确保物联网品质无虞 仪器商强攻RF测试方案

责任编辑:editor007

2015-10-23 20:30:11

摘自:慧聪网

国家仪器技术行销经理潘建安分析,物联网设备采用的无线标准多样,将造成量测复杂度攀升。安立知业务暨技术支援部副理江宗缙谈到,集多种无线技术测试功能于一身的综合测试仪,是降低物联网产测成本的重要利器。

无线连结是物联网装置最基本也最重要的功能,因此,量测业者无不积极强打具备高扩充弹性的多功能无线测试设备,并厚实各种软体功能,以确保射频(RF)无线电系统正常运作且联网品质无虞,并满足物联网装置开发商现在与未来的测试需求。

无线传输技术多元,不过,基本上用于物联网装置的技术,大部分都类似于用在今日其他行动无线装置的技术,而许多物联网装置虽然价格低廉,但是仍然需要高品质的无线效能,以确保装置能正常运作,因此无线RF测试市场庞大。

万物皆可联,也就是说,只要具有联网/通讯功能,就称得上是物联网的一份子。这个领域并无所谓主流的无线技术,各种标准纷陈,这也就形成了测试方面的议题。测试方案业者必须满足物联网业者在现在及未来可能出现的测试需求,且必须让客户能以最低成本完成多样测试。

高度整合符合多元测试需求

例如,就机器对机器(M2M)应用中所使用的蓝牙模组而言,虽以蓝牙命名,但是通常除了蓝牙技术外,还会结合其他多种无线通讯技术,导致蓝牙模组的开发与整合商将面临更高的测试要求。为解决蓝牙模组业者的开发困扰,测试仪器业者就必须推出几乎是“包山包海”的测试方案。

对此,罗德史瓦兹(Rohde&Schwarz,R&S)深有体会,该公司资深业务经理曹维陵指出,R&S已推出能支援BluetoothSIG所定义的38种信令测试(SignalingTest),以及各种行动通讯(Cellular)和一般行动无线网路(Non-cellular)标准,包括LTE、LTE-A、WCDMA、GSM、CDMA2000、WLAN与GNSS等标准的方案-R&SCMW500。

R&S所提供的蓝牙预先认证测试解决方案,包含了蓝牙基本传输速率(BasicRate)、增强资料速率(EDR)以及蓝牙低功耗(BLE)等测试项目。曹维陵并强调,为协助开发工程师迅速掌握测试重点,R&S提供易于使用的R&SCMWrun程序软体,能针对38种RF测试项目进行自动化测试并产生清楚易懂的测试报告。

这个宽频测试仪的主要诉求,就是要以频谱快速测试功能,于研发阶段快速提供初步测试结果,让研发人员能在BQTF(BluetoothQualificationTestFacility)认证前,透过R&SCMW500执行蓝牙测试并优化产品设计,如此能大幅缩短产品研发时间。不过,这个解决方案也能用于执行一般整合共存性(Coexistence)测试、功能性测试以及快速的产线测试。

为了满足物联网客户现在及未来的测试需求,目前的测试设备趋势为采用开放式架构,R&S便以开放式平台满足包括行动通讯、无线通讯及定位技术在内的各种测试需求,从LTE/LTE-Advanced、UMTS/HSPA(+)、CDMA2000、Bluetooth及WLAN无线网路存取,到GPS/Galileo定位技术等。

开放式平台高度扩充能力

同样的,台湾是德科技(KeysightTechnologies)资深行销专案经理郭丁豪指出,是德推出的EXM无线测试仪,透过轻易的扩充,可满足业者的测试需求。EXM支援160MHz频宽、4x4真实MIMO、LTE-ACA等等。郭丁豪并强调,使用EXM的原始硬体速度和快速排序功能,能实现极高的量测速率,且杰出的讯号纯度和量测准确度,可增加第一次测试就通过的良率。

是德科技已进一步于EXM无线测试仪增添新的WLAN802.11ah和802.11af功能,以协助工程师在产品开发的设计验证和制造阶段,对更多物联网(IoT)无线装置和格式进行测试。郭丁豪强调,这些新技术大幅扩充了EXM现有的无线连接、蜂巢式以及应用与发展范围,能支援更多元的无线装置与标准。

Cobham也是主打开放式架构,在相同的硬体基础上,藉由软体升级新增新功能。

Cobham销售经理林岳透露,该公司已参与英国萨里大学5G创新中心的开发计画,投入5G技术布局。

Cobham销售经理林岳表示,这无非就是为了要协助客户降低成本,因为物联网装置厂商很可能因为应用市场不同而改采用其他无线技术。

Cobham于去年底收购AeroFlex。Aeroflex的无线测试业务部已与Cobham的通讯与连线部门完成整合。林岳指出,AeroFlex在商用无线领域颇有建树,因此主打国防、航太领域的Cobham在收购AeroFlex之后,商用市场占Cobham营收比例已由三成上升至四成二左右。

AeroFlex在RF测量领域中,尤以LTE方面的进展最具领先地位,早在2006年便已开发LTE基地台所需的终端设备模拟器(UESimulator),以验证是否符合3GGP规范,客户包括大型基地台业者Ericsson、Nokia、华为、中兴等,市占率达八成以上。林岳指出,近两年台湾的小型基地台业者也广泛采购此一设备。

此外,在近日中国移动香港因应物联网更高传输速度而展示的LTE-AFDD+TDD3CC载波聚合技术中,测试方面便是采用由Cobham提供的TM500网络测试仪器。另外,在Wireless测试方案方面,Cobham所推出的PXI3000,从2007年测试手机开始,利用PXI开放式平台的软体升级功能,现在已能涵盖物联网所使用到的各种无线技术的RF测量。

软体升级灵活新增功能

谈到PXI,就必须提到国家仪器(NI),事实上,Cobham与NI已有进一步的合作关系。在Cobham无线事业部与NI国家仪器的合作中,根据双方协议条款的规定,NI将收购现有的CobhamPXI模组化仪器硬体产品线,并成为Cobham的PXI技术主要供应商。收购后,NI将负责制造PXI模组化仪器并完全透过Cobham无线事业部的直接销售通路及品牌贩售,以保障现有PXI架构客户的业务永续性与后续支援权益。

此外,两家公司也会协力将最新的NIPXI模组化仪器(包括搭配LabVIEWFPGA的NI向量讯号收发器)纳入Cobham新一代的行动通讯与连线测试系统中,以因应当今业界测试需求日趋复杂,设计周期的速度也越来越快的情势。

国家仪器技术行销经理潘建安分析,物联网设备采用的无线标准多样,将造成量测复杂度攀升。

国家仪器技术行销经理潘建安表示,向量讯号收发器(VST)是新品种的仪器,结合向量讯号产生器(VSG)与向量讯号分析器(VSA),再搭配FPGA架构的即时讯号处理与控制功能,可将客制运算式直接加入仪器的硬体设计。这样的软体设计方式可让VST同时兼具软体定义无线电(SDR)架构的弹性,以及RF仪器等级的效能。

潘建安强调,在测试产品的行动通讯与连线功能时,透过PXI的软体定义模组化方法,能有效降低测试成本、缩短测试时间并提供更多弹性,以灵活因应日新月异的测试需求。看准市场对PXI模组化仪器的需求成长潜力,NI并已推出PXI无线测试系统WTS。该产品采用DUT形式与多元连接埠测试方式,并搭配灵活的测试序列软体,如TestStandWirelessTestModule,能显着提升平行测试多个装置的效率,因此可加速产线量测速度。

此设备可支援LTEAdvanced、802.11ac和蓝牙低功耗(BLE)等多重标准,可广泛用于无线区域网路(WLAN)存取点、行动装置,以及穿戴式电子等物联网设备制造测试作业。值得一提的是,WTS内建PXI向量讯号收发器(VST)技术,因此能根据各种RF测试需求进行扩充。

此外,潘建安并特别指出,由于积体电路越变越复杂,所以可针对设计检验甚至是末期生产测试等应用提供最佳测试范围、同时兼具成本效益的ATE也变得越来越重要。他强调,就混合讯号测试而言,PXI架构的半导体测试系统(SemiconductorTestSystem,STS)效能就胜过传统的ATE,能够以相当低的成本提供最理想的测试范围。

量产测试诉求强调快速、低成本

在物联网测试领域中,许多测试业者不仅着重研发端,也积极针对产线需求进行方案开发。相较于研发阶段,到了量产阶段,产线上的测试又是另一个层次的挑战。诚如LitePoint公司指出,对于许多切入物联网市场的企业而言,这可能是他们首次生产数量如此庞大的无线装置,而他们对于测试的需求就是要能够以低成本方式快速完成测试。也就是需要简单即可设置及使用的测试解决方案,让产品能准时上市推出,确保产品在交付给客户后能够像在实验室里一样正常使用。

LitePoint强调,“工程用测试仪器(EngineeringTesters)”并非为量产目的而设计,针对量产专门打造的测试方案必须具备可扩充、提供多装置测试等能力,且必须能够采用先进的测试方法,才能快速提供精确结果。

为了协助物联网业者快速及有效地从设计验证进入真正量产阶段,LitePoint已推出IQxel-M全面一站式(One-box)测试解决方案,可满足客户对所有无线连接能力测试的需求。IQxel-M可透过其完全整合的RF连接埠,对多达四个设备同时执行平行测试,LitePoint指出,和其他一次只测一个待测物的测试系统相比,利用IQxel-M内建智慧型调度功能,可实现超过250%以上的处理量。

安立知业务暨技术支援部副理江宗缙谈到,集多种无线技术测试功能于一身的综合测试仪,是降低物联网产测成本的重要利器。

安立知(Anritsu)的综合测试仪同样有助简化产线配置,降低产测成本的效益。安立知业务暨技术支援部副理江宗缙表示,安立知已备妥通用无线测试仪及相关软体。MT8870A用于量产时的非信令测试,采模组化设计,一个机壳可搭载四个模组,使用者透过增加模组卡的方式即可弹性扩充;此外,由于软体主要安装在机箱上,所以扩充模组时不须重复支付软体授权费用,大幅提升成本效益。

MT8870A可一次满足包括ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、近距离无线通讯(NFC)、802.11p、802.11ac,以及2G/3G/4G等蜂巢式无线通讯技术的量产测试需求。江宗缙指出,目前802.11ac已是Wi-Fi技术主流,而其与以往Wi-Fi测试最大不同,在于须进行4×4多重输入多重输出(MIMO)量测;而该公司MT8870搭载四个模组后,即可达成4×4TrueMIMO的测试。

针对已占有一席之地的行动通讯领域,安立知则不断推出新的产品紧跟市场脉动,如近期发布的无线通讯综合测试仪MT8821C,即能以一部设备满足LTE-A四载波元件聚合(4CC)研发量测,且可无缝转移至MT8870进行量产测试。

整体而言,相较于智慧型手机等产品,物联网装置的成本普遍偏低,然而,即使对于最低成本的装置而言,RF测试都是很重要的,如此才能确保产品品质。然而不幸的是,RF测试通常未被好好了解。此外,有经验的专业RF测试人员并不多,所以从设计到量产的过程间充满重大阻碍,这也就凸显了有经验的测试夥伴的价值,如此才能协助物联网业者快速导入量产并确保产品品质。

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