掉很多問題(如果有的話)。