非信令測(cè)試“三站式”理念 有效降低產(chǎn)測(cè)成本
移動(dòng)終端技術(shù)近幾年發(fā)展迅速,而且這種發(fā)展勢(shì)頭還在延續(xù)。作為移動(dòng)終端設(shè)備的代表產(chǎn)品,智能手機(jī)也隨著LTE技術(shù)的普及以及NFC技術(shù)的興起得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。智能手機(jī)功能不斷升級(jí),其應(yīng)用已不再局限于通信聯(lián)絡(luò)及業(yè)余休閑娛樂(lè),還覆蓋到更多與工作、出行、消費(fèi)、醫(yī)療等息息相關(guān)的各個(gè)方面,令消費(fèi)者能夠隨時(shí)隨地與他們所需的一切保持連線。
在消費(fèi)者享受越來(lái)越便捷、越來(lái)越豐富的手機(jī)應(yīng)用的同時(shí),手機(jī)生產(chǎn)廠家卻面臨著激烈競(jìng)爭(zhēng)。除了關(guān)注終端性能提升之外,移動(dòng)終端企業(yè)正繼續(xù)強(qiáng)化“多模”概念(即TD-LTE、FDD-LTE、GSM、TD-SCDMA 、WCDMA等多種制式),而消費(fèi)者卻總是希望能購(gòu)買到更便宜實(shí)惠的移動(dòng)終端。面對(duì)越來(lái)越多的通信制式和頻段與越來(lái)越低的銷售價(jià)格之間的矛盾,移動(dòng)終端設(shè)備企業(yè)只能尋找最佳解決之道。事實(shí)表明,只有技術(shù)與產(chǎn)能并進(jìn),方能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的移動(dòng)終端市場(chǎng)獲一席之地。
有鑒于此,作為移動(dòng)通信測(cè)試測(cè)量的領(lǐng)頭羊,羅德與施瓦茨(R&S)公司先后提出了一系列提高生產(chǎn)測(cè)試效率的理念:并行測(cè)試,快速校準(zhǔn),非信令測(cè)試?yán)砟?,快速終測(cè),由于后三種技術(shù)除了需要綜測(cè)儀支持外,還需要在芯片端做改動(dòng),因此沒(méi)有芯片的支持就無(wú)法應(yīng)用到生產(chǎn)測(cè)試中,R&S通過(guò)芯片和終端廠商的密切合作,推廣并最終使這些技術(shù)應(yīng)用到了生產(chǎn)測(cè)試中。下面針對(duì)這些技術(shù)逐一介紹。
并行測(cè)試技術(shù)
該技術(shù)為了在信令模式下進(jìn)行最終測(cè)試時(shí)提高移動(dòng)終端發(fā)射機(jī)測(cè)試速度而提出的。該技術(shù)率先在R&S的CMU200上得以實(shí)現(xiàn),可以在信令模式下,一次測(cè)試出移動(dòng)終端的功率、調(diào)制質(zhì)量和頻譜雜散等所有發(fā)射機(jī)指標(biāo),從而提高了信令終測(cè)下的測(cè)試速度。
快速校準(zhǔn)技術(shù)
在生產(chǎn)測(cè)試中校準(zhǔn)移動(dòng)終端的收發(fā)信機(jī)時(shí),需要改變不同頻率和功率對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行測(cè)試,每個(gè)終端需要幾十次這樣的頻率或功率改變,每次需耗時(shí)幾百毫秒,所以終端耗費(fèi)在改變頻率/功率上的時(shí)間是非??捎^的。因此R&S與芯片廠商合作,首次在測(cè)試儀器里實(shí)現(xiàn)了被稱為Smart Alignment的快速校準(zhǔn)技術(shù),該技術(shù)核心思想是:終端按照事先預(yù)設(shè)的功率和頻率表發(fā)射或者接收信號(hào),綜測(cè)儀用同樣的預(yù)設(shè)表進(jìn)行測(cè)試,從而節(jié)省終端改變功率和頻率所耗費(fèi)的大量時(shí)間。為了推廣該技術(shù),R&S并沒(méi)有為Smart Alignment申請(qǐng)專利,因此其它測(cè)試儀器廠商也逐漸實(shí)現(xiàn)了類似的快速校準(zhǔn)方法。目前,快速校準(zhǔn)已經(jīng)得到了全面的普及。
非信令測(cè)試的“三站式”理念
傳統(tǒng)的手機(jī)測(cè)試分射頻校準(zhǔn)(RF Calibration)和最終測(cè)試(Final Test)兩站,前者在非信令模式下校準(zhǔn)手機(jī)的收發(fā)信機(jī),后者在信令模式下測(cè)試手機(jī)的在不同頻率和功率下的射頻指標(biāo)。但是,在信令模式下測(cè)試射頻指標(biāo)時(shí),不少時(shí)間被信令流程耗費(fèi),因此R&S率先提出了非信令測(cè)試?yán)砟睿摾砟畎褌鹘y(tǒng)的兩站式改為三站式:射頻校準(zhǔn)、射頻驗(yàn)證(RF Verification)和最終測(cè)試。新增加的射頻驗(yàn)證站是基于非信令模式,并承擔(dān)原來(lái)放在最終測(cè)試站的射頻指標(biāo)測(cè)試。由于射頻指標(biāo)測(cè)試改在非信令模式完成,因此節(jié)省了信令開銷,提高測(cè)試速度。
需要注意的是,雖然從功能上分為三站,但在產(chǎn)線實(shí)際應(yīng)用時(shí),射頻校準(zhǔn)和射頻驗(yàn)證可以并成一站,因?yàn)檫@兩站都是基于手機(jī)電路板連接射頻頭進(jìn)行測(cè)試。之后電路板被裝配成整機(jī),再進(jìn)行最終測(cè)試。最終測(cè)試往往是在信令模式下用天線耦合測(cè)試,以模擬真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的情況,重點(diǎn)驗(yàn)證信令過(guò)程和確保裝配成整機(jī)時(shí)耳麥和天線安裝正常。
快速終測(cè)
非信令理念節(jié)省了在信令下被信令流程耗費(fèi)的時(shí)間,但是這不夠,因?yàn)椋诜切帕钅J较聦?duì)不同頻率和功率進(jìn)行射頻指標(biāo)測(cè)試仍然需要進(jìn)行幾十次頻率/功率改變,每次仍然需耗時(shí)幾百毫秒。既然R&S Smart Alignment快速校準(zhǔn)可以通過(guò)預(yù)設(shè)頻率/功率表的方法節(jié)省頻率/功率改變的時(shí)間,為什么不把該方法用在非信令驗(yàn)證呢?所以,經(jīng)過(guò)跟芯片廠商的密切合作,R&S在CMW500上實(shí)現(xiàn)了業(yè)界首創(chuàng)的基于非信令模式的快速終測(cè)技術(shù)(R&S稱為 Multi-Evaluation List Mode,簡(jiǎn)稱MELM),該技術(shù)正是把R&S Smart Alignment快速校準(zhǔn)的思路應(yīng)用到非信令射頻驗(yàn)證中,從而大大加快測(cè)試速度。目前,已有不少芯片和測(cè)試儀器廠商支持該技術(shù),并已經(jīng)逐步被應(yīng)用到生產(chǎn)測(cè)試中。
非信令測(cè)試的“三站式”理念的幾個(gè)關(guān)鍵要素
一、芯片支持很重要。當(dāng)移動(dòng)終端測(cè)試從信令模式往非信令模式轉(zhuǎn)變時(shí),芯片廠商對(duì)儀器的配合和支持就變得極為重要。比如接收機(jī)測(cè)試,在傳統(tǒng)的信令模式下,綜測(cè)儀模擬基站與被測(cè)移動(dòng)終端建立呼叫后進(jìn)行BER測(cè)試,整個(gè)過(guò)程基于信令,所有芯片都能支持。而在非信令模式下則儀器只是播放預(yù)先生成的波形文件。由于各家儀器廠商的波形不通用,如果芯片廠商不支持,則芯片無(wú)法同步和解碼綜測(cè)儀生成的波形,接收機(jī)測(cè)試根本無(wú)從談起。
二、兩種BER測(cè)試方法。在非信令模式下測(cè)試BER時(shí),有Loopback BER和新的Single-Ended BER兩種測(cè)試方法,前者是讓終端把收到的數(shù)據(jù)環(huán)回給綜測(cè)儀來(lái)進(jìn)行BER測(cè)試,后者是直接讓終端進(jìn)行BER測(cè)試。不同的芯片廠商支持不同的BER測(cè)試方法,因此兩種方法綜測(cè)儀都需要支持。
三、快速終測(cè)技術(shù)的調(diào)試比以往困難。以往調(diào)試時(shí)可以用斷點(diǎn)運(yùn)行來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。但是在快速終測(cè)技術(shù)下,由于綜測(cè)儀用預(yù)設(shè)的頻率/功率表一次測(cè)試幾十個(gè)頻點(diǎn)/功率的射頻指標(biāo),當(dāng)中無(wú)法中斷,這將給調(diào)試帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。這時(shí),綜測(cè)儀的成熟穩(wěn)定性變得很重要。
四、快速終測(cè)技術(shù)是非信令測(cè)試?yán)砟畹暮诵?/strong>。前面提到,非信令測(cè)試?yán)砟罟?jié)省了一些信令開銷,但是只有結(jié)合快速終測(cè)技術(shù),速度才能達(dá)到質(zhì)的飛躍。雖然非信令測(cè)試的推廣降低了綜測(cè)儀廠商的準(zhǔn)入門檻,但是需要注意的是,快速終測(cè)才是非信令的核心,快速終測(cè)技術(shù)對(duì)綜測(cè)儀的要求更高,并且在快速終測(cè)技術(shù)下調(diào)試比以往困難,所以要選用一款能穩(wěn)定支持快速終測(cè)技術(shù)的綜測(cè)儀。
五、非信令測(cè)試?yán)砟钕氯匀浑x不開信令模式。非信令跳過(guò)了高層協(xié)議,直接控制移動(dòng)終端的物理層來(lái)進(jìn)行收發(fā)信機(jī)測(cè)試,不過(guò)由于移動(dòng)通信協(xié)議的復(fù)雜性,在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候可能產(chǎn)生細(xì)微的差異,因此非信令并不能完全模擬真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的情況。所以目前生產(chǎn)測(cè)試的方式是:
1、 新通信制式的早期生產(chǎn)基本都不采用非信令理念。本來(lái)新制式下芯片和終端的成熟穩(wěn)定度就有待驗(yàn)證,況且非信令和信令下終端行為可能有細(xì)微差別,為了穩(wěn)妥起見,新制式下終端生產(chǎn)都采用傳統(tǒng)的兩站式而不用非信令的三站式測(cè)試,等后續(xù)產(chǎn)品成熟了再逐漸引入非信令模式。不論是2G、3G還是現(xiàn)在的LTE終端,基本都是采用這一平滑過(guò)渡思路。
2、 當(dāng)產(chǎn)品成熟穩(wěn)定后,可以采用非信令的三站式測(cè)試,把大量的射頻指標(biāo)測(cè)試移到基于非信令的射頻驗(yàn)證站,但是為了檢驗(yàn)出廠的移動(dòng)終端在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)下的表現(xiàn),在第三站最終測(cè)試站仍然采用信令模式。
高性能無(wú)線通信測(cè)試儀 提高產(chǎn)測(cè)效率
作為R&S的第4代綜測(cè)儀,CMW500延續(xù)了上一代CMU200的輝煌,以其先進(jìn)的平臺(tái)、強(qiáng)大的功能、極快的測(cè)試速度,精準(zhǔn)的測(cè)試精度繼續(xù)引領(lǐng)無(wú)線綜測(cè)儀技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展。
CMW500的優(yōu)勢(shì)有:
1、支持信令和非信令。作為業(yè)界第一臺(tái)支持LTE信令的無(wú)線綜測(cè)儀,CMW500既能支持信令也能支持非信令。前面提到,即便是提倡非信令測(cè)試的今天,生產(chǎn)測(cè)試環(huán)節(jié)還是需要信令的。CMW500能支持信令使其能適應(yīng)手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試的各個(gè)環(huán)節(jié)。
2、成熟穩(wěn)定的平臺(tái)。相對(duì)于研發(fā)用途,選擇生產(chǎn)用測(cè)試儀器要考慮更多的因素,因?yàn)榍罢呤窃趯?shí)驗(yàn)室、手動(dòng)、間斷使用,而后者是產(chǎn)線、自動(dòng)控制、持續(xù)運(yùn)行。生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境比較復(fù)雜,測(cè)量?jī)x器在產(chǎn)線不間斷運(yùn)行時(shí)能否保持其穩(wěn)定性、精度和一致性?選用研發(fā)儀器看重功能,可以為了新功能當(dāng)“小白鼠”,選用生產(chǎn)測(cè)試儀器則極為看重成熟和穩(wěn)定。前面提到,當(dāng)應(yīng)用快速終測(cè)技術(shù)時(shí),由于測(cè)試方法的改變使得調(diào)試更為困難,這時(shí)綜測(cè)儀的成熟穩(wěn)定性就很重要了。作為當(dāng)今市場(chǎng)占有率第一的綜測(cè)儀,CMW成熟和穩(wěn)定性已經(jīng)得到大量證明。
3、全面的芯片支持。前面提到,在非信令模式下芯片廠商對(duì)儀器的配合和支持變得極為重要。CMW500得到了所有移動(dòng)終端芯片廠商的支持,不論采用哪家芯片方法,都能用CMW500進(jìn)行非信令測(cè)試。
4、支持兩種BER測(cè)試方法。CMW既能支持Loopback BER,也能支持Single-Ended BER,因此可以適應(yīng)不同的芯片方案。
當(dāng)然CMW還有其它的一些優(yōu)勢(shì),如測(cè)試精度和測(cè)量重復(fù)性,測(cè)試速度,雙通道并行測(cè)試,端口擴(kuò)展能力,對(duì)LTE-A等未來(lái)技術(shù)的支持等,在這里就不一一敘述了。
此外,針對(duì)LTE終端,羅德與施瓦茨(R&S)還提供從研發(fā)、一致性認(rèn)證、生產(chǎn)到維修測(cè)試階段;包括射頻、協(xié)議、音頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、耗電、天線性能和電磁兼容等全面的測(cè)試解決方案。
結(jié)束語(yǔ)
非信令測(cè)試的三站式理念結(jié)合信令和非信令的優(yōu)勢(shì),把在不同頻率/功率下進(jìn)行的射頻指標(biāo)測(cè)試盡量移到非信令模式下進(jìn)行,是在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下降低成本提高生產(chǎn)效率的好方法,目前已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外各大手機(jī)廠商所采用。但是需要注意的是,在非信令測(cè)試?yán)砟钕拢酒С帧⒕C測(cè)儀對(duì)不同測(cè)試方法的兼容等成為很重要的因素;在選擇生產(chǎn)測(cè)試儀器時(shí),成熟穩(wěn)定是極為重要的;另外 在非信令測(cè)試?yán)砟钕拢帕罹C測(cè)儀仍然起著不可替代的作用。
本文作者:羅德與施瓦茨(R&S)產(chǎn)品支持總監(jiān)金海良
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