中国3G测试和测量面临的挑战及其解决方案

　　3G测试行业面临的焦点问题是如何快速地对手机和基站的功能及性能包括环境参数和设备运营情况进行全面、完整的测试，其核心目标是缩短测试时间和周期，从而降低测试成本。手机设计、大规模量产、基站设备安装调测、网络优化等领域构成了3G测试的主要对象。随着中国TD-SCDMA标准的颁布，3G部署指日可待，测试行业将面临哪些挑战？测试和测量设备提供商将带来哪些方案？ 　　

　　带着一系列问题，《电子产品世界》对罗德与施瓦茨(R&S)、泰克(Tektronix)、威尔泰克(Willtek)、横河科技(Yokogawa)等公司进行了专访，通过他们向您介绍3G部署阶段面临的主要测试挑战和解决方案，(并通过对Aeroflex、安捷伦科技(Agilent)和安立(Anristu)公司测试方案的简要介绍，)让你了解目前3G测试行业的技术现状及发展趋势。

罗德与施瓦茨(R&S)：提供全面的3G测试解决方案

　　目前，测试领域面对的挑战是TD-SCDMA测试设备相对欠缺。对于TD-SCDMA终端测试，市场上还缺少支持TD-SCDMA的协议一致性测试仪、射频一致性测试系统和音频一致性测试仪，这在一定程度上将影响TD-SCDMA手机的研发、型号批准和入网测试；对于TD-SCDMA网络测试，目前市场上成熟的TD-SCDMA网络覆盖测试系统还不多，这将影响TD-SCDMA网络的部署和优化。由于三种标准共存，测试厂商需要提供能支持这三个标准的测试解决方案。

　　罗德与施瓦茨(R&S)是率先针对这三个标准推出全面的研发测试、一致性测试、生产测试和网络测试等解决方案的厂家之一。方案包括：(1)3G研发测试：R&S的提供一系列通用测试仪器、协议测试仪、音频测试仪和综合测试仪等，这些设备支持WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等标准。(2) 3G一致性测试：R&S功能强大的认证测试系统覆盖了协议、射频、音频和EMC等方面，如用于GSM/(E)GPRS/WCDMA终端的射频一致性测试系统TS8950、协议一致性测试仪CRTU和音频一致性测试平台CMU200+UPL都已经被应用于中国的各大权威测试机构和研发厂商。R&S非常重视中国的TD-SCDMA标准，并及时跟踪TD-SCDMA技术的发展，一直处在TD-SCDMA的一致性测试的前沿。(3)生产测试：能提供用于GSM、cdma2000和WCDMA手机/基站测试的成熟解决方案。在TD-SCDMA方面，率先提供了完备的TD-SCDMA生产测试方案。(4) 3G网络测试：R&S提供无线网络一致性测试系统和音频一致性测试仪，这在一定程度上将影响TD-SCDMA手机的研发、型号批准和入网测试；对于TD-SCDMA网络测试，目前市场上成熟的TD-SCDMA网络覆盖测试系统还不多，这将影响TD-SCDMA网络的部署和优化。由于三种标准共存，测试厂商需要提供能支持这三个标准的测试解决方案。

　　罗德与施瓦茨(R&S)是率先针对这三个标准推出全面的研发测试、一致性测试、生产测试和网络测试等解决方案的厂家之一。方案包括：(1)3G研发测试：R&S的提供一系列通用测试仪器、协议测试仪、音频测试仪和综合测试仪等，这些设备支持WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等标准。(2) 3G一致性测试：R&S功能强大的认证测试系统覆盖了协议、射频、音频和EMC等方面，如用于GSM/(E)GPRS/WCDMA终端的射频一致性测试系统TS8950、协议一致性测试仪CRTU和音频一致性测试平台CMU200+UPL都已经被应用于中国的各大权威测试机构和研发厂商。R&S非常重视中国的TD-SCDMA标准，并及时跟踪TD-SCDMA技术的发展，一直处在TD-SCDMA的一致性测试的前沿。(3)生产测试：能提供用于GSM、cdma2000和WCDMA手机/基站测试的成熟解决方案。在TD-SCDMA方面，率先提供了完备的TD-SCDMA生产测试方案。(4) 3G网络测试：R&S提供无线网络分析仪TSMU和网络优化软件ROMES，以及加上测试手机而组成的网络覆盖系统。这一平台支持各种通信标准，包括GSM/GPRS、cdma2000和WCDMA等，TSMU的覆盖场强测试功能还可以用于TD-SCDMA网络规划测试。

　　R&S在提高测试速度方面，主要依靠两方面：一方面是采用更快的器件(如更快的DSP等)，另一方面是改良测试技术。如R&S的频谱仪在测试cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA信号的码域功率、ACLR和频谱等指标时，速度明显快于同类仪表，这是因为R&S采用了特别的测量技术。再如，传统的校准过程需要几十秒的时间，通过采用独特的智能校准(Smart Alignment)方法，可以把射频校准由几十秒缩短到几秒！

　　R&S提供全面的3G业务测试解决方案，测试平台可以基于CRTU或者CMU200，支持GSM/GPRS、WCDMA和cdma2000等标准，可以进行MMS、WAP、视频电话、网络浏览、视频流等业务测试，并可以在业务测试的同时进行射频测试和信令监测，以便于进一步的分析。值得一提的是，为了对手机的业务支持进行严格的认证，OMA(Open Mobile Alliance)组织已经制订了一些3G业务测试例，其中一些已经被GCF或PTCRB所采纳，成为了手机认证的一部分。R&S推出了CRTU-ATE平台，可以基于上述需求为业务一致性测试提供了灵活的解决方案，并在业界率先支持MMS的一致性测试。

泰克：用实时采集技术获取待测频段的所有信息

　　3G系统的测试是保证3G系统运行的重要因素。为了获得更好的传输质量和速度，3G系统采用了更为复杂的调制方式，如8PSK、16QAM等。为了适应空中信号质量的不同，还可能在同一次连接的不同条件下使用不同的调制方式，也称之为自适应调制；另外，TD－SCDMA标准采用时分双工TDD技术，使通信的上下行共用同一频率，而用时隙将他们区分开；再有，部署在2GHz频段的3G系统与二代移动通信系统相比需要更多的基站，系统优化和干扰排查工作量更大。因而，在无线射频方面，3G测试面临的挑战将是复杂调制的解调分析、信号随时间变化的快速捕获和分析、空中系统测试(包括频谱监测、覆盖测试)以及基站性能分析、干扰信号分析和定向等等。

　　泰克公司一直致力于提供3G测试解决方案，特别是对中国自主知识产权的TD－SCDMA标准的测试过程中提供了重要的测试仪表。对于3G无线射频测试，泰克公司提供了YBT250无线现场测试仪和RSA系列实时频谱测试仪，覆盖从基站性能、天馈线、空中信号分析测试等全部射频及解调分析。RSA系列实时频谱仪具有独特的触发、捕获和分析功能、多域时间相关测试功能、深度存储和回放分析功能。该仪表支持全部三个3G标准的射频和解调测试，它利用泰克公司独特的时域采样方式实现频谱测试新方法，实时测量与信号时间相关的测试。YBT250支持CDMA2000、EVDO、W－CDMA、泰克公司一直致力于提供3G测试解决方案，特别是对中国自主知识产权的TD－SCDMA标准的测试过程中提供了重要的测试仪表。对于3G无线射频测试，泰克公司提供了YBT250无线现场测试仪和RSA系列实时频谱测试仪，覆盖从基站性能、天馈线、空中信号分析测试等全部射频及解调分析。RSA系列实时频谱仪具有独特的触发、捕获和分析功能、多域时间相关测试功能、深度存储和回放分析功能。该仪表支持全部三个3G标准的射频和解调测试，它利用泰克公司独特的时域采样方式实现频谱测试新方法，实时测量与信号时间相关的测试。YBT250支持CDMA2000、EVDO、W－CDMA、HSDPA的射频和解调测试，支持TD－SCDMA的频谱测试、天馈线测试和射频空中信号分析。

　　传统射频频谱测试为扫频方式，即对待测频段按设置好的某一分辨率带宽由频率低端到高端逐步完成测量。用这种方法测量得到的频谱结果，在严格意义上讲不同频率上的事件并不是在同一时间发生的。尤其是在测试的分辨率带宽较小时，测量所用的时间将较长。这样将可能捕获不到或丢失某些随时间瞬变的信号，而信号随时间变化是3G乃至以后的无线通信系统的一个重要特征。泰克的无线测试仪表用独特前端时域采集，经过A/D变换、存储、FFT变换，使一次采集的时间内包括了待测频段的所有信息，包括时域、频域和调制域信息。泰克在其测试仪上还引入了无缝捕获和重叠FFT等技术，使测试速度进一步得到提高，从而更友好地满足了3G系统测试的需求。

　　未来3G业务的顺利发展需要稳定可靠和高效3G系统，而有效的测试是保障系统质量的重要步骤。我们除上面介绍的无线测试方案外，还提供移动信令测试解决方案，包括所有3G系统各个接口的模拟与仿真、监测与分析。所提供的仪表有K1297、K15、NSA15和NSA18。

威尔泰克：为生产需求开发高速测试和高精度测量设备

　　在测试方面，TD-SCDMA标准的测试与WCDMA的测试相似，但是，由于通过TDMA在相同频率进行传输和接收，这就为测试设备提出了新的挑战。针对这些挑战及手机生产制造工厂和维修中心的需求，威尔泰克目前可以提供Willtek 4400 系列手机综测仪，涵盖了所有无线标准如GSM/GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等，这些综测仪用于功能测试和含校准的PCB测试优化。在生产过程中，功率等级的校正有时和I/Q调节器是一个完整的步骤，因为这允许生产厂家使用便宜的器件，这些器件为达到需要的精度，是被自动排成一列的。功能测试的目的是为了在生产线后端检验手机性能，或在维修中作进厂和出厂检查。

　　对于TD-SCDMA，生产测试和测量已可以通过我们的4400综测仪系列中的4405TD-SCDMA测试选项来实现。也就是说，可以通过Willtek 4405手机综测仪可以实现TD-SCDMA手机的规模量产、测试和校准。我们现在正在推进它的功能性测试。这可以帮助中国的手机研发中心在一个真实环境中测试TD-SCDMA 手机。我们的TD综测仪也适合生产制造工程师在生产环境中测试TD手机，用于维修中心TD手机的校准和修理业务，其TD测试功能可以通过升级加入到目前用于GSM测试的Willtek 4400综测仪中。

　　缩短测量时间和加快测试速度是也测试工程师面临的挑战。威尔泰克的测试仪和解决方案是专门针对生产中的高速测试和高精度而开发的。整个过程中的数据读取和信号分析都经过优化，。在绝大多数情况下，一台4405综测仪甚至可以同时完成传送和接收的测量！此外，通过跟手机生产厂家的合作来简化测试需求，同时保持所有必须的测试，也可以减少测试时间。例如把信令模式下的测试，包括建立呼叫转到非信令模式下不需要发生信号和建立呼叫的地方，这样就可以减少测试信号需要的开支。

　　未来几年内，3G新业务将对测试提出许多新的需求，威尔泰克通过引入一个通用的、基于软件配置的基带平台，让客户可以通过简单的软件升级适应标准的变化，而不必寄回仪器进行硬件改动。

横河科技：VC3000综测仪综合考虑未来需求

　　乐观估计中国将于2006年中期发布3G牌照，包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000，其中WCDMA和CDMA2000在欧洲和美国已经得到商用，无论是设备还是终端都有比较完备的测试仪表进行功能测试。而对于TD-SCDMA标准，相应的测试设备不很完善，仅有一些测试设备供应商提供一些分立设备进行各个测试项目的测试，尤其是测试终端，目前还没有可以商用的测试设备来完成包括信令、RF参数全部项目的测试。由于未来中国市场将出现GSM网+WCDMA网＋TD-SCDMA网络同时运营的局面，这样，终端的测试设备就需要同时支持这些网络的测试和系统切换。

　　针对这些需求和挑战，横河公司已经推出了VC200系列手机综测仪，主要用于生产线的测试和维修市场，由于其低成本、多功能特性，在很短时间内就在欧洲3G售后市场获得了很大份额。即将推出的VC3000系列手机综测仪是一款高端测试仪，在设计初期就综合考虑了中国市场的未来需求，同时支持WCDMA＋GSM＋EDGE＋TD-SCDMA标准的手机测试。而且由于它的主要客户目标是生产线校准测试，设计时对一些和生产无关的测试项目进行了精简，并提供了自动、手动、非信令(RF)测试三种模式。操作非常简单，适合生产线工程师使用，他们客户可以采用LAN、GPIB等接口进行远程控制，编程非常简单。在保证产品性能达到和其它高端测试仪表同样性能的情况下，价格仅为同类仪表的一半，这对于目前手机成本日益下降的需求非常有利。

　　考虑到手机生产线测试速度的要求，横河公司采用了先进的高速DSP芯片进行数据处理，该仪表对所有典型射频参数的测试可以在0.2秒内全部完成，从而保证了生产线测试的高速测量要求。简洁的人机界面也可以保证客户对所关注测试项目一目了然，从而节省操作时间。

　　为了适应3G更多业务的需求，包括手机电视业务、手机高速上网及GPS服务，VC3000系列测试仪在现有支持GPRS/EGPRS基础上，在RF硬件设计上已经考虑到了这些未来需求，在软件上已经开始考虑这些业务的测试支持，会在未来适当时间通过软件更新来提供对这些新业务的支持。

结语

　　通过主要测试和测量设备提供商的解决方案、新技术和测试方法可以看到，确保手机/基站的功能和性能的、快速的完整性测试将是3G测试行业竞争的焦点所在，其中，一致性测试问题较为关键，测试设备软件的可升级性对于降低测试和测量成本、加快3G设备部署的测试进程也至关重要。