手機(jī)測(cè)試設(shè)備：降低成本與技術(shù)領(lǐng)先并重

手機(jī)測(cè)試技術(shù)與設(shè)備一直伴隨著移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的誕生、發(fā)展而不斷成長(zhǎng)進(jìn)步，在移動(dòng)通信系統(tǒng)從模擬到數(shù)字，從一代到3.5代的演進(jìn)過(guò)程中，手機(jī)測(cè)試產(chǎn)品也經(jīng)歷著持續(xù)的變革。

手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備降低手機(jī)成本

手機(jī)的測(cè)試除了在技術(shù)演進(jìn)和發(fā)展上與移動(dòng)通信行業(yè)保持一致，在上世紀(jì)90年代還出現(xiàn)了進(jìn)一步的細(xì)化，簡(jiǎn)單地說(shuō)，基本上分為了兩大類的手機(jī)測(cè)試儀器：手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備和手機(jī)研發(fā)測(cè)試設(shè)備。

回顧上世紀(jì)90年代移動(dòng)通信的蓬勃發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展和手機(jī)成本的下降是重要的推動(dòng)力量。其中，手機(jī)成本的下降更是得益于規(guī)模生產(chǎn)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)達(dá)到一定規(guī)模之后，隨著產(chǎn)量的增加，產(chǎn)品的平均成本在一定范圍內(nèi)可以不斷降低。換句話說(shuō)，移動(dòng)通信用戶數(shù)的增加形成了手機(jī)生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，而規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低了手機(jī)成本，使得移動(dòng)通信能為更多的用戶接受。在這樣的一個(gè)良性循環(huán)里，手機(jī)綜合測(cè)試儀作為手機(jī)生產(chǎn)固定成本的重要部分，也一直在不斷的技術(shù)創(chuàng)新中變革和優(yōu)化。

在規(guī)模生產(chǎn)中，產(chǎn)品的平均成本與吞吐率、壞件率、流程優(yōu)化有著重要關(guān)系。而手機(jī)測(cè)試儀器通過(guò)測(cè)試速度和精度的提高，以及對(duì)測(cè)試流程和測(cè)試?yán)砟畹膭?chuàng)新，不斷地為手機(jī)生產(chǎn)廠商降低手機(jī)的測(cè)試成本。

首先，從手機(jī)測(cè)試儀器的角度來(lái)說(shuō)，吞吐率體現(xiàn)為測(cè)試速度的快慢：測(cè)試速度越快，單位時(shí)間內(nèi)的吞吐率越高，而固定成本下能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)量越高，從而降低了手機(jī)的平均固定成本。從早期HP8922/8924的單CPU測(cè)試到現(xiàn)在安捷倫8960手機(jī)綜測(cè)儀的多CPU并行測(cè)試，測(cè)試速度得到了以十倍計(jì)的極大提高，相應(yīng)地也大大降低了手機(jī)的平均測(cè)試成本。

其次，儀器的精度會(huì)影響壞件率，手機(jī)測(cè)試儀的高精度可以進(jìn)一步降低手機(jī)的平均成本。生產(chǎn)用手機(jī)測(cè)試儀器的一個(gè)重要原因是由于元器件的個(gè)體差異，在組裝之后會(huì)導(dǎo)致整體性能的下降。手機(jī)測(cè)試在生產(chǎn)線上通常分為兩個(gè)部分：校準(zhǔn)和終測(cè)。通過(guò)校準(zhǔn)可以對(duì)手機(jī)的性能進(jìn)行微調(diào)，終測(cè)則可以將壞件挑選出來(lái)，進(jìn)入維修環(huán)節(jié)。但是，由于測(cè)試儀器并非百分之百地完美，也同樣存在誤差，所以如果要盡可能地保證下線手機(jī)的質(zhì)量，就要根據(jù)儀器的精度抬高測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這樣就不可避免地會(huì)導(dǎo)致一些合格的手機(jī)進(jìn)入維修環(huán)節(jié)，帶來(lái)成本的浪費(fèi)。

測(cè)試儀器領(lǐng)域的主流供應(yīng)商致力于測(cè)試流程的優(yōu)化和測(cè)試?yán)砟畹膭?chuàng)新。安捷倫公司一直是各大標(biāo)準(zhǔn)化組織里測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的制定者和參與者，不但在測(cè)試計(jì)劃上根據(jù)對(duì)手機(jī)測(cè)試的深刻理解，與手機(jī)生產(chǎn)廠商合作進(jìn)行優(yōu)化，還在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中不斷提出新的測(cè)試方法。

不止安捷倫公司，測(cè)試產(chǎn)業(yè)的各儀器廠商也都在不斷地推陳出新。比如安立的雙端口測(cè)試技術(shù)及安捷倫提出的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方案，以及目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)各大廠商都能提供的快速校準(zhǔn)方案等等。

為了幫助手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試業(yè)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本的挑戰(zhàn)，由于技術(shù)的成熟，儀器廠商也在降低測(cè)試儀器的成本，推出無(wú)信令的測(cè)試模式等測(cè)試方案。

手機(jī)研發(fā)測(cè)試設(shè)備更注重技術(shù)領(lǐng)先

手機(jī)生產(chǎn)測(cè)試對(duì)成本的關(guān)注不同，手機(jī)研發(fā)所使用的測(cè)試設(shè)備更注重技術(shù)的領(lǐng)先，也具有更多的測(cè)試儀器種類，如協(xié)議一致性測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)、射頻性能一致性測(cè)試系統(tǒng)、互通性測(cè)試系統(tǒng)、協(xié)議測(cè)試儀、應(yīng)用測(cè)試儀等等。

早期的手機(jī)測(cè)試儀都采用移動(dòng)通信的基站專用芯片模擬基站，與手機(jī)建立連接。通常來(lái)說(shuō)，基站芯片的提供商就是手機(jī)芯片的提供商。因此，如果芯片商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解有誤，基站和手機(jī)的芯片設(shè)計(jì)中都使用了同樣的設(shè)計(jì)時(shí)，用基站芯片進(jìn)行手機(jī)進(jìn)行測(cè)試是測(cè)試不出這種有誤的設(shè)計(jì)。而一旦商用，手機(jī)就會(huì)面臨與其他廠商的基站互通性不良的問(wèn)題。更何況，基站芯片的推出需要時(shí)間，這就使得手機(jī)在研發(fā)時(shí)無(wú)法得到手機(jī)綜測(cè)儀的支持。

因此，手機(jī)測(cè)試領(lǐng)導(dǎo)廠商以強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力在手機(jī)綜測(cè)儀中采用FPGA代替了基站芯片，為手機(jī)測(cè)試提供了一個(gè)中立的第三方標(biāo)準(zhǔn)，而且也大大提前了手機(jī)綜測(cè)儀的推出時(shí)間，不再依賴于基站芯片的成熟。

隨著二代半移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，手機(jī)研發(fā)中移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的測(cè)試遇到了挑戰(zhàn)。除了傳統(tǒng)的協(xié)議測(cè)試儀之外，測(cè)試廠商推出了對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用的測(cè)試方案。而隨著第三代移動(dòng)通信高數(shù)據(jù)速度業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，對(duì)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，如何對(duì)達(dá)不到高速率的手機(jī)配置進(jìn)行測(cè)試和問(wèn)題查找也成了難題，因此，測(cè)試廠商又推出了對(duì)IP數(shù)據(jù)的吞吐量測(cè)試方案，還有對(duì)彩信的測(cè)試、對(duì)手機(jī)視頻電話的測(cè)試等等。手機(jī)研發(fā)中的測(cè)試正在日新月異地發(fā)展變化。

技術(shù)背景 手機(jī)綜測(cè)儀演進(jìn)路線

在我國(guó)，移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字，從一代到二代再到三代，3.5代的不斷發(fā)展，而對(duì)移動(dòng)通信終端的測(cè)試也同樣經(jīng)歷了一系列的變革。

最初的變革來(lái)自于移動(dòng)通信綜合測(cè)試儀(也被業(yè)界稱作OneBoxTester)的出現(xiàn)。早期的模擬移動(dòng)通信終端，與一般的射頻微波設(shè)備一樣，用分立的信號(hào)源及頻譜儀來(lái)進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)信號(hào)源給手機(jī)的接收機(jī)部分加上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，測(cè)試接收鏈路的靈敏度等接收能力，并利用頻譜分析儀對(duì)手機(jī)發(fā)信機(jī)部分發(fā)射出來(lái)的調(diào)制信號(hào)測(cè)試功率、頻率、調(diào)制質(zhì)量等指標(biāo)。

但是移動(dòng)通信與別的普通通信系統(tǒng)并不完全相同，不但手機(jī)是一個(gè)收發(fā)信合一的設(shè)備，而且手機(jī)能與基站進(jìn)行信令溝通，所以需要對(duì)信令信號(hào)和整個(gè)呼叫流程進(jìn)行測(cè)試。因此，移動(dòng)通信綜合測(cè)試儀便隨之誕生，模擬移動(dòng)通信中的基站設(shè)備與手機(jī)建立連接，并在連接過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

隨著移動(dòng)通信的數(shù)字化，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)入了第二代。1993年9月，GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)在浙江嘉興首先開(kāi)通，與之相一致，惠普公司為GSM手機(jī)測(cè)試提供了手機(jī)綜合測(cè)試儀HP8922系列。

1995年，全球第一個(gè)CDMA商用系統(tǒng)在香港開(kāi)通，從1997年底，CDMA系統(tǒng)在北京、上海、西安、廣州的商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，到1998年電信長(zhǎng)城CDMA商用133網(wǎng)，再到2000年10月中國(guó)聯(lián)通正式開(kāi)始啟動(dòng)CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，惠普公司的測(cè)試儀器一直伴隨著CDMA網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。除了用于基站的測(cè)試儀器之外，隨著各大廠商在國(guó)內(nèi)建立手機(jī)生產(chǎn)基地，CDMA手機(jī)綜合測(cè)試儀HP8924系列也在中國(guó)開(kāi)始普遍使用。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展如火如荼，隨著用戶的增多，早期的頻段開(kāi)始不足，因此在全球范圍內(nèi)開(kāi)始增加頻段，比如DCS頻段、PCS頻段。為了滿足對(duì)不同頻段手機(jī)的測(cè)試要求，手機(jī)綜合測(cè)試儀也在不斷地?cái)U(kuò)展頻段范圍，早期的方法是增加變頻箱。

多頻能力只能解決部分問(wèn)題，而手機(jī)測(cè)試面臨的挑戰(zhàn)還有多制式的問(wèn)題。

在第一代模擬移動(dòng)通信時(shí)代就有包括TACS、AMPS、NMT在內(nèi)的多種制式，但由于都是模擬調(diào)頻，多制式還不是大問(wèn)題。到了第二代的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，歐洲采用了GSM系統(tǒng)，美國(guó)則是在AMPS的基礎(chǔ)上數(shù)字化，引入DAMPS系統(tǒng)，隨后，CDMA系統(tǒng)(IS95)也在美國(guó)誕生。

與我國(guó)當(dāng)時(shí)TACS與GSM同時(shí)并存，互不相通的情況略有不同，為了能讓美國(guó)大量的模擬通信用戶接受CDMA，高通公司在推出CDMA之初便定義了CDMA與AMPS的雙模切換。因此，HP8924系列在推出之時(shí)便是AMPS與CDMA的雙模測(cè)試系統(tǒng)，可以支持CDMA到AMPS之前的雙模切換。

隨著包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、1xEV-DO及HSDPA、HSUPA等第三代及3.5代移動(dòng)通信在2000年之后相繼成熟，越來(lái)越多的移動(dòng)通信制式在全球范圍內(nèi)并存，各手機(jī)廠商都能支持大多數(shù)的制式，甚至全部的移動(dòng)通信制式，從而在逐步優(yōu)化生產(chǎn)線的過(guò)程中對(duì)手機(jī)綜合測(cè)試儀提出了更高的要求。

從2000年開(kāi)始，惠普公司將測(cè)試儀器部分離出來(lái)，成立了安捷倫科技有限公司。與此同時(shí)，安捷倫公司率先推出了多制式的手機(jī)綜合測(cè)試儀8960。除了在測(cè)試速度上革命性的提升之外，8960還首次將GSM與CDMA/AMPS系統(tǒng)合到了同一個(gè)儀器平臺(tái)之上，從而讓用戶可以利用同一臺(tái)硬件設(shè)備進(jìn)行多種制式的手機(jī)測(cè)試。隨后，WCDMA、1xEV-DO等制式隨著技術(shù)的成熟也逐漸加入，使得8960成為了一個(gè)能夠支持所有商用移動(dòng)通信系統(tǒng)的手機(jī)測(cè)試設(shè)備，而且還將不斷支持更多將來(lái)的移動(dòng)通信技術(shù)，如HSPA和DORel.B等等。