面對新挑戰(zhàn)的無線通信測量儀器

2004年5月A版

　　無線通信產品的技術競爭可概括為，最小的干擾到最大的距離，以及最好的服務質量，為了提高產品的性能，設備供應商需要擴大測量儀器的投資，為了向用戶提供良好的服務質量，運營商亦需要擁有優(yōu)良的測量儀器。據市場調查公司統(tǒng)計，2003年全球通信測量儀器銷售值達到50億美元，其中專用通信測量儀器的約30億美元，其它是通用測量儀器。由于測量儀器業(yè)的最大客戶是通信業(yè)，這幾年通信業(yè)陷入嚴重的不景氣，使測量設備市場受到重創(chuàng)，隨著無線通信新一代服務的開展，推動通信測量儀器的跟進，開發(fā)和生產遵循新標準和新技術的測量儀器。隨著無線通信網絡向2.5G和3G的升級，今后幾年內無線通信測試儀器的銷售值將以年復合增長率17%左右增加，2007年全球移動通信測量儀器的銷售值將達到20億美元以上。

無線通信新型測量儀器

　　第一代移動通信屬于模擬方式，有許多模擬通用測量儀器可供使用，第二代移動通信采用數(shù)字方式，促進了通用測量儀器的數(shù)字化，第三代移動通信又融合語言和多媒體服務，在使用頻段、數(shù)據速率、網絡覆蓋范圍、信道數(shù)目都有明顯增加。例如2G的GSM制式網絡只支持14.4KB/S的數(shù)據速率，2.5G的GPRS(通用分組無線交換)、EDGE(GSM增強方案)、UMTS(通用無線通信系統(tǒng))、W—CDMA(寬帶碼分多址)等制式則支持171.2KB/S、384KB/S甚至2MB/S的數(shù)據速率，載波頻段也從900MHz增加到1800MHz，相應的信號發(fā)生器、功率計、示波器、頻譜分析儀、網絡分析儀也得水漲船高，并且推出碼率分析儀、協(xié)議分析儀等專用測量儀器。

　　由于無線通信無需固線通信那樣大量投資，用來鋪設電纜、光纖等基礎設施，因而無線通信的發(fā)展速度往往很快，有些國家移動通信的用戶已經超過固線電話的用戶數(shù)。但是無線通信存在頻率資源緊張，甚至頻率資源不足的困難，解決方法是使用更高載波和發(fā)展新的制式。目前3G無線通信制式主要有UMTS—CDMA(在歐洲和日本流行)和CDMA2000(亦稱IS—2000，在北美洲流行)，前者的頻譜使用率較高，對于頻率資源緊缺的歐洲和日本來說更適用，預測UMTS—CDMA制式的全球用戶數(shù)將超過半數(shù)以上。我國也提出具有自主產權的      TD—SCDMA制式，并且獲得國際電信聯(lián)盟(ITU)的認可。

　　雖然全球無線通信從2G升級到3G的步伐放慢，但是美國、歐洲、日本、澳洲等國家已開始開放3G移動電話，這種趨勢表明3G無線通信將在短期內在全球普及。這種發(fā)展要求無線通信測量儀器快速趕上，盡快研發(fā)和制造出適合3G新制式、新技術的產品。

　　測量儀器業(yè)界一直看好無張通信市場，作為擴大銷售的增長點，從1990年代末就開始并構成聯(lián)盟，以便壯大競爭力量，主要活動如下：

　　這些并購和結盟形成五家在全球通信測量儀器業(yè)界具有最大銷售額的五強，它們代表美國和歐洲的實力，緊跟的是日本的3A(即麥得萬、安立和安藤三家)公司。它們使全球通信測量儀器市場結構發(fā)生了變化，同時提高了產品在整個市場的占有率，增強自身的競爭能力。

影響無線通信測量儀器發(fā)展的因素

技術趨勢的不確定性

　　現(xiàn)在有多種3G標準正在不斷完善中，盡管國際電信聯(lián)盟作出最大努力，統(tǒng)一的IMT2000技術標準還未完成，仍然幾種標準共存，特性各有優(yōu)缺，各有跨國的通信公司支持。何種標準將主宰未來的無線通信市場尚未明朗，影響通信測試儀器供應商不能集中資金來研發(fā)一種技術方案的產品，而不得不分散力量照顧多種標準，對測量儀器供應商有一定的負面影響。

要求測量設備能夠快速升級

　　無線通信技術更新很快，兩年左右就出現(xiàn)新產品，無線通信設備供應商要求測量儀器能夠隨著技術更新不斷升級，而不是整套更換。無線通信設備供應商要求測量設備方便升級，只增加或更換少量硬件模塊和軟件版本，即可滿足新產品測量要求。此外，測量設備的使用壽命應該達到10~12年。

無線通信自診斷功能降低對測量設備的要求

　　近年來無線通信設備的可靠性明顯提高，無線基站設備都安裝自診斷和自動測量能力，中央控制室與各基站連成網絡，定期收集收發(fā)數(shù)據和告警信號，降低了對測量儀器的要求。預計在四、五年內，無線通信設備將具備完善的自診斷和自動測量能力，但仍然需要測量儀器的定期例行檢查。

不同無線通信標準的影響

　　由于不同的國家和地區(qū)采用不同的無線通信標準，必然對通信測量儀器制造商產生負面影響，往往它們只能著重生產一種無線通信標準的測量設備。事實上，安捷倫和阿羅弗公司主要生產TDMA和CDMA格式的測量系統(tǒng)，而安科特納和R/S公司主要生產GSM格式的測量系統(tǒng)，雖然這些跨國性測量儀器公司完全了解只生產一種技術標準的測量設備限制了自身的發(fā)展，要求國際電信聯(lián)盟盡快協(xié)調各成員國提出的技術標準，提出標準技術規(guī)范的版本。

新無線通信技術帶來新機遇

　　移動無線通信不斷發(fā)展，其它無線通信新技術亦推陳出新，藍牙技術進入高速擴展階段，而超寬帶(UWB)技術即將進入市場。此外還有各種無線局域網、廣域網，都為無線測量儀器提供發(fā)展空間。

　　藍牙技術使用2.45GHz頻段，構成語音和數(shù)據短距離(10~100m)無線通信網，根據統(tǒng)計資料可知，2001年采用藍牙技術的各種設備接近1億臺，預計2007年將達到7億臺。 為滿足藍牙設備的硬件和軟件測量，許多家測量儀器公司都推出藍牙專用測量系統(tǒng)和藍牙協(xié)議分析儀等測量裝置。UWB技術使用3.1GHz至10.6GJz的超寬頻段，實現(xiàn)無線載波的短距離(10m以下)音像和數(shù)據高速傳送，由于平均輻射功率極低(-41.3dBm/MHz)，容易對傳統(tǒng)的窄帶RF應用產生干擾，現(xiàn)有的無線通信測量儀器主要針對20MHz以下帶寬的信號，因此UWB的幾GHz帶寬測量是新的課題。根據預測，UWM的芯片和設備將在2006至2007年進入市場，全球銷售額達到約30億美元，將帶動超寬帶低輻射無線通信測量儀器的商機。

　　盡管每一種無線通信標準具有不同的頻段、帶寬、調制方式和應用，但是某些基本特性是相同的，測量項目包括載波、基帶、功率、頻譜、通信協(xié)議等，在開發(fā)過程中需要的測量儀器非常復雜，在產品終測時就比較簡單，可構成綜合測量系統(tǒng)，快速、準確地完成批量測量?！?李儀)