面向3G手機(jī)的測試解決方案

手機(jī)技術(shù)正在從2G/2.5G向3G轉(zhuǎn)移，下一代手機(jī)將融合語音、數(shù)據(jù)和圖像等多種功能，被測內(nèi)容與協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)、信道、互通性等密切相關(guān)，還需要借助于手機(jī)測試案例才能進(jìn)行完整的測試。目前，降低測試的成本和縮短測試時(shí)間仍然是手機(jī)測試工程師面臨的挑戰(zhàn)，通過關(guān)于3G手機(jī)測試解決方案的介紹，有助于 (中國)測試工程師了解3G手機(jī)測試及其配套解決方案的發(fā)展?fàn)顩r。

目前，隨著集成電路技術(shù)和寬帶技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)工業(yè)正在從以GSM、CDMA、PCS和GPRS為代表的2G/2.5G，向基于無線網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)的、融合語音、數(shù)據(jù)和視頻圖像的3G轉(zhuǎn)移，受到移動商務(wù)、全球定位服務(wù)、移動電子支付、移動醫(yī)療等諸多等移動寬帶應(yīng)用業(yè)務(wù)的強(qiáng)勁驅(qū)動，預(yù)計(jì)從2004年起，具有3G功能的手機(jī)將開始量產(chǎn)，2005年其突破百萬臺的量產(chǎn)規(guī)模。

隨著手機(jī)芯片集成度越來越高，手機(jī)正在沿著模塊越來越小、功能越來越多的方向發(fā)展，而價(jià)格卻呈現(xiàn)下降的趨勢。一方面，3G手機(jī)的因功能繁多，對手機(jī)測試行業(yè)提出了更高的要求，表1所列為3G手機(jī)的主要測試項(xiàng)目。另一方面，測試行業(yè)不得不面對日益嚴(yán)峻的降低測試成本需求。

一般來說，人們選擇和評估手機(jī)測試設(shè)備主要從測試時(shí)間、占地面積和設(shè)備成本等方面進(jìn)行折衷，但是現(xiàn)在不能不考慮：為了滿足 3G手機(jī)測試對多種功能的測試要求，應(yīng)考慮如何集成和配置一套測試系統(tǒng)，去滿足從生產(chǎn)線開始到結(jié)束的整個(gè)流水線對測試設(shè)備的要求，如何選擇測試工具軟件和標(biāo)準(zhǔn)庫，以適應(yīng)未來發(fā)展的需要等等問題。

目前，可靈活配置是測試工程師對測試設(shè)備提供商提出的總要求，也就是說需要一個(gè)儀器系統(tǒng)的配置平臺，使一套測試設(shè)備不僅僅能夠完成復(fù)雜的3G手機(jī)生產(chǎn)測試，而且可以與具備標(biāo)準(zhǔn)儀器總線接口的獨(dú)立式測試設(shè)備進(jìn)行靈活組配，去完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)測試任務(wù)。目前，圍繞縮短測試時(shí)間、降低測試設(shè)備成本和提高配置靈活性三點(diǎn)，測試設(shè)備供應(yīng)商提供的解決方案呈現(xiàn)下述的多元化發(fā)展的趨勢。

提供功能強(qiáng)大的綜合測試儀

開發(fā)通用、可升級、可配置、兼容2G手機(jī)測試的無線通信協(xié)議綜合測試儀，使之具備很強(qiáng)的可升級能力的移動電話多協(xié)議測試集，這樣的綜合通信測試儀器集成了RF發(fā)生器、頻譜分析儀和功率計(jì)等傳統(tǒng)的盒式測量儀器，并配置了各種選件，因而可以完成一系列的RF測試任務(wù)，并讓設(shè)備擁有者拓展測試設(shè)備的使用壽命和擁有更大的靈活性，滿足了2G向3G測試的過渡和下一代手機(jī)對測試設(shè)備的需要。

R&S的CMU200就是這樣的一種設(shè)備。圍繞這樣一個(gè)通用測試平臺，可以根據(jù)需要采購相應(yīng)的選件，將之分別配置成為滿足GSM、IS-95、IS-136、AMPS、藍(lán)牙、UMTS和W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)要求的測試設(shè)備。此外，Agilent的TS-5550也是類似這樣的綜合測試設(shè)備，它支持功能測試、RF測試、音頻、電池和充電電路等測試。

對用戶來說，這種方案主要是設(shè)備投資較大，每臺綜合測試儀價(jià)格達(dá)到幾萬美元。為了發(fā)揮盡可能快收回設(shè)備投資，這類設(shè)備通常都具備并行測試功能，可以同時(shí)完成多臺手機(jī)的測試，如圖1所示，其主要優(yōu)點(diǎn)在于縮短了測試設(shè)備的配置和軟件配置時(shí)間，將測試設(shè)備配置等專業(yè)性很強(qiáng)的工作已經(jīng)由測試設(shè)備提供商完成，從而極大地縮短了用戶的測試時(shí)間。但是，由于手機(jī)必須等待裝配完成才能進(jìn)行測試，因而，不能在生產(chǎn)過程中利用這類昂貴的測試設(shè)備及時(shí)排除問題，即使能夠做到，測試成本也比較高。此外，該類方案的配套選件眾多，在設(shè)備選擇上還需要測試設(shè)備供應(yīng)商的支持。

構(gòu)筑基于PXI總線的在線測試環(huán)境

為了進(jìn)一步加快測試速度，目前，測試方案提供商提出了將整個(gè)設(shè)計(jì)測試和生產(chǎn)測試納入統(tǒng)一考慮的手機(jī)測試解決方案。其出發(fā)點(diǎn)是對整個(gè)生產(chǎn)線配置的測試設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一校準(zhǔn)，使之達(dá)到統(tǒng)一的精度水平，從而確保設(shè)計(jì)測試、功能測試、修理工位和樣品質(zhì)量測試等環(huán)節(jié)具有統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)，并節(jié)約設(shè)備校準(zhǔn)時(shí)間和儀器設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。由于采用了一致的測試方法和可編程操作，并實(shí)現(xiàn)靈活的設(shè)備配置，因而也可以縮短測試時(shí)間并節(jié)省設(shè)備投資。

將生產(chǎn)線上的測試點(diǎn)統(tǒng)一考慮之后，就可以對手機(jī)進(jìn)行并行測試，例如，可以對接收機(jī)和發(fā)射機(jī)同時(shí)測試，而不必等待信令和誤碼率測試完成再進(jìn)行測試，因而可以極大加快測試進(jìn)程。此外，將整個(gè)生產(chǎn)線作為一個(gè)大的測試環(huán)境來規(guī)劃，還可以將后續(xù)工位發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)返工，而不必在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)才將要用的測試設(shè)備校準(zhǔn)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

整個(gè)測試線可以通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，構(gòu)筑為一個(gè)智能化的測試平臺，實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的存儲、分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)告的生成，及時(shí)掌握生產(chǎn)線上產(chǎn)品的品質(zhì)動態(tài)。除了采用成熟的因特網(wǎng)技術(shù)之外，PXI總線在構(gòu)筑測試線上已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

據(jù)報(bào)道，目前測試一臺手機(jī)的平均成本大約是1美元，大約要花費(fèi)1-3分鐘時(shí)間，因此，降低測試成本仍然是OEM和EMS電話制造商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。盒式測量儀器雖然配備有大量的選件，軟件包也很豐富，設(shè)備的配置也有專業(yè)的人員支持，但是對于許多測試設(shè)備用戶來說，測試成本仍然太高。基于PXI總線的測試儀器為這一部分用戶提供了解決方案。

與綜合測試儀方案類似，基于PXI總線的測試平臺必須配備一臺實(shí)時(shí)帶寬足夠大、時(shí)基足夠穩(wěn)定和具備向量測試能力的PXI- 5660 RF信號分析儀和信號發(fā)生器，其余測試儀器功能主要通過DAQ卡實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)成一個(gè)完整的測試平臺。DAQ卡方案特別適用于對測試時(shí)間和投資非常敏感的用戶。

測試功能則通過配備NI的基于LabVIEW的無線測試工具集來實(shí)現(xiàn)，并可以與TestStand測試執(zhí)行工具結(jié)合使用，進(jìn)一步提高生產(chǎn)測試的效率。采用這樣的測試系統(tǒng)，在手機(jī)生產(chǎn)線的測試工位上，可以替換兩臺舊的盒式測試儀器，因此，測試吞吐量可以提高一倍[3]。由于虛擬儀器具有很大的靈活性，因而可以自主對測試環(huán)境進(jìn)行配置和編程，并且可以通過利用虛擬儀器聯(lián)盟的第三方開發(fā)商提供的測試工具去解決更多開發(fā)和生產(chǎn)過程遇到的測試問題。

采用基于PXI總線的虛擬儀器帶來的最大好處在于，可以更多地選用模塊化和可升級的測試裝置，避免選購盒式測量儀器帶來的投資風(fēng)險(xiǎn)，并不斷根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和測試對象的變化或增減對模塊化測試裝置進(jìn)行升級和擴(kuò)展。

目前，為了滿足3G市場對測試解決方案的要求，測試方案提供商已經(jīng)在協(xié)議測試、互通性測試、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)測試、信道測試、基站測試及3G測試案例展開競爭。3G系統(tǒng)性能測試和優(yōu)化是目前業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。CDMA測試論壇(www.cdg.org)和UMTS論壇 (www.umts-forum.org)匯聚了領(lǐng)先的3G測試方案提供商，例如Agilent科技、Anristu無線解決方案、Comarco無線技術(shù)、Ericsson、Lucent技術(shù)、Nokia、Racial Instruments、Rohde&Schwarz、Spirent通信、Sprint和Verizon無線等公司。

3G市場機(jī)遇巨大，在如何提供3G測試解決方案上，國際合作日趨緊密，領(lǐng)先的運(yùn)營商、手機(jī)方案提供商、測試方案提供商通過知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)、建立合作協(xié)議、授權(quán)對方銷售測試配套方案等方式，正在逐步完善3G測試解決方案，如表2所示。

本文小結(jié)

目前3G測試領(lǐng)域面臨的困難主要在于測試對象繁多，測試內(nèi)容和層次復(fù)雜，一兩家公司已經(jīng)難以獨(dú)霸天下，要提供一攬子3G測試解決方案，必須開展全球合作。開發(fā)與合作成為3G發(fā)展的主流。許多測試方案提供商主要通過各種論壇和展覽會，相互交流信息。通過開展強(qiáng)強(qiáng)合作，推出滿足 3G測試解決方案的發(fā)展。由于3G測試方案非常復(fù)雜，設(shè)備投資很大，3G測試代工將是今后迎接3G測試挑戰(zhàn)的主要解決方案。隨著制造技術(shù)水平的提高，電子產(chǎn)品各組成部件的可靠性也大為提高，因而測試每一個(gè)部件的必要性大為降低，只要采用抽查法就可以進(jìn)一步降低手機(jī)測試的成本并縮短測試時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

1. Agilent's TS-5550 Cellular Phone Functional Test Platform, Agilent

2. Comprehensive Manufacturing Test System, Willtek

3. Mobile Phone Online Test Application, National Instruments

4. Library simulates 3GPP mobile phone test cases, Anristu

5. www.google.com

6. www.cdg.org

7. www.umts-forum.org