2007年無(wú)線(xiàn)測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢及需求熱點(diǎn)分析

2007年，由語(yǔ)音、數據、視頻和移動(dòng)性構成的四重業(yè)務(wù)將進(jìn)一步推動(dòng)各種無(wú)線(xiàn)新技術(shù)的標準化、產(chǎn)業(yè)化及業(yè)務(wù)和應用的融合，無(wú)線(xiàn)新技術(shù)將向著(zhù)移動(dòng)、寬帶、多媒體的方向繼續發(fā)展。3G移動(dòng)通信將作為主流產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，新興的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)(WiMax/Wi-Fi等)處于市場(chǎng)挑戰者地位，寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)和短距離通信技術(shù)的發(fā)展和成熟，將促使“無(wú)縫網(wǎng)絡(luò )”和“無(wú)處不在的信息服務(wù)”日益成為可能。因此，融合與多樣性是當今無(wú)線(xiàn)電技術(shù)發(fā)展的主題。

2007年無(wú)線(xiàn)測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢如何？存在哪些需求熱點(diǎn)？本文試圖向中國測試和測量工程師及相關(guān)行業(yè)人士做一些概要介紹。

多種無(wú)線(xiàn)標準并存，測試面臨的最大挑戰

為了掌握2007年無(wú)線(xiàn)電測試和測量技術(shù)發(fā)展趨勢及需求熱點(diǎn)，首先讓我們概要了解無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的最新發(fā)展趨勢。2007年值得關(guān)注的十大無(wú)線(xiàn)技術(shù)[1]分別是：

1.利用HSDPA對3G網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行升級；
2.CDMA 1x EV-DO A版本將推動(dòng)視頻電話(huà)、移動(dòng)游戲、VoIP等全IP化的實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)應用；
3. TD-SCDMA向后續標準演進(jìn)；
4. Mesh Wi-Fi技術(shù)推動(dòng)無(wú)線(xiàn)城市建設；
5．UWB滿(mǎn)足現代家庭對數字化生活的需求；
6．基于衛星的移動(dòng)定位技術(shù)和同時(shí)借助衛星與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )信號進(jìn)行定位的混合型移動(dòng)定位技術(shù)將會(huì )成為發(fā)展的熱點(diǎn)；
7.固定和新興運營(yíng)商對移動(dòng)WiMax表現出非常積極的態(tài)度，WiMax標準與3G陣營(yíng)的競爭將更加激烈；
8．RFID與移動(dòng)通信領(lǐng)域結合產(chǎn)生兩大應用：一是由RFID衍生技術(shù)NFC(近場(chǎng)通信)技術(shù)所實(shí)現的移動(dòng)支付將開(kāi)始在全球范圍內推廣；二是通過(guò)手機來(lái)識別物品真偽的業(yè)務(wù)應用； 9．手機電視推動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)組播廣播技術(shù)發(fā)展；
10．UMA終端設備的發(fā)展給WLAN運營(yíng)商、移動(dòng)運營(yíng)商、內容提供商等創(chuàng )造新的發(fā)展機會(huì )。

多種標準并存、無(wú)線(xiàn)技術(shù)和標準的升級及融合趨勢將主宰今后無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展方向。正如華為公司撰文所說(shuō)[2]，多重業(yè)務(wù)為中心的融合時(shí)代日益臨近，系統設備制造商需要幫助運營(yíng)商快速地為涉及融合的任何企業(yè)和團體實(shí)現共贏(yíng)創(chuàng )造健康的價(jià)值鏈。因此，無(wú)線(xiàn)電測試測量行業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)要滿(mǎn)足向融合時(shí)代轉移所出現的各種新的測試和測量需求，這將是2007年對無(wú)線(xiàn)電測試和測量技術(shù)和設備需求的熱點(diǎn)所在。

網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的需求，刺激終端綜合測試儀的發(fā)展

移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作涉及頻率的復用、小區覆蓋的調整和無(wú)線(xiàn)資源的利用等方面，優(yōu)化的效果如何對網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量和效益有著(zhù)重大的影響。據Frost & Sullivan 的最新分析[4]，終端用戶(hù)對加速測試流程的要求，將刺激市場(chǎng)對先進(jìn)綜合測試設備的需求。

對于測試設備的選擇，羅德與施瓦茨中國有限公司技術(shù)支持總監金海良認為[3]，首先要緊密貼合3G技術(shù)的發(fā)展變化，并具有一定的前瞻性，不但要滿(mǎn)足目前的測試需求，還要考慮未來(lái)的發(fā)展趨勢。比如測試3GPP WCDMA的儀器就需要考慮對HSDPA/HSUPA以及未來(lái)的LTE等的支持。其次，測試設備要具有寬解調帶寬、多種測試功能和高測試速度的特點(diǎn)，以適應3G對生產(chǎn)效率、測試精度等的需求。

在中國，TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三種不同標準網(wǎng)絡(luò )可能出現共存的局面，這就給3G網(wǎng)絡(luò )測試和3G終端設備測試帶來(lái)很大的挑戰。對此，星河亮點(diǎn)公司已經(jīng)推出了能夠對終端進(jìn)行快速檢測的SP6010 TD-SCDMA終端綜合測試儀，該公司的付向東表示，公司將進(jìn)一步推出滿(mǎn)足對RRM一致性測試系統、協(xié)議一致性測試系統等高端測試項目需求的設備。

此外，德國威爾泰克(Willtek)通訊技術(shù)有限公司是目前業(yè)內唯一可以提供多標準TD-SCDMA手機綜測儀的廠(chǎng)家。Willtek 4400系列手機綜測儀系列，涵蓋了所有無(wú)線(xiàn)標準如GSM/GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等。

另外，Aeroflex新近推出的3500手持式無(wú)線(xiàn)電綜合測試儀是一款具有輕便靈活、長(cháng)效電池供電和高性能測試品質(zhì)的外場(chǎng)一線(xiàn)測試儀表。3500綜合測試儀可用來(lái)測試大功率的射頻輸出信號，不僅可以方便的進(jìn)行收發(fā)信機的性能測試，利用內置的駐波比測試能力還可以快速進(jìn)行天饋線(xiàn)連接的故障定位。3500綜合測試儀利用“軟件無(wú)線(xiàn)電”的先進(jìn)理念為滿(mǎn)足未來(lái)的技術(shù)發(fā)展而提供了功能擴展和軟件升級的無(wú)限發(fā)展空間，并且在測試精度上使得便攜式外場(chǎng)測試儀表?yè)碛辛伺c內場(chǎng)儀表性能相近的高精度測試能力。

類(lèi)似地，還有安捷倫科技公司的Agilent W1314A接收機，它能夠幫助射頻工程師對UMTS和GSM網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化和故障診斷，快速找出故障原因。該平臺擁有多種選件，可支持GSM、UMTS、IS95、cdma2000、1xEVDO和iDEN等所有主要的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，并提供核心的通用射頻測量工具和針對每項技術(shù)的專(zhuān)用測量功能。

在干擾環(huán)境下完成測試，實(shí)時(shí)頻譜儀有望獨占鰲頭             
 
多種標準無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用會(huì )帶來(lái)日益突出的干擾問(wèn)題。在極為復雜的無(wú)線(xiàn)電信號環(huán)境下，無(wú)線(xiàn)通訊系統遭遇干擾顯然不可避免，這是中國測試和測量工程師將面臨的最大挑戰。對此，正如向中國市場(chǎng)銷(xiāo)售TD-SCDMA測試和測量設備的Comarco公司的高級副總裁兼總經(jīng)理Mark Chapman所說(shuō)，“如果你要測試諸如頻譜效率這樣的事情，你就必須在實(shí)際的環(huán)境中一個(gè)滿(mǎn)負荷的網(wǎng)絡(luò )上—而不是在實(shí)驗室—進(jìn)行試運行。”
 
發(fā)現干擾信號的頻率是識別干擾源的最常用參數，利用頻譜分析儀分析頻域特性，可以非常簡(jiǎn)便地測量信號的頻率、功率、諧波含量、調變品質(zhì)、信號失真、噪音或干擾。目前，數字RF的出現正在推動(dòng)軟件定義的無(wú)線(xiàn)電和認知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的迅速創(chuàng )新，未分配信道、自適應調制、對等通信及無(wú)數臺設備同時(shí)在有限的無(wú)線(xiàn)頻譜內部同時(shí)傳送信號，會(huì )發(fā)生頻率碰撞和干擾問(wèn)題[5]。

為了避免系統或網(wǎng)絡(luò )因為過(guò)載或干擾而停止工作，保證這些設備不會(huì )在不希望的時(shí)間或不希望的頻率發(fā)送RF 能量，并能夠在存在干擾時(shí)正確操作就至關(guān)重要。此外，為了防止通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行的非法接入，也需要實(shí)時(shí)探測各種偽干擾的存在。這就需要解決的兩個(gè)基本問(wèn)題是：

. 找到干擾：第一個(gè)測試挑戰是發(fā)現干擾信號或雜散信號；
. 檢定干擾：一旦找到干擾，必須全面檢定隨時(shí)間變化的干擾信號。

這方面有兩個(gè)解決方案代表了測試技術(shù)發(fā)展的趨勢。

1. 泰克實(shí)時(shí)頻譜分析儀(RTSA)技術(shù)

通過(guò)RTSA，許多復雜的問(wèn)題可以避免通過(guò)在頻域、時(shí)域和調制域中時(shí)間相關(guān)RF信號特性得以揭示。RTSA可以觸發(fā)和捕獲瞬變事件、簡(jiǎn)便地提供信號時(shí)間相關(guān)的多域畫(huà)面，顯著(zhù)降低工程師診斷問(wèn)題所需的時(shí)間。

2. NI公司基于LabVIEW和LabWindows/CVI(一個(gè)ANSI C開(kāi)發(fā)環(huán)境)的調制解調工具包

它提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)行業(yè)內特定通信標準的基礎，包括CDMA2000、GPS、UWB、GSM、藍牙、ZigBee等等。利用這個(gè)靈活可變的基礎，當新的標準出現并獲得批準時(shí)，工程師就可以在這相同的平臺上開(kāi)發(fā)出符合標準的測試軟件。

例如[7]，成都華日通信公司(華日電信)利用NI PXI-5660 PXI矢量信號分析儀和LabVIEW環(huán)境所開(kāi)發(fā)的軟件，成功地開(kāi)發(fā)了HR-100寬帶無(wú)線(xiàn)電接收機和監測系統。這個(gè)系統可用作一個(gè)RF矢量信號分析儀來(lái)檢測現代的寬帶數字通信信號以及傳統的窄帶模擬廣播信號。這個(gè)全新的系統使用開(kāi)放的軟件無(wú)線(xiàn)電平臺，能夠滿(mǎn)足將來(lái)無(wú)線(xiàn)標準演變發(fā)展的需要。

小結
 
在消費需求的不斷增長(cháng)的刺激下，數字無(wú)線(xiàn)電技術(shù)不斷向前邁進(jìn)，數字RF信號承載復雜的調變、瞬間與時(shí)變無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、多種標準無(wú)線(xiàn)電信號之間的干擾等等問(wèn)題，都給測試工程師帶來(lái)許多空前的難題。為此，利用實(shí)時(shí)頻譜分析儀和基于軟件無(wú)線(xiàn)電的測試技術(shù)可能代表著(zhù)今后測試和測量行業(yè)的發(fā)展方向。此外，隨著(zhù)多種標準無(wú)線(xiàn)電設備的增多，互通性測試問(wèn)題也可能是值得測試和測量行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的發(fā)展方向，終端綜合測試儀有望在此獲得廣闊的發(fā)展空間。為了加快測試和測量的速度，方案的完整性將是工程師選擇測試和測量方案過(guò)程中要采取的重要準則。