面向3G手机的测试解决方案

手机技术正在从2G/2.5G向3G转移，下一代手机将融合语音、数据和图像等多种功能，被测内容与协议、网络、信道、互通性等密切相关，还需要借助于手机测试案例才能进行完整的测试。目前，降低测试的成本和缩短测试时间仍然是手机测试工程师面临的挑战，通过关于3G手机测试解决方案的介绍，有助于 (中国)测试工程师了解3G手机测试及其配套解决方案的发展状况。

目前，随着集成电路技术和宽带技术的发展，手机工业正在从以GSM、CDMA、PCS和GPRS为代表的2G/2.5G，向基于无线网络宽带技术的、融合语音、数据和视频图像的3G转移，受到移动商务、全球定位服务、移动电子支付、移动医疗等诸多等移动宽带应用业务的强劲驱动，预计从2004年起，具有3G功能的手机将开始量产，2005年其突破百万台的量产规模。

随着手机芯片集成度越来越高，手机正在沿着模块越来越小、功能越来越多的方向发展，而价格却呈现下降的趋势。一方面，3G手机的因功能繁多，对手机测试行业提出了更高的要求，表1所列为3G手机的主要测试项目。另一方面，测试行业不得不面对日益严峻的降低测试成本需求。

一般来说，人们选择和评估手机测试设备主要从测试时间、占地面积和设备成本等方面进行折衷，但是现在不能不考虑：为了满足 3G手机测试对多种功能的测试要求，应考虑如何集成和配置一套测试系统，去满足从生产线开始到结束的整个流水线对测试设备的要求，如何选择测试工具软件和标准库，以适应未来发展的需要等等问题。

目前，可灵活配置是测试工程师对测试设备提供商提出的总要求，也就是说需要一个仪器系统的配置平台，使一套测试设备不仅仅能够完成复杂的3G手机生产测试，而且可以与具备标准仪器总线接口的独立式测试设备进行灵活组配，去完成复杂的设计测试任务。目前，围绕缩短测试时间、降低测试设备成本和提高配置灵活性三点，测试设备供应商提供的解决方案呈现下述的多元化发展的趋势。

提供功能强大的综合测试仪

开发通用、可升级、可配置、兼容2G手机测试的无线通信协议综合测试仪，使之具备很强的可升级能力的移动电话多协议测试集，这样的综合通信测试仪器集成了RF发生器、频谱分析仪和功率计等传统的盒式测量仪器，并配置了各种选件，因而可以完成一系列的RF测试任务，并让设备拥有者拓展测试设备的使用寿命和拥有更大的灵活性，满足了2G向3G测试的过渡和下一代手机对测试设备的需要。

R&S的CMU200就是这样的一种设备。围绕这样一个通用测试平台，可以根据需要采购相应的选件，将之分别配置成为满足GSM、IS-95、IS-136、AMPS、蓝牙、UMTS和W-CDMA标准要求的测试设备。此外，Agilent的TS-5550也是类似这样的综合测试设备，它支持功能测试、RF测试、音频、电池和充电电路等测试。

对用户来说，这种方案主要是设备投资较大，每台综合测试仪价格达到几万美元。为了发挥尽可能快收回设备投资，这类设备通常都具备并行测试功能，可以同时完成多台手机的测试，如图1所示，其主要优点在于缩短了测试设备的配置和软件配置时间，将测试设备配置等专业性很强的工作已经由测试设备提供商完成，从而极大地缩短了用户的测试时间。但是，由于手机必须等待装配完成才能进行测试，因而，不能在生产过程中利用这类昂贵的测试设备及时排除问题，即使能够做到，测试成本也比较高。此外，该类方案的配套选件众多，在设备选择上还需要测试设备供应商的支持。

构筑基于PXI总线的在线测试环境

为了进一步加快测试速度，目前，测试方案提供商提出了将整个设计测试和生产测试纳入统一考虑的手机测试解决方案。其出发点是对整个生产线配置的测试设备进行统一校准，使之达到统一的精度水平，从而确保设计测试、功能测试、修理工位和样品质量测试等环节具有统一的测试标准，并节约设备校准时间和仪器设备的维护费用。由于采用了一致的测试方法和可编程操作，并实现灵活的设备配置，因而也可以缩短测试时间并节省设备投资。

将生产线上的测试点统一考虑之后，就可以对手机进行并行测试，例如，可以对接收机和发射机同时测试，而不必等待信令和误码率测试完成再进行测试，因而可以极大加快测试进程。此外，将整个生产线作为一个大的测试环境来规划，还可以将后续工位发现的问题及时返工，而不必在发现问题时才将要用的测试设备校准到统一的标准。

整个测试线可以通过网络联系起来，构筑为一个智能化的测试平台，实现测量数据的存储、分析和统计报告的生成，及时掌握生产线上产品的品质动态。除了采用成熟的因特网技术之外，PXI总线在构筑测试线上已经发挥了重要作用。

据报道，目前测试一台手机的平均成本大约是1美元，大约要花费1-3分钟时间，因此，降低测试成本仍然是OEM和EMS电话制造商关注的焦点之一。盒式测量仪器虽然配备有大量的选件，软件包也很丰富，设备的配置也有专业的人员支持，但是对于许多测试设备用户来说，测试成本仍然太高。基于PXI总线的测试仪器为这一部分用户提供了解决方案。

与综合测试仪方案类似，基于PXI总线的测试平台必须配备一台实时带宽足够大、时基足够稳定和具备向量测试能力的PXI- 5660 RF信号分析仪和信号发生器，其余测试仪器功能主要通过DAQ卡实现，从而构成一个完整的测试平台。DAQ卡方案特别适用于对测试时间和投资非常敏感的用户。

测试功能则通过配备NI的基于LabVIEW的无线测试工具集来实现，并可以与TestStand测试执行工具结合使用，进一步提高生产测试的效率。采用这样的测试系统，在手机生产线的测试工位上，可以替换两台旧的盒式测试仪器，因此，测试吞吐量可以提高一倍[3]。由于虚拟仪器具有很大的灵活性，因而可以自主对测试环境进行配置和编程，并且可以通过利用虚拟仪器联盟的第三方开发商提供的测试工具去解决更多开发和生产过程遇到的测试问题。

采用基于PXI总线的虚拟仪器带来的最大好处在于，可以更多地选用模块化和可升级的测试装置，避免选购盒式测量仪器带来的投资风险，并不断根据标准和测试对象的变化或增减对模块化测试装置进行升级和扩展。

目前，为了满足3G市场对测试解决方案的要求，测试方案提供商已经在协议测试、互通性测试、网络基础架构测试、信道测试、基站测试及3G测试案例展开竞争。3G系统性能测试和优化是目前业界关注的焦点。CDMA测试论坛(www.cdg.org)和UMTS论坛 (www.umts-forum.org)汇聚了领先的3G测试方案提供商，例如Agilent科技、Anristu无线解决方案、Comarco无线技术、Ericsson、Lucent技术、Nokia、Racial Instruments、Rohde&Schwarz、Spirent通信、Sprint和Verizon无线等公司。

3G市场机遇巨大，在如何提供3G测试解决方案上，国际合作日趋紧密，领先的运营商、手机方案提供商、测试方案提供商通过知识产权授权、建立合作协议、授权对方销售测试配套方案等方式，正在逐步完善3G测试解决方案，如表2所示。

本文小结

目前3G测试领域面临的困难主要在于测试对象繁多，测试内容和层次复杂，一两家公司已经难以独霸天下，要提供一揽子3G测试解决方案，必须开展全球合作。开发与合作成为3G发展的主流。许多测试方案提供商主要通过各种论坛和展览会，相互交流信息。通过开展强强合作，推出满足 3G测试解决方案的发展。由于3G测试方案非常复杂，设备投资很大，3G测试代工将是今后迎接3G测试挑战的主要解决方案。随着制造技术水平的提高，电子产品各组成部件的可靠性也大为提高，因而测试每一个部件的必要性大为降低，只要采用抽查法就可以进一步降低手机测试的成本并缩短测试时间。

参考文献

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

作者：周智勇

Email: simonzhou@eetchina.com