下一代蜂窝测试技术

关键字：蜂窝测试 测试仪器 射频

本文主要介绍器件测试模式的功能对测试仪器的要求，设计人员需要专用的非信令测试设备解决方案，以便顺利地引入新的非信令芯片组，最终提供全新的、更快速的测试技术。与此同时，本文将介绍如何选择正确的非信令测试解决方案，并深入分析信令和非信令测试仪器并存的局面。当芯片组集成了快速排序非信令测试模式，尤其是使用预定义的测试序列进行验证时，设计人员必须引入下一代非信令测试仪器，以便对射频参数进行测试。

介绍

目前，非信令技术正方兴未艾，主要用于缩减制造测试时间和成本，并且适用于广泛的技术。芯片组厂商正在想方设法为手机制造商提供此类能力。因此开发针对特定芯片组的专用测试模式，尤其是适合蜂窝验证测试的测试模式已经引起了市场的重视。

此前的文章探讨了不同测试模式中非信令功能的演进和变化程度，并引入了两个术语来描述功能范围。它们有助于解释测试工程师缩减测试时间的潜力，而且分别代表非信令领域潜力水平的一极：

1.非信令

2.快速排序非信令

快速排序非信令测试模式能够显著地优化设计，最大限度地减少测试时间和成本。

受芯片组非信令功能开发这一趋势的影响，手机制造商正在寻求指导，以便最大限度地利用这些测试模式的潜力。本文将讨论这些测试模式如何影响测试仪器的选择，包括研发测试和制造测试。

集成这些新的测试模式通常需要引入新的测试技术。对于非信令测试，引入新的下一代非信令测试设备有可能带来额外的收益，主要是该测试模式的技术优势（见〔1〕中的详细讨论）以及测试设备的非信令测试技术。这就是说，信令测试设备与新一代非信令测试设备的共存对于能否在整个测试过程中广泛引入非信令测试至关重要。

非信令测试的出现

无线技术相关人员可能已经认识到使用适合芯片组控制技术的挑战。例如，802.11 无线局域网（WLAN）和 IEEE 802.16（WiMAX®）两种技术已经可以在其整个生命周期中进行测试，但在每个测试阶段，尤其是在测试向制造阶段过渡的过程中没有信令或空中（OTA）协议。Bluetooth® 制造测试在向测试过渡的过程中同样没有提出信令测试要求。此类芯片组的测试模式为测试工程师提供了充分的自由，使他们可以让器件在要求的信道上以特定的预定义方法发射和接收信号。这不仅是被测芯片组在制造测试校准阶段的一个特性，而且适用于验证测试。在验证测试阶段，器件有时会产生预定义序列。

芯片组控制可以优化蜂窝器件的开发与测试，并可将多个频段和制式整合到单个芯片组或解决方案中。新出现的芯片组不再需要 OTA 协议，并集成了特定的功能，能够帮助测试工程师验证测试排序，从而节约测试时间。

随着下一代芯片组逐步普及，测试厂商正在寻求支持下一代测试技术的测试仪器。与无线测试技术的演进模式类似，为了满足特定测试模式的要求，芯片组设计人员与测试设备制造商之间的合作十分重要。借助目前芯片厂商之间现有的联系，测试设备制造商可以提供实现非信令测试的解决方案。

此外，测试厂商已经推出了针对特定芯片组的商业测试解决方案，使制造商可以轻松地将器件和测试设备集成在一起。
当前的趋势正在朝集成预定义非信令方向发展，其中芯片组将可以在验证测试中输出跨越不同功率和频率范围的各种信号。许多手机已经具备预定义发射的功能（通常至少可以预定义功率和频率），这可以规范校准测试，缩减器件设置时间，进而缩减测试时间。目前特定芯片组的非信令测试模式和技术正不断涌现，其主要目的在于缩短蜂窝器件的验证测试时间。蜂窝验证测试是这些技术的下一个用武之地，它们能够缩短校准阶段中的测试时间。

但是，芯片组厂商必须先开发出测试模式，以供手机制造商使用。芯片组厂商在测试模式中添加的非信令功能越多，则制造测试工程师可能节约的时间越多。

引入下一代测试技术

鉴于非信令测试模式被认为是缩减测试时间的一种手段，下一代制造测试技术的要求正在发生显著变化。芯片组厂商和手机制造商目前处于不同的非信令测试模式整合阶段，因此非信令测试整合也处于不同阶段。芯片组厂商正在为新测试模式开发功能，并将新的特性传递至手机制造商，因此手机制造商需要将新开发的功能整合到制造测试过程中。引入非信令（如图 1 所示）从部分程度上讲是一种过渡。测试模式的专用特性和到生产线的后续整合使得此次过渡与蜂窝技术上下游的任何实例都不同。快速排序非信令是所有手机制造商的目标，因为这可以产生巨大的成本节约。实现此目标需要正确选择测试设备，以便与技术要求相匹配，并克服新的挑战。

                   图 1：引入/过渡至非信令

选择正确的非信令测试解决方案

在非信令领域，器件测试模式的技术功能会影响对测试仪器的要求。在测试行业，测试厂商必须提供正确的工具，以便轻松地引入非信令，尤其是在使用多家厂商的芯片组时。这意味着测试设备要求必须根据每条生产线上的测试而定，无论测试需要重新使用现有信令/非信令设备，都要引入新的下一代测试设备。

贯穿非信令测试周期的任意波形文件信号设计

除了适合的测试设备硬件之外，非信令测试还需要信号设计软件包。下一代非信令测试设备使用任意波形文件向器件传输信号，这对测试设备提供下行链路（DL）的方法进行了大幅改变，并对研发和制造测试工程师提出了挑战。

使用全面的信号创建工具可以解决这一问题，这些工具能满足芯片组测试模式的要求。对于研发工程师来说，这些工具必须提供广泛的功能；对于制造工程师来说，它们必须提供关键信号参数以及易于使用的接口，以便获得良好的灵活性。为非信令提供广泛测试功能的信号设计工具必须能够简化非信令引入过程，并为手机制造商提供帮助。测试厂商可以通过与芯片组厂商以及手机制造商合作来解决关键需求，从而提供此类的专用软件包。

研发过程中的非信令――进入非信令测试

测试周期早期的可靠设计和测试模式开发可以为非信令制造测试的成功提供帮助，非信令测试设备不仅是制造阶段的要求。为了稳定且信心十足地在现有流程中引入非信令测试，整个引入过程必须借助信令测试设备。一个主要原因在于这样可以实现射频参数化关联，以便确认成功添加了具有非信令特性的测试模式。图 1 描述了从信令到非信令的过渡过程，其中信令测试设备与下一代非信令测试设备进行组合，支持测试由信令发展至非信令。

                   图 2：非信令测试演化的测试设备要求

非信令测试仍然需要信令测试设备的主要原因如下：

1.作为器件设计（信令和非信令测试模式之间）和制造测试过程中表示器件射频性能的可追踪参考（测量关联）

2.作为对比测试时间的起点/基准

3.可用作任意波形设计标准，用于下一代设备的接收机测试和下行链路同步，这对需要特定下行链路信号的非信令器件最为重要。

4.主要芯片组提供商和手机制造商已经同多年来一直使用信令设备作为目标平台的测试厂商展开合作，开发了多种测试模式和工具。

5.在生产线上安装的众多信令测试设备已证明是可信赖和可靠的。改用其他测试设备需要重写代码和重新评估。

尽管引入非信令需要使用现有的信令测试设备，专用且全面的非信令综合测试仪可以为研发提供强大的工具并能够在实验室中进行调试解决问题。例如：

1.作为解决方案一部分，提供前面板和用户界面

2.即用型应用程序，可以返回特定格式的测量结果，例如无需软件开发，综合测试仪便可返回射频测量结果

3.支持使用特定格式的频谱分析仪应用软件进行频谱分析

4.提供通用信号源功能，可提供与独立信号发生器相同的功能

5.支持调试错误序列

灵活的非信令解决方案是非信令器件研发中的宝贵资源。从研发到制造测试的整个过程都可以使用相同的测试设备，从而确保一致性。

为了顺利地引入 NCP，测试设备厂商需要为客户提供能够满足信令、非信令和快速排序非信令需求的测试解决方案。能够提供所有三种测试解决方案的测试厂商将占据有利位置，可以提供值得考虑的建议，并且能够为定制的非信令引入过程提供支持。

制造过程的非信令

在制造过程中，当前的信令/非信令和下一代非信令测试设备将并存。制造测试中最重要的任务是如何结合使用信令/非信令设备与新部署的下一代非信令测试设备。下节将重点介绍测试设备对于器件中两类测试模式的适用性，包括非信令测试模式和快速排序非信令测试模式。

非信令类别器件

对于时下的非信令器件（有别于快速序列非信令）来讲，现有的信令/非信令测试设备或是新一代非信令测试设备都能够显著节省测试时间。然而在使用信令测试设备进行测试时，必须要考虑具体的技术要求，以确保完整的兼容性。如前所述，新一代非信令测试设备超越信令测试设备的优势就在于其芯片组的功能更强大，测试速度更快。

此外，测试设备的性能也是解决测试模式需求的一个因素。在测试模式和测试功能允许的前提下，使用非信令支持软件升级现有的信令设备更为经济。
快速序列非信令类别器件

新一代非信令测试设备能够为快速序列非信令器件提供最佳的测试范围。由于拥有排序功能的非信令测试模式主要是在新一代非信令测试设备上部署，所以现有的信令测试设备很难发挥这一模式的最大潜能。此外，新一代非信令设备具有更高的灵活性，能够脱离信令的诸多限制，可为验证工作提供灵活的、基于序列的测试方式。例如，它能够把信令测试中作为规则强制执行的频段、蜂窝制式、信道、功率范围和时隙等方面的限制排除在外。在验证过程中，信令测试设备与新一代非信令测试设备的最大区别在于后者拥有排序功能。
 
调试功能可以解决制造阶段中出现的非信令难题。当在生产线上部署完新一代综合测试仪后，可使用它的调试功能。如果出现问题，工程师可以使用测试设备进行各种诊断。例如，通过专用的射频频谱分析工具专门针对某种制式诊断问题，或者诊断错误序列的特定部分。操作人员可以通过前面板操控测试设备，并且通过显示屏调试射频信号。

总结

业界需要专用的非信令测试设备解决方案，以便为新的非信令芯片组的普及做好准备，最终提供更新颖、更快捷的测试技术。此外，业界还考虑在推出下一代非信令测试设备的同时重复使用现有的信令测试设备，以帮助验证新的非信令开发成果。

当启动非信令的推广和开发时，专用、灵活的新一代非信令测试设备能够发挥最大的潜力，满足未来的测试需求。在研发阶段，综合测试仪可以通过特定制式的工具提供台式测试和全面调试功能，并能够调试针对制造业设计的非信令序列。同样，其性能良好的信号源可以提供类似独立信号发生器的测试。在排序方面，它还提供了特定的工具，用于推动该信号源和分析仪同时跨过某个序列。

现有的信令测试设备能够为那些在制造过程中进行非信令测试的设备提供测试范围。新一代非信令测试设备可以提升测试速度，从而使非信令测试模式大为受益。当芯片组集成快速序列非信令测试模式，特别是在验证过程使用预定义测试序列时，新一代非信令测试设备必须用于测试射频参数。