2007年無線測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢及需求熱點分析

2007年，由語音、數(shù)據(jù)、視頻和移動性構(gòu)成的四重業(yè)務(wù)將進一步推動各種無線新技術(shù)的標準化、產(chǎn)業(yè)化及業(yè)務(wù)和應(yīng)用的融合，無線新技術(shù)將向著移動、寬帶、多媒體的方向繼續(xù)發(fā)展。3G移動通信將作為主流產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，新興的寬帶無線接入技術(shù)(WiMax/Wi-Fi等)處于市場挑戰(zhàn)者地位，寬帶無線接入技術(shù)和短距離通信技術(shù)的發(fā)展和成熟，將促使“無縫網(wǎng)絡(luò)”和“無處不在的信息服務(wù)”日益成為可能。因此，融合與多樣性是當今無線電技術(shù)發(fā)展的主題。

2007年無線測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢如何？存在哪些需求熱點？本文試圖向中國測試和測量工程師及相關(guān)行業(yè)人士做一些概要介紹。

多種無線標準并存，測試面臨的最大挑戰(zhàn)

為了掌握2007年無線電測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢及需求熱點，首先讓我們概要了解無線電技術(shù)的最新發(fā)展趨勢。2007年值得關(guān)注的十大無線技術(shù)[1]分別是：

1.利用HSDPA對3G網(wǎng)絡(luò)進行升級；
2.CDMA 1x EV-DO A版本將推動視頻電話、移動游戲、VoIP等全IP化的實時分組業(yè)務(wù)應(yīng)用；
3. TD-SCDMA向后續(xù)標準演進；
4. Mesh Wi-Fi技術(shù)推動無線城市建設(shè)；
5．UWB滿足現(xiàn)代家庭對數(shù)字化生活的需求；
6．基于衛(wèi)星的移動定位技術(shù)和同時借助衛(wèi)星與移動網(wǎng)絡(luò)信號進行定位的混合型移動定位技術(shù)將會成為發(fā)展的熱點；
7.固定和新興運營商對移動WiMax表現(xiàn)出非常積極的態(tài)度，WiMax標準與3G陣營的競爭將更加激烈；
8．RFID與移動通信領(lǐng)域結(jié)合產(chǎn)生兩大應(yīng)用：一是由RFID衍生技術(shù)NFC(近場通信)技術(shù)所實現(xiàn)的移動支付將開始在全球范圍內(nèi)推廣；二是通過手機來識別物品真?zhèn)蔚臉I(yè)務(wù)應(yīng)用； 9．手機電視推動移動網(wǎng)組播廣播技術(shù)發(fā)展；
10．UMA終端設(shè)備的發(fā)展給WLAN運營商、移動運營商、內(nèi)容提供商等創(chuàng)造新的發(fā)展機會。

多種標準并存、無線技術(shù)和標準的升級及融合趨勢將主宰今后無線電技術(shù)的發(fā)展方向。正如華為公司撰文所說[2]，多重業(yè)務(wù)為中心的融合時代日益臨近，系統(tǒng)設(shè)備制造商需要幫助運營商快速地為涉及融合的任何企業(yè)和團體實現(xiàn)共贏創(chuàng)造健康的價值鏈。因此，無線電測試測量行業(yè)毫無疑問要滿足向融合時代轉(zhuǎn)移所出現(xiàn)的各種新的測試和測量需求，這將是2007年對無線電測試和測量技術(shù)和設(shè)備需求的熱點所在。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的需求，刺激終端綜合測試儀的發(fā)展

移動無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作涉及頻率的復(fù)用、小區(qū)覆蓋的調(diào)整和無線資源的利用等方面，優(yōu)化的效果如何對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和效益有著重大的影響。據(jù)Frost & Sullivan 的最新分析[4]，終端用戶對加速測試流程的要求，將刺激市場對先進綜合測試設(shè)備的需求。

對于測試設(shè)備的選擇，羅德與施瓦茨中國有限公司技術(shù)支持總監(jiān)金海良認為[3]，首先要緊密貼合3G技術(shù)的發(fā)展變化，并具有一定的前瞻性，不但要滿足目前的測試需求，還要考慮未來的發(fā)展趨勢。比如測試3GPP WCDMA的儀器就需要考慮對HSDPA/HSUPA以及未來的LTE等的支持。其次，測試設(shè)備要具有寬解調(diào)帶寬、多種測試功能和高測試速度的特點，以適應(yīng)3G對生產(chǎn)效率、測試精度等的需求。

在中國，TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三種不同標準網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)共存的局面，這就給3G網(wǎng)絡(luò)測試和3G終端設(shè)備測試帶來很大的挑戰(zhàn)。對此，星河亮點公司已經(jīng)推出了能夠?qū)K端進行快速檢測的SP6010 TD-SCDMA終端綜合測試儀，該公司的付向東表示，公司將進一步推出滿足對RRM一致性測試系統(tǒng)、協(xié)議一致性測試系統(tǒng)等高端測試項目需求的設(shè)備。

此外，德國威爾泰克(Willtek)通訊技術(shù)有限公司是目前業(yè)內(nèi)唯一可以提供多標準TD-SCDMA手機綜測儀的廠家。Willtek 4400系列手機綜測儀系列，涵蓋了所有無線標準如GSM/GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等。

另外，Aeroflex新近推出的3500手持式無線電綜合測試儀是一款具有輕便靈活、長效電池供電和高性能測試品質(zhì)的外場一線測試儀表。3500綜合測試儀可用來測試大功率的射頻輸出信號，不僅可以方便的進行收發(fā)信機的性能測試，利用內(nèi)置的駐波比測試能力還可以快速進行天饋線連接的故障定位。3500綜合測試儀利用“軟件無線電”的先進理念為滿足未來的技術(shù)發(fā)展而提供了功能擴展和軟件升級的無限發(fā)展空間，并且在測試精度上使得便攜式外場測試儀表擁有了與內(nèi)場儀表性能相近的高精度測試能力。

類似地，還有安捷倫科技公司的Agilent W1314A接收機，它能夠幫助射頻工程師對UMTS和GSM網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化和故障診斷，快速找出故障原因。該平臺擁有多種選件，可支持GSM、UMTS、IS95、cdma2000、1xEVDO和iDEN等所有主要的無線技術(shù)，并提供核心的通用射頻測量工具和針對每項技術(shù)的專用測量功能。

在干擾環(huán)境下完成測試，實時頻譜儀有望獨占鰲頭             
 
多種標準無線技術(shù)的應(yīng)用會帶來日益突出的干擾問題。在極為復(fù)雜的無線電信號環(huán)境下，無線通訊系統(tǒng)遭遇干擾顯然不可避免，這是中國測試和測量工程師將面臨的最大挑戰(zhàn)。對此，正如向中國市場銷售TD-SCDMA測試和測量設(shè)備的Comarco公司的高級副總裁兼總經(jīng)理Mark Chapman所說，“如果你要測試諸如頻譜效率這樣的事情，你就必須在實際的環(huán)境中一個滿負荷的網(wǎng)絡(luò)上—而不是在實驗室—進行試運行。”
 
發(fā)現(xiàn)干擾信號的頻率是識別干擾源的最常用參數(shù)，利用頻譜分析儀分析頻域特性，可以非常簡便地測量信號的頻率、功率、諧波含量、調(diào)變品質(zhì)、信號失真、噪音或干擾。目前，數(shù)字RF的出現(xiàn)正在推動軟件定義的無線電和認知無線電技術(shù)的迅速創(chuàng)新，未分配信道、自適應(yīng)調(diào)制、對等通信及無數(shù)臺設(shè)備同時在有限的無線頻譜內(nèi)部同時傳送信號，會發(fā)生頻率碰撞和干擾問題[5]。

為了避免系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)因為過載或干擾而停止工作，保證這些設(shè)備不會在不希望的時間或不希望的頻率發(fā)送RF 能量，并能夠在存在干擾時正確操作就至關(guān)重要。此外，為了防止通過無線方式進行的非法接入，也需要實時探測各種偽干擾的存在。這就需要解決的兩個基本問題是：

. 找到干擾：第一個測試挑戰(zhàn)是發(fā)現(xiàn)干擾信號或雜散信號；
. 檢定干擾：一旦找到干擾，必須全面檢定隨時間變化的干擾信號。

這方面有兩個解決方案代表了測試技術(shù)發(fā)展的趨勢。

1. 泰克實時頻譜分析儀(RTSA)技術(shù)

通過RTSA，許多復(fù)雜的問題可以避免通過在頻域、時域和調(diào)制域中時間相關(guān)RF信號特性得以揭示。RTSA可以觸發(fā)和捕獲瞬變事件、簡便地提供信號時間相關(guān)的多域畫面，顯著降低工程師診斷問題所需的時間。

2. NI公司基于LabVIEW和LabWindows/CVI(一個ANSI C開發(fā)環(huán)境)的調(diào)制解調(diào)工具包

它提供了一個開發(fā)行業(yè)內(nèi)特定通信標準的基礎(chǔ)，包括CDMA2000、GPS、UWB、GSM、藍牙、ZigBee等等。利用這個靈活可變的基礎(chǔ)，當新的標準出現(xiàn)并獲得批準時，工程師就可以在這相同的平臺上開發(fā)出符合標準的測試軟件。

例如[7]，成都華日通信公司(華日電信)利用NI PXI-5660 PXI矢量信號分析儀和LabVIEW環(huán)境所開發(fā)的軟件，成功地開發(fā)了HR-100寬帶無線電接收機和監(jiān)測系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可用作一個RF矢量信號分析儀來檢測現(xiàn)代的寬帶數(shù)字通信信號以及傳統(tǒng)的窄帶模擬廣播信號。這個全新的系統(tǒng)使用開放的軟件無線電平臺，能夠滿足將來無線標準演變發(fā)展的需要。

小結(jié)
 
在消費需求的不斷增長的刺激下，數(shù)字無線電技術(shù)不斷向前邁進，數(shù)字RF信號承載復(fù)雜的調(diào)變、瞬間與時變無線傳輸技術(shù)、多種標準無線電信號之間的干擾等等問題，都給測試工程師帶來許多空前的難題。為此，利用實時頻譜分析儀和基于軟件無線電的測試技術(shù)可能代表著今后測試和測量行業(yè)的發(fā)展方向。此外，隨著多種標準無線電設(shè)備的增多，互通性測試問題也可能是值得測試和測量行業(yè)重點關(guān)注的發(fā)展方向，終端綜合測試儀有望在此獲得廣闊的發(fā)展空間。為了加快測試和測量的速度，方案的完整性將是工程師選擇測試和測量方案過程中要采取的重要準則。