無論是移動設備、物聯網(IoT)還是工業射頻(RF)應用
，整個世界都仰賴於無線的運作。因此
，無線測試比以往任何時候都更重要。但如何均衡完整性、速度和預算呢
？“從三項要求中任取兩個”可不是好的答案。測試必須徹底
，並且具有足夠快的速度能跟上產品上市的步伐，還必須符合緊縮的預算。

 

測試工程師應該采用一種合適的方法來管理多方麵的折衷因素，並針對特定情形找出最合適的解決方案。

 

 

理想的無線測試一開始先比較和對比兩種常見的無線測試係統：收發機和信號交遞(handover)。收發機測試用於測試無線電設備彼此間如何直接通訊。而信號交遞測試則用於測試天線或接取點(AP)如何與無線電設備(通常稱為手持設備)一起執行任務。

 

不管是收發機測試還是交遞測試，測試設備都需要考慮以下幾個方麵：

 

• 透過端口連接設備與測試係統 • 內部RF組件衰減、劃分或組合信號 • 衰減器可以遠程編程或手動設計 • 係統在指定的頻率範圍內作業 • 透過配置建立設備間的通訊路徑

 

端口、衰減器和分波/混波器、頻率範圍以及內部配置，都是必須進行折衷之處，它們將影響整個測試的速度
、全麵性和成本。

 

 

在(zai)理(li)想(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，你(ni)會(hui)擁(yong)有(you)最(zui)靈(ling)活(huo)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)將(jiang)你(ni)需(xu)要(yao)測(ce)試(shi)的(de)任(ren)何(he)無(wu)線(xian)電(dian)或(huo)手(shou)持(chi)設(she)備(bei)與(yu)天(tian)線(xian)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)。兩(liang)個(ge)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)每(mei)條(tiao)路(lu)徑(jing)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)可(ke)編(bian)程(cheng)的(de)衰(shuai)減(jian)器(qi)
，用(yong)來(lai)單(dan)獨(du)地(di)調(tiao)節(jie)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)，並(bing)且(qie)能(neng)夠(gou)隨(sui)時(shi)調(tiao)節(jie)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)，以(yi)仿(fang)真(zhen)信(xin)號(hao)衰(shuai)減(jian)。

 

然而，隨著端口數、潛在路徑和RF組件的增加，費用也將大幅上升。增加額外的組件就必須擴大機架空間才足以容納，同時也對功耗和散熱提出了更高的要求。

 

如果減少了測試係統中的組件數，尺寸、功gong耗hao和he冷leng卻que要yao求qiu將jiang隨sui之zhi降jiang低di，成cheng本ben也ye會hui下xia降jiang
，必bi須xu付fu出chu的de代dai價jia是shi失shi去qu測ce試shi的de靈ling活huo度du。有you些xie測ce試shi配pei置zhi甚shen至zhi可ke能neng無wu法fa建jian模mo。其qi它ta測ce試shi場chang景jing可ke能neng需xu要yao花hua更geng長chang的de時shi間jian，因yin為wei靈ling活huo度du降jiang低di必bi然ran需xu要yao更geng多duo的de反fan複fu測ce試shi才cai能neng涵han蓋gai個ge別bie案an例li，同tong時shi需xu要yao更geng多duo的de時shi間jian因yin應ying額e外wai的de設she備bei和he測ce試shi步bu驟zhou。

 

在信號的交遞測試中，能夠平衡靈活度、shijianhejienengdeewaiziyuanshishiyongrengongshuaijianqi。tamenbikebianchengshuaijianqigengbianyi
，yinweitamenqueshaoyongyuyuanchengbianchengdedianlu，querdaizhideshigongchengshibixutouguoshuaijianqiqianmianbanshangdexuanniulaishezhishuaijianzhi。shoudongzuoyehuizengjiapeizhideshijian，erqiewufashiyingsuoyoudeceshichangjing，lirushuaijiansuishijiangaibiandedB值設定，以仿真信號衰減。

 

即使是輸入功率的規格也會對於預算造成壓力。由於測試設備的組件功耗特性，通常接受有限的天線或接取點輸入功率，約1W，而不是典型的商用40W設備。增加專用的衰減器取代在滿功率下執行測試所付出的成本比升級測試係統組件要低得多。

 

雖然嚴格來說不算是折衷，但使用技術上中性的語言有助於拓展選擇合適測試設備的範圍。舉例來說
，LTE無(wu)線(xian)設(she)備(bei)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)頻(pin)率(lv)在(zai)每(mei)個(ge)國(guo)家(jia)都(dou)不(bu)同(tong)
，必(bi)須(xu)指(zhi)定(ding)實(shi)際(ji)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)。每(mei)一(yi)家(jia)公(gong)司(si)如(ru)何(he)參(can)考(kao)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)也(ye)各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)。有(you)些(xie)公(gong)司(si)規(gui)定(ding)所(suo)有(you)的(de)東(dong)西(xi)以(yi)MHz為單位；其他公司則喜歡引用GHz。尋找在每種情況下都適用的值
，可確保搜索結果更準確。

 

 

折(zhe)衷(zhong)也(ye)會(hui)影(ying)響(xiang)未(wei)來(lai)。測(ce)試(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)不(bu)能(neng)隻(zhi)考(kao)慮(lv)現(xian)在(zai)的(de)需(xu)要(yao)，因(yin)為(wei)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)通(tong)常(chang)無(wu)法(fa)重(zhong)新(xin)配(pei)置(zhi)。如(ru)果(guo)你(ni)買(mai)了(le)一(yi)台(tai)僅(jin)適(shi)合(he)現(xian)有(you)項(xiang)目(mu)的(de)設(she)備(bei)，等(deng)到(dao)明(ming)年(nian)可(ke)能(neng)提(ti)出(chu)其(qi)他(ta)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)擴(kuo)展(zhan)性(xing)的(de)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)，那(na)時(shi)就(jiu)必(bi)須(xu)再(zai)添(tian)購(gou)新(xin)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)了(le)。而(er)第(di)二(er)台(tai)設(she)備(bei)也(ye)許(xu)能(neng)夠(gou)覆(fu)蓋(gai)當(dang)前(qian)與(yu)未(wei)來(lai)的(de)測(ce)試(shi)案(an)例(li)，因(yin)此(ci)過(guo)度(du)節(jie)省(sheng)的(de)經(jing)濟(ji)策(ce)略(lve)反(fan)而(er)會(hui)弄(nong)巧(qiao)成(cheng)拙(zhuo)。

 

在某些情況下，為了取得更高覆蓋率而額外付出的成本也許是可以忽略的。例如
，如果你想在900MHz至2GHz頻率範圍內測試收發機，那麼客製化的測試係統成本實際上與覆蓋698MHz至3GHz頻率範圍的成本是相當的，因為後者可能會使用更多的標準組件
，因而取得現成組件的成本效率。

 

考慮到在連接上需要的衰減量，典型的範圍包括：從0dB到95dB，以1dB為步距，一直到6000MHz

；或者從0dB到127dB，以1dB為步距
，一直到3,000MHz。在典型範圍內所能涵蓋的測試衰減需求越多，測試係統使用更便宜標準組件的可能性就越大。

 

 

收發機測試設備中的每個埠都代表待測無線電設備之一的RF信號。無線部份經常在屏蔽外殼中用於控製測試環境的每根天線都透過電纜連接到這一端口。

 

收發機測試設備中共有三種配置：完全扇出；有限扇出；集中扇出。

 

完全扇出是最靈活的
，因為它提供了一種完全網格狀的矩陣。它也是最貴的
，因為它需要最多的RF組件。在完全扇出的配置中
，兩個無線設備對之間的每條可能路徑都有一個對應的衰減器。如果有12個埠
，就有(12×11)/2或66條可能的雙向路徑，每條路徑都需要一個可編程的衰減器。如果是6個埠，就有(6×5)/2或15條可能的路徑
，因此需要15個可編程的衰減器。

圖1：12端口的完全扇出配置。這種12埠設計共有66個可編程衰減器

 

在有限扇出配置中，每個端口連接到任一側側其它埠的特定子集。如果你用的是12埠的盒子，並擁有一個8埠有限扇出的設計，那麼這12埠中的每一個都將連接到正上方的4個扇出和正下方的4個扇出。這將使需要衰減器的路徑數量減少到48個。埠數越多，有限扇出設計就更具經濟效益。一個36埠完全扇出盒子需要630個可編程衰減器。如果改用一個36埠12有限扇出的設計
，隻需要216個ge可ke編bian程cheng衰shuai減jian器qi，大da幅fu節jie省sheng約yue三san分fen之zhi二er。如ru果guo在zai實shi際ji使shi用yong中zhong有you限xian扇shan出chu可ke以yi勝sheng任ren，無wu線xian電dian設she備bei將jiang從cong地di理li上shang擴kuo展zhan得de足zu夠gou遠yuan
，因yin而er無wu須xu讓rang所suo有you設she備bei都dou直zhi接jie通tong訊xun。

圖2：12端口的集中扇出配置。所有的端口在星狀配置下透過一個阻性功率分波/混波器進行連接。圖中總共有12個可編程的衰減器

 

集ji中zhong扇shan出chu是shi最zui簡jian單dan的de設she計ji
，使shi用yong輪lun輻fu拓tuo撲pu。每mei個ge埠bu隻zhi有you一yi個ge可ke編bian程cheng衰shuai減jian器qi。但dan這zhe將jiang犧xi牲sheng其qi靈ling活huo度du。每mei台tai無wu線xian電dian設she備bei透tou過guo測ce試shi係xi統tong在zai同tong一yi時shi刻ke隻zhi能neng與yu一yi台tai其qi它ta無wu線xian電dian設she備bei通tong訊xun。

 

dangnishezhihaoyigebushangdeshuaijianqishi
，nijiuxianzhiletadaoqitabudechuanshu，bunengzaiweimeigekenengdetongxunshebeidandushezhishuaijianzhi。nirengrankeyizairenheyiduiwuxiandianshebeizhijianbianchengtedingdeshuaijianzhi
，danhuishiquduiyuqitakenenglujingshangdeshuaijianzhijinxingkongzhidelinghuodu。

圖3：一種12埠的有限扇出設計。每個埠隻連接到8個最近的相鄰埠(4個上方的相鄰埠和4個下方的相鄰埠)。這種設計需要48個可編程衰減器

 

 

在信號交遞測試中有兩種類型的埠：輸入和輸出。輸入端口代表天線：基地台、接取點
、蜂窩天線塔或連接到通訊網絡的其它類型。輸出端口代表手持設備或移動設備。在這個案例中，術語“輸入”和“輸出”是命名慣例，因為信號交遞測試係統中的所有路徑都是雙向作業的。

 

共有三種類型的信號交遞配置：完全扇出；有限扇出；手動交遞。

 

與收發機測試係統一樣
，一個完全扇出的交遞係統意味著所有的輸入都可以與所有的輸出對話。每個輸入埠被連接到一個RF分波器/混波器，並根據輸出端口數將信號劃分成多條路徑。每條路徑都有一個衰減器。然後每條路徑針對相關的輸出端口導入分波/混波器。為了取得完全扇出交遞係統中的路徑數量，必須將輸入埠數乘以輸出埠數。一個8×4的係統需要為每個輸入端口配置一個1×4的分波/混波器、4個衰減器，並針對每個輸出端口配置一個1×8分波/混波器。因此總共有32個衰減器和12個分波/混波器。

 

在一個有限扇出配置中
，每個輸入都有一個衰減器，因此相同的信號強度可到達所有天線。所有的輸入導入同一個分波/混波器，然後再導向連接輸出的另一個分波/混波器。對於8×4的配置來說，隻有8個衰減器和2個分波/混波器。雖然組件數量較少，但你無法從手持設備到天線的每條路徑都為其單獨調整衰減值。

 

手(shou)動(dong)交(jiao)遞(di)係(xi)統(tong)也(ye)使(shi)用(yong)有(you)限(xian)扇(shan)出(chu)配(pei)置(zhi)。手(shou)動(dong)和(he)編(bian)程(cheng)有(you)限(xian)扇(shan)出(chu)之(zhi)間(jian)的(de)區(qu)別(bie)在(zai)於(yu)
，在(zai)手(shou)動(dong)係(xi)統(tong)中(zhong)以(yi)手(shou)動(dong)旋(xuan)轉(zhuan)衰(shuai)減(jian)器(qi)取(qu)代(dai)可(ke)編(bian)程(cheng)衰(shuai)減(jian)器(qi)。手(shou)動(dong)交(jiao)遞(di)係(xi)統(tong)是(shi)最(zui)簡(jian)單(dan)、最便宜的類型，通常應用在早期的研發階段。

 

 

有選擇當然很棒
，但也可能使得決策過程複雜化。沒有人能告訴你怎麼做最能滿足特定需求，因為沒有其他人能為你權衡你自己的計劃

、複雜性和預算。然而，機會在於你可以找到合適的測試設備類型來滿足特定需求。