無線通信設(shè)備測試解決方法之趨勢
了解真正的設(shè)備擁有成本
在當今的制造業(yè)中,對于負責(zé)生產(chǎn)并測試通信系統(tǒng)用元器件及接收機的經(jīng)理們來說,購買最適合的測試設(shè)備將對他們的成本底線產(chǎn)生巨大影響。
顯然,測試設(shè)備必須滿足特殊的性能要求,但是影響購買決策的另一個關(guān)鍵因素則是擁有成本。事實上,由于制造商把可靠性(或不可靠性)與停機時間直接聯(lián)系了起來,使得買家一般不會注意到擁有成本,甚至往往不會直接考慮這項成本,而只是依靠對廠商可靠性的感覺來選擇測試設(shè)備。
鑒于通信行業(yè)在提高吞吐率和降低成本方面的壓力與日俱增,加之業(yè)內(nèi)快速發(fā)展的態(tài)勢,這就使得因可靠性問題導(dǎo)致的停機逐漸成為人們關(guān)注的焦點。然而,可靠性只是總體擁有成本中的一個因素。現(xiàn)在,通過使用那些專為降低擁有成本而設(shè)計的測試設(shè)備,元器件制造商可以更好地認識如何降低成本;而這些公司也會因此贏得競爭優(yōu)勢。
一臺測試儀器(例如信號發(fā)生器)的真實擁有成本不僅限于其購買費用和耗電費用等明顯成本。對于制造商來說,擁有成本主要受測試設(shè)備某一部件可能導(dǎo)致的停機時間的影響。任何停機時間,不管是因為維護還是維修而引起的,都會直接影響成本底線。這不僅僅包括吞吐率的降低,還包括修復(fù)設(shè)備部件并使其重新加入測試系統(tǒng)的時間和費用。
擁有成本作為決定購買的要素,雖然信號發(fā)生器的可靠性對儀器的故障次數(shù)有著直接的影響,但它并不能準確預(yù)測真正的擁有成本。因此,信號發(fā)生器的真實擁有成本可能非常昂貴,遠遠超過大多數(shù)制造商所意識到的程度。生產(chǎn)經(jīng)理需要有更寬的眼界,不僅包括可靠性,還要包括校準和維修,因為與這些過程相關(guān)的費用和時間可能相差極大。
評估擁有成本的關(guān)鍵因素包括校準、故障率和維修——其中每個因素都可能會引起信號發(fā)生器的停機。一般認為,校準包括兩個步驟:1驗證儀表廠商的性能,以及2進行調(diào)整,以糾正在性能上的偏差。通常,信號發(fā)生器的校準計劃取決于建議的工廠校準周期,例如每兩年或三年,或來自客戶的校準請求。注意,在后一種情況中,某些客戶會要求頻繁進行校準。無論如何,每次校準都會導(dǎo)致停工(這在很大程度上取決于進行校準所在的地點,是在現(xiàn)場還是不在現(xiàn)場,以及驗證和調(diào)整過程的復(fù)雜程度)。
信號發(fā)生器的可靠性與其故障率直接成正比。故障率較高的信號發(fā)生器會讓制造商付出高昂代價,一方面是維修故障所付出的費用和時間,另一方面是故障造成的停機時間。設(shè)計具有高可靠性和高質(zhì)量的儀器,通常故障率較低,從而它們的擁有成本也較低。
信號發(fā)生器的維修可能在現(xiàn)場進行,也可能不在現(xiàn)場進行,這取決于故障的范圍。無論哪種情況,都會涉及維修造成的停機時間以及完成維修(包括所有需要的診斷)所用的時間等相關(guān)成本。如果產(chǎn)品可以現(xiàn)場維修,那么修復(fù)工作可能只需要訂購和更換部件;如果不能現(xiàn)場維修,則可能需要將其送至地區(qū)維修中心。作為最終的手段,產(chǎn)品可能需要送回工廠進行維修。在后兩種情況中,還必須考慮到往返運輸產(chǎn)品所花費的時間和費用――這可能非常重要,特別是要進行跨國運輸?shù)臅r候。由于工廠的生產(chǎn)流程通常設(shè)計成正向運動的流水線形式,而不利于維修故障產(chǎn)品,所以工廠維修可能特別麻煩。
這些“真實成本”可能會快速增長,這不僅影響了制造商的總體成本底線,也會影響其元器件的成本。因此,制造商現(xiàn)在比以往更需要基于擁有成本來考慮產(chǎn)品,而不僅僅是基于產(chǎn)品的可靠性。
用于制造新型無線設(shè)備的測試策略
手機無線設(shè)備是當今世界上銷售最快的電子消費品之一,全球2005年的手機銷量超過了7億部,預(yù)計2006年將增加到10億部。目前成熟市場上銷售的無線設(shè)備主要集中于藍牙、數(shù)碼相機、MP3播放器和互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備等,而低成本的手機將是未來新興市場上的主力軍。將來,無線設(shè)備用戶還將享用更多先進的電子產(chǎn)品,例如無線局域網(wǎng)、GPS、FM立體聲和廣播電視等。隨著E911的首次亮相,將有更多電話具備GPS能力,更多定位服務(wù)也將相繼推出,例如手機中的逐向?qū)Ш剑╰urn-by-turnnavigation)系統(tǒng)。目前許多用戶淘汰了他們現(xiàn)有的手機,取而代之的是更加小巧輕便、更流行的新型手機。這種手機擁有更多特性和功能,其電池使用時間也更長。這一趨勢推動了手機市場的不斷發(fā)展。此外,隨著無線設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施成本的降低,在印度和中國等一些國家,安裝無線設(shè)備的成本要比有線基礎(chǔ)設(shè)施低很多,因而無線設(shè)備擁有更大、更廣的市場發(fā)展?jié)摿ΑS捎谑謾C的成本很低,這些市場對無線設(shè)備制造商的吸引力越來越大。同時也為傳統(tǒng)的OEM和無線設(shè)備制造商提供了絕佳的機會。
這種對低成本無線設(shè)備的需求,一方面為新興的更高效的合同制造商(CM)和原件設(shè)計制造商(ODM)提供了機遇;一方面也為傳統(tǒng)的無線OEM設(shè)計者帶來挑戰(zhàn)。如今,許多OEM制造商都在采用參考設(shè)計機構(gòu)(RDH)的設(shè)計;后者基于芯片組制造商定制設(shè)計的芯片銷售基本的電話設(shè)計。OEM然后再向RDH設(shè)計中添加用戶界面(UI)、特性集和封裝。為進一步控制成本,可以交由合同制造商(CM)完成手機生產(chǎn)的全部過程,幫助OEM進行無線設(shè)備的測試和封裝。
RDH和CM的出現(xiàn)導(dǎo)致了市場的激烈競爭,在增進了電話功能的同時,降低了手機的價格。目前無線設(shè)備制造商關(guān)注的是總體制造成本中的一個重要部分――制造尤其是測試成本的控制。要降低測試成本,需要先從設(shè)計者開始。設(shè)計者被要求在設(shè)計時結(jié)合硬件和軟件的特性,降低制造中的測試成本。
測試設(shè)備供應(yīng)商面臨許多新的挑戰(zhàn):他們需要提供創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計、測試和測量技術(shù),以便協(xié)助無線設(shè)備設(shè)計者和制造商降低每臺設(shè)備的測試成本。傳統(tǒng)無線設(shè)備的測試是在“測試模式”下對發(fā)射機進行校準測試。此時,電話采用了可編程的測試模式和接入點。在開始任何參數(shù)測試之前,接收機測量通常要求進行耗時的呼叫建立。更改模式時,無線設(shè)備將按照用戶的指示,通過空中呼叫處理/協(xié)議命令來進行。為降低制造測試時間,無線設(shè)備設(shè)計者將在新一代產(chǎn)品中建立特殊的測試模式,使產(chǎn)品具有復(fù)雜的序列和無線設(shè)備控制模式,加速測量速度并取消建立呼叫的過程。設(shè)計者還開發(fā)了新型測量,例如PAvT,在使用GSM/GPRS/EGPRS技術(shù)的無線設(shè)備中測量極性調(diào)制。
在制造業(yè)測試中,發(fā)射機的參數(shù)校準是最費時的無線設(shè)備測量序列之一。裝配完成后,校準發(fā)射機時需要以各種發(fā)射機功率電平和頻率對無線設(shè)備進行測量。這些測量用于生成設(shè)備指定的校準數(shù)據(jù),并下載到無線設(shè)備中,確保符合法規(guī)并達到技術(shù)指標。無線設(shè)備制造商面臨著兩難的境地,一方面用戶要求增加測試產(chǎn)品的功能和復(fù)雜性,另一方面必須降低測試的成本。
要在競爭激烈的無線設(shè)備市場上立于不敗之地,制造商的無線設(shè)備的設(shè)計必須滿足低成本的測試需求,同時能夠以新型、創(chuàng)新的測試策略控制制造測試成本,并且擁有靈活的制造生產(chǎn)線以適應(yīng)新制式和測試策略。
超越傳統(tǒng)頻譜分析
傳統(tǒng)的頻譜分析儀是標量測量設(shè)備,主要顯示標量值(信號幅值)隨頻率變化曲線圖。最常見的測量就是對頻譜組成部分(例如諧波、互調(diào)和雜散信號)的信號功率和頻率的測量。功率與頻率的比值可以根據(jù)分辨率帶寬(RBW)進行積分或修正,以產(chǎn)生噪聲功率(和相位噪聲)、頻帶功率、相鄰信道功率和占用帶寬。
頻譜分析儀也可以用于測量時域或調(diào)制域特征。測量這些特性的最簡單方法就是停止頻譜分析儀的頻率掃描(例如將測量寬度設(shè)置為0Hz),并設(shè)置適當?shù)闹行念l率和RBW寬度,使其足以包含感興趣的信號。此時,分析儀的X軸以時間為單位,該“零掃寬”測量跡線結(jié)果為射頻信號的包絡(luò),即射頻信號的AM解調(diào)測量結(jié)果或觸發(fā)脈沖功率信息。通過使用類似設(shè)置并偏置分析儀的中心頻率,可使感興趣的信號處于RBW濾波器的裙邊之上,可以進行FM解調(diào)測量。這些技術(shù)通常很有效,但是可能非常麻煩(例如設(shè)置和解釋過程很復(fù)雜)、不精確,且靈活性受到限制。
因此,為了滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求,需要一種更好的綜合信號分析方法。使用這種新的綜合分析方法,分析儀表既可以作為高性能頻譜分析儀解決方案,提供簡單易用的用戶界面;同時可以根據(jù)設(shè)計者的需求,輕松快速地轉(zhuǎn)換成功能全面的矢量信號分析儀。
當前的許多信號都是通過射頻脈沖調(diào)制的或經(jīng)過復(fù)雜調(diào)制的信號,在過去15至20年的時間里,隨著數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展,這一趨勢也越來越明顯。信號分析儀也隨之呈現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展趨勢:矢量信號分析儀(VSA)將時域和頻域能力以及完整的根據(jù)時間選擇(例如時間門概念)頻譜分析功能集于一身;用矢量信號分析儀進行通用和特定格式(特定標準)的數(shù)字調(diào)制分析(VSA是進行此類分析的理想平臺);在通用頻譜分析儀中,以選裝軟件的方式添加特定標準的數(shù)字調(diào)制分析。
雖然VSA是分析現(xiàn)代信號的理想工具,但是其操作步驟比傳統(tǒng)的頻譜分析儀更加復(fù)雜。特別是在進行傳統(tǒng)頻譜測量的時候,VSA新增加的能力可能增加操作的復(fù)雜程度。當用戶需求僅限于進行基本的頻譜分析和基于標準的解調(diào)時,上述最后一種趨勢提供了一種良好的解決方案。
Agilent三個最新設(shè)備
MXG信號發(fā)生器
特點:業(yè)界最佳的ACPR性能和最快的切換速度,大幅度提高產(chǎn)出和吞吐率;實現(xiàn)自我維護,延長正常運行時間。
AgilentMXG信號發(fā)生器擁有出色的ACLR性能,對于