面向3G手機(jī)的測(cè)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(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等多種功能，被測(cè)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(cè)試案例才能進(jìn)行完整的測(cè)試。目前，降低測(cè)試的成本和縮短測(cè)試時(shí)間仍然是手機(jī)測(cè)試工程師面臨的挑戰(zhàn)，通過(guò)關(guān)于3G手機(jī)測(cè)試解決方案的介紹，有助于 (中國(guó))測(cè)試工程師了解3G手機(jī)測(cè)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)的、融合語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻圖像的3G轉(zhuǎn)移，受到移動(dòng)商務(wù)、全球定位服務(wù)、移動(dòng)電子支付、移動(dòng)醫(yī)療等諸多等移動(dòng)寬帶應(yīng)用業(yè)務(wù)的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)從2004年起，具有3G功能的手機(jī)將開(kāi)始量產(chǎn)，2005年其突破百萬(wàn)臺(tái)的量產(chǎn)規(guī)模。

隨著手機(jī)芯片集成度越來(lái)越高，手機(jī)正在沿著模塊越來(lái)越小、功能越來(lái)越多的方向發(fā)展，而價(jià)格卻呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。一方面，3G手機(jī)的因功能繁多，對(duì)手機(jī)測(cè)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(cè)試項(xiàng)目。另一方面，測(cè)試行業(yè)不得不面對(duì)日益嚴(yán)峻的降低測(cè)試成本需求。

一般來(lái)說(shuō)，人們選擇和評(píng)估手機(jī)測(cè)試設(shè)備主要從測(cè)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(cè)試對(duì)多種功能的測(cè)試要求，應(yīng)考慮如何集成和配置一套測(cè)試系統(tǒng)，去滿足從生產(chǎn)線開(kāi)始到結(jié)束的整個(gè)流水線對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求，如何選擇測(cè)試工具軟件和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，以適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的需要等等問(wèn)題。

目前，可靈活配置是測(cè)試工程師對(duì)測(cè)試設(shè)備提供商提出的總要求，也就是說(shuō)需要一個(gè)儀器系統(tǒng)的配置平臺(tái)，使一套測(cè)試設(shè)備不僅僅能夠完成復(fù)雜的3G手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試，而且可以與具備標(biāo)準(zhǔn)儀器總線接口的獨(dú)立式測(cè)試設(shè)備進(jìn)行靈活組配，去完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)測(cè)試任務(wù)。目前，圍繞縮短測(cè)試時(shí)間、降低測(cè)試設(shè)備成本和提高配置靈活性三點(diǎn)，測(cè)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(shì)。

提供功能強(qiáng)大的綜合測(cè)試儀

開(kāi)發(fā)通用、可升級(jí)、可配置、兼容2G手機(jī)測(cè)試的無(wú)線通信協(xié)議綜合測(cè)試儀，使之具備很強(qiáng)的可升級(jí)能力的移動(dòng)電話多協(xié)議測(cè)試集，這樣的綜合通信測(cè)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(cè)量?jī)x器，并配置了各種選件，因而可以完成一系列的RF測(cè)試任務(wù)，并讓設(shè)備擁有者拓展測(cè)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(cè)試的過(guò)渡和下一代手機(jī)對(duì)測(cè)試設(shè)備的需要。

RS的CMU200就是這樣的一種設(shè)備。圍繞這樣一個(gè)通用測(cè)試平臺(tái)，可以根據(jù)需要采購(gòu)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(cè)試設(shè)備。此外，Agilent的TS-5550也是類似這樣的綜合測(cè)試設(shè)備，它支持功能測(cè)試、RF測(cè)試、音頻、電池和充電電路等測(cè)試。

對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，這種方案主要是設(shè)備投資較大，每臺(tái)綜合測(cè)試儀價(jià)格達(dá)到幾萬(wàn)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(cè)試功能，可以同時(shí)完成多臺(tái)手機(jī)的測(cè)試，如圖1所示，其主要優(yōu)點(diǎn)在于縮短了測(cè)試設(shè)備的配置和軟件配置時(shí)間，將測(cè)試設(shè)備配置等專業(yè)性很強(qiáng)的工作已經(jīng)由測(cè)試設(shè)備提供商完成，從而極大地縮短了用戶的測(cè)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(cè)試，因而，不能在生產(chǎn)過(guò)程中利用這類昂貴的測(cè)試設(shè)備及時(shí)排除問(wèn)題，即使能夠做到，測(cè)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(cè)試設(shè)備供應(yīng)商的支持。

構(gòu)筑基于PXI總線的在線測(cè)試環(huán)境

為了進(jìn)一步加快測(cè)試速度，目前，測(cè)試方案提供商提出了將整個(gè)設(shè)計(jì)測(cè)試和生產(chǎn)測(cè)試納入統(tǒng)一考慮的手機(jī)測(cè)試解決方案。其出發(fā)點(diǎn)是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線配置的測(cè)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(cè)試、功能測(cè)試、修理工位和樣品質(zhì)量測(cè)試等環(huán)節(jié)具有統(tǒng)一的測(cè)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(cè)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(cè)試時(shí)間并節(jié)省設(shè)備投資。

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

整個(gè)測(cè)試線可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)筑為一個(gè)智能化的測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、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(dòng)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(cè)試線上已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

據(jù)報(bào)道，目前測(cè)試一臺(tái)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(cè)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(cè)量?jī)x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(duì)于許多測(cè)試設(shè)備用戶來(lái)說(shuō)，測(cè)試成本仍然太高?；赑XI總線的測(cè)試儀器為這一部分用戶提供了解決方案。

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

測(cè)試功能則通過(guò)配備NI的基于LabVIEW的無(wú)線測(cè)試工具集來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可以與TestStand測(cè)試執(zhí)行工具結(jié)合使用，進(jìn)一步提高生產(chǎn)測(cè)試的效率。采用這樣的測(cè)試系統(tǒng)，在手機(jī)生產(chǎn)線的測(cè)試工位上，可以替換兩臺(tái)舊的盒式測(cè)試儀器，因此，測(cè)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(duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行配置和編程，并且可以通過(guò)利用虛擬儀器聯(lián)盟的第三方開(kāi)發(fā)商提供的測(cè)試工具去解決更多開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程遇到的測(cè)試問(wèn)題。

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

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

3G市場(chǎng)機(jī)遇巨大，在如何提供3G測(cè)試解決方案上，國(guó)際合作日趨緊密，領(lǐng)先的運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)方案提供商、測(cè)試方案提供商通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)、建立合作協(xié)議、授權(quán)對(duì)方銷售測(cè)試配套方案等方式，正在逐步完善3G測(cè)試解決方案，如表2所示。

本文小結(jié)

目前3G測(cè)試領(lǐng)域面臨的困難主要在于測(cè)試對(duì)象繁多，測(cè)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(cè)試解決方案，必須開(kāi)展全球合作。開(kāi)發(fā)與合作成為3G發(fā)展的主流。許多測(cè)試方案提供商主要通過(guò)各種論壇和展覽會(huì)，相互交流信息。通過(guò)開(kāi)展強(qiáng)強(qiáng)合作，推出滿足 3G測(cè)試解決方案的發(fā)展。由于3G測(cè)試方案非常復(fù)雜，設(shè)備投資很大，3G測(cè)試代工將是今后迎接3G測(cè)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(cè)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(cè)試的成本并縮短測(cè)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