2007年無線測(cè)試和測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及需求熱點(diǎn)分析

2007年，由語音、數(shù)據(jù)、視頻和移動(dòng)性構(gòu)成的四重業(yè)務(wù)將進(jìn)一步推動(dòng)各種無線新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)、寬帶、多媒體的方向繼續(xù)發(fā)展。3G移動(dòng)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(chǎng)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(dāng)今無線電技術(shù)發(fā)展的主題。

2007年無線測(cè)試和測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如何？存在哪些需求熱點(diǎn)？本文試圖向中國(guó)測(cè)試和測(cè)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(biāo)準(zhǔn)并存，測(cè)試面臨的最大挑戰(zhàn)

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

1.利用HSDPA對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)；
2.CDMA 1x EV-DO A版本將推動(dòng)視頻電話、移動(dòng)游戲、VoIP等全I(xiàn)P化的實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)應(yīng)用；
3. TD-SCDMA向后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)；
4. Mesh Wi-Fi技術(shù)推動(dòng)無線城市建設(shè)；
5．UWB滿足現(xiàn)代家庭對(duì)數(shù)字化生活的需求；
6．基于衛(wèi)星的移動(dòng)定位技術(shù)和同時(shí)借助衛(wèi)星與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行定位的混合型移動(dòng)定位技術(shù)將會(huì)成為發(fā)展的熱點(diǎn)；
7.固定和新興運(yùn)營(yíng)商對(duì)移動(dòng)WiMax表現(xiàn)出非常積極的態(tài)度，WiMax標(biāo)準(zhǔn)與3G陣營(yíng)的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈；
8．RFID與移動(dòng)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(chǎng)通信)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)支付將開始在全球范圍內(nèi)推廣；二是通過手機(jī)來識(shí)別物品真?zhèn)蔚臉I(yè)務(wù)應(yīng)用； 9．手機(jī)電視推動(dòng)移動(dòng)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(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容提供商等創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

多種標(biāo)準(zhǔn)并存、無線技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)及融合趨勢(shì)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(shí)代日益臨近，系統(tǒng)設(shè)備制造商需要幫助運(yùn)營(yíng)商快速地為涉及融合的任何企業(yè)和團(tuán)體實(shí)現(xiàn)共贏創(chuàng)造健康的價(jià)值鏈。因此，無線電測(cè)試測(cè)量行業(yè)毫無疑問要滿足向融合時(shí)代轉(zhuǎn)移所出現(xiàn)的各種新的測(cè)試和測(cè)量需求，這將是2007年對(duì)無線電測(cè)試和測(cè)量技術(shù)和設(shè)備需求的熱點(diǎn)所在。

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

移動(dòng)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(duì)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(duì)加速測(cè)試流程的要求，將刺激市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)綜合測(cè)試設(shè)備的需求。

對(duì)于測(cè)試設(shè)備的選擇，羅德與施瓦茨中國(guó)有限公司技術(shù)支持總監(jiān)金海良認(rèn)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(cè)試需求，還要考慮未來的發(fā)展趨勢(shì)。比如測(cè)試3GPP WCDMA的儀器就需要考慮對(duì)HSDPA/HSUPA以及未來的LTE等的支持。其次，測(cè)試設(shè)備要具有寬解調(diào)帶寬、多種測(cè)試功能和高測(cè)試速度的特點(diǎn)，以適應(yīng)3G對(duì)生產(chǎn)效率、測(cè)試精度等的需求。

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

此外，德國(guó)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(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA手機(jī)綜測(cè)儀的廠家。Willtek 4400系列手機(jī)綜測(cè)儀系列，涵蓋了所有無線標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試儀是一款具有輕便靈活、長(zhǎng)效電池供電和高性能測(cè)試品質(zhì)的外場(chǎng)一線測(cè)試儀表。3500綜合測(cè)試儀可用來測(cè)試大功率的射頻輸出信號(hào)，不僅可以方便的進(jìn)行收發(fā)信機(jī)的性能測(cè)試，利用內(nèi)置的駐波比測(cè)試能力還可以快速進(jìn)行天饋線連接的故障定位。3500綜合測(cè)試儀利用“軟件無線電”的先進(jìn)理念為滿足未來的技術(shù)發(fā)展而提供了功能擴(kuò)展和軟件升級(jí)的無限發(fā)展空間，并且在測(cè)試精度上使得便攜式外場(chǎng)測(cè)試儀表擁有了與內(nèi)場(chǎng)儀表性能相近的高精度測(cè)試能力。

類似地，還有安捷倫科技公司的Agilent W1314A接收機(jī)，它能夠幫助射頻工程師對(duì)UMTS和GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化和故障診斷，快速找出故障原因。該平臺(tái)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(cè)量工具和針對(duì)每項(xiàng)技術(shù)的專用測(cè)量功能。

在干擾環(huán)境下完成測(cè)試，實(shí)時(shí)頻譜儀有望獨(dú)占鰲頭             
 
多種標(biāo)準(zhǔn)無線技術(shù)的應(yīng)用會(huì)帶來日益突出的干擾問題。在極為復(fù)雜的無線電信號(hào)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(guó)測(cè)試和測(cè)量工程師將面臨的最大挑戰(zhàn)。對(duì)此，正如向中國(guó)市場(chǎng)銷售TD-SCDMA測(cè)試和測(cè)量設(shè)備的Comarco公司的高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Mark Chapman所說，“如果你要測(cè)試諸如頻譜效率這樣的事情，你就必須在實(shí)際的環(huán)境中一個(gè)滿負(fù)荷的網(wǎng)絡(luò)上—而不是在實(shí)驗(yàn)室—進(jìn)行試運(yùn)行。”
 
發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)的頻率是識(shí)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(jiǎn)便地測(cè)量信號(hào)的頻率、功率、諧波含量、調(diào)變品質(zhì)、信號(hào)失真、噪音或干擾。目前，數(shù)字RF的出現(xiàn)正在推動(dòng)軟件定義的無線電和認(rèn)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(duì)等通信及無數(shù)臺(tái)設(shè)備同時(shí)在有限的無線頻譜內(nèi)部同時(shí)傳送信號(hào)，會(huì)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?yàn)檫^載或干擾而停止工作，保證這些設(shè)備不會(huì)在不希望的時(shí)間或不希望的頻率發(fā)送RF 能量，并能夠在存在干擾時(shí)正確操作就至關(guān)重要。此外，為了防止通過無線方式進(jìn)行的非法接入，也需要實(shí)時(shí)探測(cè)各種偽干擾的存在。這就需要解決的兩個(gè)基本問題是：

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

這方面有兩個(gè)解決方案代表了測(cè)試技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

1. 泰克實(shí)時(shí)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(shí)域和調(diào)制域中時(shí)間相關(guān)RF信號(hào)特性得以揭示。RTSA可以觸發(fā)和捕獲瞬變事件、簡(jiǎn)便地提供信號(hào)時(shí)間相關(guān)的多域畫面，顯著降低工程師診斷問題所需的時(shí)間。

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

它提供了一個(gè)開發(fā)行業(yè)內(nèi)特定通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，包括CDMA2000、GPS、UWB、GSM、藍(lán)牙、ZigBee等等。利用這個(gè)靈活可變的基礎(chǔ)，當(dāng)新的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)并獲得批準(zhǔn)時(shí)，工程師就可以在這相同的平臺(tái)上開發(fā)出符合標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)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(hào)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(jī)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可用作一個(gè)RF矢量信號(hào)分析儀來檢測(cè)現(xiàn)代的寬帶數(shù)字通信信號(hào)以及傳統(tǒng)的窄帶模擬廣播信號(hào)。這個(gè)全新的系統(tǒng)使用開放的軟件無線電平臺(tái)，能夠滿足將來無線標(biāo)準(zhǔn)演變發(fā)展的需要。

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