如何优化无线测试系统？

无论是移动设备、物联网(IoT)还是工业射频(RF)应用，整个世界都仰赖于无线的运作。因此，无线测试比以往任何时候都更重要。但如何均衡完整性、速度和预算呢？"从三项要求中任取两个"可不是好的答案。测试必须彻底，并且具有足够快的速度能跟上产品上市的步伐，还必须符合紧缩的预算。

测试工程师应该采用一种合适的方法来管理多方面的折衷因素，并针对特定情形找出最合适的解决方案。

确定测试要求

理想的无线测试一开始先比较和对比两种常见的无线测试系统：收发机和信号交递(handover)。收发机测试用于测试无线电设备彼此间如何直接通讯。而信号交递测试则用于测试天线或接取点(AP)如何与无线电设备(通常称为手持设备)一起执行任务。

不管是收发机测试还是交递测试，测试设备都需要考虑以下几个方面：

• 透过端口连接设备与测试系统

• 内部RF组件衰减、划分或组合信号

• 衰减器可以远程编程或手动设计

• 系统在指定的频率范围内作业

• 透过配置建立设备间的通讯路径

端口、衰减器和分波/混波器、频率范围以及内部配置，都是必须进行折衷之处，它们将影响整个测试的速度、全面性和成本。

做出选择

在理想的情况下，你会拥有最灵活的测试系统。这种系统可以将你需要测试的任何无线电或手持设备与天线连接在一起。两个设备之间的每条路径都有一个可编程的衰减器，用来单独地调节设备之间的信号强度，并且能够随时调节信号强度，以仿真信号衰减。

然而，随着端口数、潜在路径和RF组件的增加，费用也将大幅上升。增加额外的组件就必须扩大机架空间才足以容纳，同时也对功耗和散热提出了更高的要求。

如果减少了测试系统中的组件数，尺寸、功耗和冷却要求将随之降低，成本也会下降，必须付出的代价是失去测试的灵活度。有些测试配置甚至可能无法建模。其它测试场景可能需要花更长的时间，因为灵活度降低必然需要更多的反复测试才能涵盖个别案例，同时需要更多的时间因应额外的设备和测试步骤。

在信号的交递测试中，能够平衡灵活度、时间和节能的额外资源是使用人工衰减器。它们比可编程衰减器更便宜，因为它们缺少用于远程编程的电路，取而代之的是工程师必须透过衰减器前面板上的旋钮来设置衰减值。手动作业会增加配置的时间，而且无法适应所有的测试场景，例如衰减随时间改变的dB值设定，以仿真信号衰减。

即使是输入功率的规格也会对于预算造成压力。由于测试设备的组件功耗特性，通常接受有限的天线或接取点输入功率，约1W，而不是典型的商用40W设备。增加专用的衰减器取代在满功率下执行测试所付出的成本比升级测试系统组件要低得多。

虽然严格来说不算是折衷，但使用技术上中性的语言有助于拓展选择合适测试设备的范围。举例来说，LTE无线设备所使用的频率在每个国家都不同，必须指定实际的频率范围。每一家公司如何参考频率范围也各不相同。有些公司规定所有的东西以MHz为单位；其他公司则喜欢引用GHz。寻找在每种情况下都适用的值，可确保搜索结果更准确。

权衡明日的需求

折衷也会影响未来。测试工程师不能只考虑现在的需要，因为测试设备通常无法重新配置。如果你买了一台仅适合现有项目的设备，等到明年可能提出其他需要更高扩展性的设计要求，那时就必须再添购新的测试系统了。而第二台设备也许能够覆盖当前与未来的测试案例，因此过度节省的经济策略反而会弄巧成拙。

在某些情况下，为了取得更高覆盖率而额外付出的成本也许是可以忽略的。例如，如果你想在900MHz至2GHz频率范围内测试收发机，那么客制化的测试系统成本实际上与覆盖698MHz至3GHz频率范围的成本是相当的，因为后者可能会使用更多的标准组件，因而取得现成组件的成本效率。

考虑到在连接上需要的衰减量，典型的范围包括：从0dB到95dB，以1dB为步距，一直到6000MHz；或者从0dB到127dB，以1dB为步距，一直到3,000MHz。在典型范围内所能涵盖的测试衰减需求越多，测试系统使用更便宜标准组件的可能性就越大。

收发机测试

收发机测试设备中的每个埠都代表待测无线电设备之一的RF信号。无线部份经常在屏蔽外壳中用于控制测试环境的每根天线都透过电缆连接到这一端口。

收发机测试设备中共有三种配置：完全扇出；有限扇出；集中扇出。

完全扇出是最灵活的，因为它提供了一种完全网格状的矩阵。它也是最贵的，因为它需要最多的RF组件。在完全扇出的配置中，两个无线设备对之间的每条可能路径