面向3G手機的測試解決方案

手機技術(shù)正在從2G/2.5G向3G轉移，下一代手機將融合語(yǔ)音、數據和圖像等多種功能，被測內容與協(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)間仍然是手機測試工程師面臨的挑戰，通過(guò)關(guān)于3G手機測試解決方案的介紹，有助于 (中國)測試工程師了解3G手機測試及其配套解決方案的發(fā)展狀況。

目前，隨著(zhù)集成電路技術(shù)和寬帶技術(shù)的發(fā)展，手機工業(yè)正在從以GSM、CDMA、PCS和GPRS為代表的2G/2.5G，向基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )寬帶技術(shù)的、融合語(yǔ)音、數據和視頻圖像的3G轉移，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)醫療等諸多等移動(dòng)寬帶應用業(yè)務(wù)的強勁驅動(dòng)，預計從2004年起，具有3G功能的手機將開(kāi)始量產(chǎn)，2005年其突破百萬(wàn)臺的量產(chǎn)規模。

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

一般來(lái)說(shuō)，人們選擇和評估手機測試設備主要從測試時(shí)間、占地面積和設備成本等方面進(jìn)行折衷，但是現在不能不考慮：為了滿(mǎn)足 3G手機測試對多種功能的測試要求，應考慮如何集成和配置一套測試系統，去滿(mǎn)足從生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)始到結束的整個(gè)流水線(xiàn)對測試設備的要求，如何選擇測試工具軟件和標準庫，以適應未來(lái)發(fā)展的需要等等問(wèn)題。

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

提供功能強大的綜合測試儀

開(kāi)發(fā)通用、可升級、可配置、兼容2G手機測試的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議綜合測試儀，使之具備很強的可升級能力的移動(dòng)電話(huà)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等傳統的盒式測量?jì)x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)，并讓設備擁有者拓展測試設備的使用壽命和擁有更大的靈活性，滿(mǎn)足了2G向3G測試的過(guò)渡和下一代手機對測試設備的需要。

RS的CMU200就是這樣的一種設備。圍繞這樣一個(gè)通用測試平臺，可以根據需要采購相應的選件，將之分別配置成為滿(mǎn)足GSM、IS-95、IS-136、AMPS、藍牙、UMTS和W-CDMA標準要求的測試設備。此外，Agilent的TS-5550也是類(lèi)似這樣的綜合測試設備，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(hù)來(lái)說(shuō)，這種方案主要是設備投資較大，每臺綜合測試儀價(jià)格達到幾萬(wàn)美元。為了發(fā)揮盡可能快收回設備投資，這類(lèi)設備通常都具備并行測試功能，可以同時(shí)完成多臺手機的測試，如圖1所示，其主要優(yōu)點(diǎn)在于縮短了測試設備的配置和軟件配置時(shí)間，將測試設備配置等專(zhuān)業(yè)性很強的工作已經(jīng)由測試設備提供商完成，從而極大地縮短了用戶(hù)的測試時(shí)間。但是，由于手機必須等待裝配完成才能進(jìn)行測試，因而，不能在生產(chǎn)過(guò)程中利用這類(lèi)昂貴的測試設備及時(shí)排除問(wèn)題，即使能夠做到，測試成本也比較高。此外，該類(lèi)方案的配套選件眾多，在設備選擇上還需要測試設備供應商的支持。

構筑基于PXI總線(xiàn)的在線(xiàn)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)設計測試和生產(chǎn)測試納入統一考慮的手機測試解決方案。其出發(fā)點(diǎn)是對整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)配置的測試設備進(jìn)行統一校準，使之達到統一的精度水平，從而確保設計測試、功能測試、修理工位和樣品質(zhì)量測試等環(huán)節具有統一的測試標準，并節約設備校準時(shí)間和儀器設備的維護費用。由于采用了一致的測試方法和可編程操作，并實(shí)現靈活的設備配置，因而也可以縮短測試時(shí)間并節省設備投資。

將生產(chǎn)線(xiàn)上的測試點(diǎn)統一考慮之后，就可以對手機進(jìn)行并行測試，例如，可以對接收機和發(fā)射機同時(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(xiàn)作為一個(gè)大的測試環(huán)境來(lái)規劃，還可以將后續工位發(fā)現的問(wèn)題及時(shí)返工，而不必在發(fā)現問(wèn)題時(shí)才將要用的測試設備校準到統一的標準。

整個(gè)測試線(xiàn)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系起來(lái)，構筑為一個(gè)智能化的測試平臺，實(shí)現測量數據的存儲、分析和統計報告的生成，及時(shí)掌握生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)在構筑測試線(xiàn)上已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

據報道，目前測試一臺手機的平均成本大約是1美元，大約要花費1-3分鐘時(shí)間，因此，降低測試成本仍然是OEM和EMS電話(huà)制造商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。盒式測量?jì)x器雖然配備有大量的選件，軟件包也很豐富，設備的配置也有專(zhuān)業(yè)的人員支持，但是對于許多測試設備用戶(hù)來(lái)說(shuō)，測試成本仍然太高?；赑XI總線(xiàn)的測試儀器為這一部分用戶(hù)提供了解決方案。

與綜合測試儀方案類(lèi)似，基于PXI總線(xiàn)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(guò)DAQ卡實(shí)現，從而構成一個(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(hù)。

測試功能則通過(guò)配備N(xiāo)I的基于LabVIEW的無(wú)線(xiàn)測試工具集來(lái)實(shí)現，并可以與TestStand測試執行工具結合使用，進(jìn)一步提高生產(chǎn)測試的效率。采用這樣的測試系統，在手機生產(chǎn)線(xiàn)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(guò)利用虛擬儀器聯(lián)盟的第三方開(kāi)發(fā)商提供的測試工具去解決更多開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程遇到的測試問(wèn)題。

采用基于PXI總線(xiàn)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的測試裝置，避免選購盒式測量?jì)x器帶來(lái)的投資風(fēng)險，并不斷根據標準和測試對象的變化或增減對模塊化測試裝置進(jìn)行升級和擴展。

目前，為了滿(mǎn)足3G市場(chǎng)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 )基礎架構測試、信道測試、基站測試及3G測試案例展開(kāi)競爭。3G系統性能測試和優(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(wú)線(xiàn)解決方案、Comarco無(wú)線(xiàn)技術(shù)、Ericsson、Lucent技術(shù)、Nokia、Racial Instruments、RohdeSchwarz、Spirent通信、Sprint和Verizon無(wú)線(xiàn)等公司。

3G市場(chǎng)機遇巨大，在如何提供3G測試解決方案上，國際合作日趨緊密，領(lǐng)先的運營(yíng)商、手機方案提供商、測試方案提供商通過(guò)知識產(chǎn)權授權、建立合作協(xié)議、授權對方銷(xiāo)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

目前3G測試領(lǐng)域面臨的困難主要在于測試對象繁多，測試內容和層次復雜，一兩家公司已經(jīng)難以獨霸天下，要提供一攬子3G測試解決方案，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)展強強合作，推出滿(mǎn)足 3G測試解決方案的發(fā)展。由于3G測試方案非常復雜，設備投資很大，3G測試代工將是今后迎接3G測試挑戰的主要解決方案。隨著(zhù)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)一步降低手機測試的成本并縮短測試時(shí)間。

參考文獻

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