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)面臨的焦點問題是如何快速地對手機和基站的功能及性能包括環(huán)境參數和設備運營情況進行全面、完整的測試，其核心目標是縮短測試時間和周期，從而降低測試成本。手機設計、大規(guī)模量產、基站設備安裝調測、網絡優(yōu)化等領域構成了3G測試的主要對象。隨著中國TD-SCDMA標準的頒布，3G部署指日可待，測試行業(yè)將面臨哪些挑戰(zhàn)？測試和測量設備提供商將帶來哪些方案？
　　
　　帶著一系列問題，《電子產品世界》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)的技術現狀及發(fā)展趨勢。

　　羅德與施瓦茨(R&S)：提供全面的3G測試解決方案

　　目前，測試領域面對的挑戰(zhàn)是TD-SCDMA測試設備相對欠缺。對于TD-SCDMA終端測試，市場上還缺少支持TD-SCDMA的協議一致性測試儀、射頻一致性測試系統和音頻一致性測試儀，這在一定程度上將影響TD-SCDMA手機的研發(fā)、型號批準和入網測試；對于TD-SCDMA網絡測試，目前市場上成熟的TD-SCDMA網絡覆蓋測試系統還不多，這將影響TD-SCDMA網絡的部署和優(yōu)化。由于三種標準共存，測試廠商需要提供能支持這三個標準的測試解決方案。



R&S TS895x系列

　　羅德與施瓦茨(R&S)是率先針對這三個標準推出全面的研發(fā)測試、一致性測試、生產測試和網絡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、協議測試儀、音頻測試儀和綜合測試儀等，這些設備支持WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等標準。(2) 3G一致性測試：R&S功能強大的認證測試系統覆蓋了協議、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TS8950、協議一致性測試儀CRTU和音頻一致性測試平臺CMU200+UPL都已經被應用于中國的各大權威測試機構和研發(fā)廠商。R&S非常重視中國的TD-SCDMA標準，并及時跟蹤TD-SCDMA技術的最新發(fā)展，一直處在TD-SCDMA的一致性測試的最前沿。(3)生產測試：能提供用于GSM、cdma2000和WCDMA手機/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生產測試方案。(4) 3G網絡測試：R&S提供無線網絡一致性測試系統和音頻一致性測試儀，這在一定程度上將影響TD-SCDMA手機的研發(fā)、型號批準和入網測試；對于TD-SCDMA網絡測試，目前市場上成熟的TD-SCDMA網絡覆蓋測試系統還不多，這將影響TD-SCDMA網絡的部署和優(yōu)化。由于三種標準共存，測試廠商需要提供能支持這三個標準的測試解決方案。

　　羅德與施瓦茨(R&S)是率先針對這三個標準推出全面的研發(fā)測試、一致性測試、生產測試和網絡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、協議測試儀、音頻測試儀和綜合測試儀等，這些設備支持WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等標準。(2) 3G一致性測試：R&S功能強大的認證測試系統覆蓋了協議、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TS8950、協議一致性測試儀CRTU和音頻一致性測試平臺CMU200+UPL都已經被應用于中國的各大權威測試機構和研發(fā)廠商。R&S非常重視中國的TD-SCDMA標準，并及時跟蹤TD-SCDMA技術的最新發(fā)展，一直處在TD-SCDMA的一致性測試的最前沿。(3)生產測試：能提供用于GSM、cdma2000和WCDMA手機/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生產測試方案。(4) 3G網絡測試：R&S提供無線網絡分析儀TSMU和網絡優(yōu)化軟件ROMES，以及加上測試手機而組成的網絡覆蓋系統。這一平臺支持各種通信標準，包括GSM/GPRS、cdma2000和WCDMA等，TSMU的覆蓋場強測試功能還可以用于TD-SCDMA網絡規(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。如R&S的頻譜儀在測試cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA信號的碼域功率、ACLR和頻譜等指標時，速度明顯快于同類儀表，這是因為R&S采用了特別的測量技術。再如，傳統的校準過程需要幾十秒的時間，通過采用獨特的智能校準(Smart Alignment)方法，可以把射頻校準由幾十秒縮短到幾秒！
R&S提供全面的3G業(yè)務測試解決方案，測試平臺可以基于CRTU或者CMU200，支持GSM/GPRS、WCDMA和cdma2000等標準，可以進行MMS、WAP、視頻電話、網絡瀏覽、視頻流等業(yè)務測試，并可以在業(yè)務測試的同時進行射頻測試和信令監(jiān)測，以便于進一步的分析。值得一提的是，為了對手機的業(yè)務支持進行嚴格的認證，OMA(Open Mobile Alliance)組織已經制訂了一些3G業(yè)務測試例，其中一些已經被GCF或PTCRB所采納，成為了手機認證的一部分。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。

　　泰克：用實時采集技術獲取待測頻段的所有信息

　　3G系統的測試是保證3G系統運行的重要因素。為了獲得更好的傳輸質量和速度，3G系統采用了更為復雜的調制方式，如8PSK、16QAM等。為了適應空中信號質量的不同，還可能在同一次連接的不同條件下使用不同的調制方式，也稱之為自適應調制；另外，TD－SCDMA標準采用時分雙工TDD技術，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系統與二代移動通信系統相比需要更多的基站，系統優(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)將是復雜調制的解調分析、信號隨時間變化的快速捕獲和分析、空中系統測試(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 YBT250無線現場測試儀

　　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權的TD－SCDMA標準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無線現場測試儀和RSA系列實時頻譜測試儀，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分析。RSA系列實時頻譜儀具有獨特的觸發(fā)、捕獲和分析功能、多域時間相關測試功能、深度存儲和回放分析功能。該儀表支持全部三個3G標準的射頻和解調測試，它利用泰克公司獨特的時域采樣方式實現頻譜測試新方法，實時測量與信號時間相關的測試。YBT250支持CDMA2000、EVDO、W－CDMA、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權的TD－SCDMA標準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無線現場測試儀和RSA系列實時頻譜測試儀，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分析。RSA系列實時頻譜儀具有獨特的觸發(fā)、捕獲和分析功能、多域時間相關測試功能、深度存儲和回放分析功能。該儀表支持全部三個3G標準的射頻和解調測試，它利用泰克公司獨特的時域采樣方式實現頻譜測試新方法，實時測量與信號時間相關的測試。YBT250支持CDMA2000、EVDO、W－CDMA、HSDPA的射頻和解調測試，支持TD－SCDMA的頻譜測試、天饋線測試和射頻空中信號分析。

　　傳統射頻頻譜測試為掃頻方式，即對待測頻段按設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果，在嚴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的一個重要特征。泰克的無線測試儀表用獨特前端時域采集，經過A/D變換、存儲、FFT變換，使一次采集的時間內包括了待測頻段的所有信息，包括時域、頻域和調制域信息。泰克在其測試儀上還引入了無縫捕獲和重疊FFT等技術，使測試速度進一步得到提高，從而更友好地滿足了3G系統測試的需求。

　　未來3G業(yè)務的順利發(fā)展需要穩(wěn)定可靠和高效3G系統，而有效的測試是保障系統質量的重要步驟。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。


Willtek 4400 綜合測試儀

　　威爾泰克：為生產需求開發(fā)高速測試和高精度測量設備

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

　　對于TD-SCDMA，生產測試和測量已可以通過我們的4400綜測儀系列中的4405TD-SCDMA測試選項來實現。也就是說，可以通過Willtek 4405手機綜測儀可以實現TD-SCDMA手機的規(guī)模量產、測試和校準。我們現在正在推進它的功能性測試。這可以幫助中國的手機研發(fā)中心在一個真實環(huán)境中測試TD-SCDMA 手機。我們的TD綜測儀也適合生產制造工程師在生產環(huán)境中測試TD手機，用于維修中心TD手機的校準和修理業(yè)務，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中的高速測試和高精度而開發(fā)的。整個過程中的數據讀取和信號分析都經過優(yōu)化，。在絕大多數情況下，一臺4405綜測儀甚至可以同時完成傳送和接收的測量！此外，通過跟手機生產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，3G新業(yè)務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標準的變化，而不必寄回儀器進行硬件改動。

　　橫河科技：VC3000綜測儀綜合考慮未來需求

　　樂觀估計中國將于2006年中期發(fā)布3G牌照，包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000，其中WCDMA和CDMA2000在歐洲和美國已經得到商用，無論是設備還是終端都有比較完備的測試儀表進行功能測試。而對于TD-SCDMA標準，相應的測試設備不很完善，僅有一些測試設備供應商提供一些分立設備進行各個測試項目的測試，尤其是測試終端，目前還沒有可以商用的測試設備來完成包括信令、RF參數全部項目的測試。由于未來中國市場將出現GSM網+WCDMA網＋TD-SCDMA網絡同時運營的局面，這樣，終端的測試設備就需要同時支持這些網絡的測試和系統切換。

針對這些需求和挑戰(zhàn)，橫河公司已經推出了VC200系列手機綜測儀，主要用于生產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系列手機綜測儀是一款高端測試儀，在設計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標準的手機測試。而且由于它的主要客戶目標是生產線校準測試，設計時對一些和生產無關的測試項目進行了精簡，并提供了自動、手動、非信令(RF)測試三種模式。操作非常簡單，適合生產線工程師使用，他們客戶可以采用LAN、GPIB等接口進行遠程控制，編程非常簡單。在保證產品性能達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，這對于目前手機成本日益下降的需求非常有利。


橫河 VC200手機綜側儀

　　考慮到手機生產線測試速度的要求，橫河公司采用了最新的高速DSP芯片進行數據處理，該儀表對所有典型射頻參數的測試可以在0.2秒內全部完成，從而保證了生產線測試的高速測量要求。簡潔的人機界面也可以保證客戶對所關注測試項目一目了然，從而節(jié)省操作時間。
為了適應3G更多業(yè)務的需求，包括手機電視業(yè)務、手機高速上網及GPS服務，VC3000系列測試儀在現有支持GPRS/EGPRS基礎上，在RF硬件設計上已經考慮到了這些未來需求，在軟件上已經開始考慮這些業(yè)務的測試支持，會在未來適當時間通過軟件更新來提供對這些新業(yè)務的支持。

　　結語

　　通過主要測試和測量設備提供商的解決方案、新技術和測試方法可以看到，確保手機/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)競爭的焦點所在，其中，一致性測試問題最為關鍵，測試設備軟件的可升級性對于降低測試和測量成本、加快3G設備部署的測試進程也至關重要。