测试LTE从哪里开始？

　　使用任何新技术时，生产工程师面临的最大挑战就是要测试哪些内容以及为什么要测试它们。对于现代化智能手机或平板电脑这样复杂的设备来说，这一点尤其棘手。至于LTE，其复杂程度前所未有，完全测试下来就需要将设备整天放在测试仪上。

　　生产中的基本假设必须是，工程部门交付的设计能够满足客户的所有需求并且在正确组装以后能够实现一致的功能。尽管支持这一假设会为设计团队及其流程增加负担，但如果没有这一保证，对于当今极其复杂的设备，测试范围将会过大而无法检查出所有的可能性。生产车间不是检验数百万固件生产线或是检验与数百万门级数字信号处理（DSP）/专用集成电路（ASIC）设计相关的硬件功能的地方。

　　生产测试的主要目标是测试尽可能多的移动设备，发现制造缺陷，同时最大程度地缩短测试时间。软件和数字设计已在工程和一致性测试中经过了验证。数字集成电路在其生产过程中已进行了广泛测试。一旦出现数字故障，通常会导致手机出现无法开机、不能产生输出或不能接收信号等灾难性后果。这些故障通常最好是在根本没有任何测试仪介入的情况下，通过内部上电测试这样的简单技术和通过使用校验和来发现。因此，最优的生产测试注重于物理层测量，该领域展现了与制造过程相关的最大程度的可变性。

　　以下各节讨论了LTE的测试以及如何对物理层测试仪（如LitePoint公司的Iqxstream，见图）的测试进行优化。

　　物理层测量

　　物理层测试关注空中接口的最底层。其目标是确定成功传输无线信号必不可少的重要参数的一致性。发射功率、发射波形质量和发射频率精度对移动电台的性能都至关重要。在接收端，移动设备在最低和最高信号电平成功解码所接收信号的能力，是其在网络中成功操作的关键。

　　LTE的3GPP测试规范包含大量不同的测试手段，用来确定LTE规范的符合性。这些测试中有很多存在一定程度的重叠。鉴于数字域内的实现程度，在一台移动设备和另一台之间的很多测量不会有所差异。一般认为用户设备（UE）发送器（表1）测试足以检测到生产环境中的问题。

表1：UE发送器测量指标

　　在很大程度上，邻频道泄漏功率比（ACLR）、占用带宽和频谱发射模板（SEM）都在解决相同的问题。一般在模拟输出链路的最终部分都存在某种劣化，或者在DUT内有产生伪信号的噪声源。因此，将只会指定这些测量的一种作为测试计划的一部分。

　　与最终输出位于天线连接器以供评估的发射链路不同，接收信号在被完全解码之前始终处于DUT内部。幸运的是，虽然在接收链路中有许多可能劣化的器件，但几乎所有的劣化都将在接收阈值或其附近的接收误码率测量中显示出来。物理层测试仪通常依赖于DUT报告接收测试结果的能力。由于接收质量监测是现代空中接口操作的一个重要部分，所以将此数据路由至外部终端接口是一个简单明了的方法。大部分（如果不是全部的话）集成电路制造商都支持某种或其他形式的误码率测试。

　　表2：UE接收器测量指标

　　表2中的两个测试用于验证接收性能。有了以上测量的组合，挑战现在变成如何将它们应用到几乎无限多种可能的移动设备配置中。

　　LTE测试计划开发

　　测试计划开发有很多种方法，其中包括：寻找设计中可能的故障模式；采用标准机构的建议；集成电路制造商的建议；生产中类似设备过去的历史。

　　不幸的是，就LTE之类的新技术而言，可作为建立测试计划基础的经验可能非常有限。各种器件制造商可能没有披露设计内部的详细情况，而且对相对较新的设计而言，制造商本身也可能会经验有限。

　　因此，制造商经常自行开发测试计划，并且有可能退而采用标准机构的测试规范，将其作为基准。

　　表3代表了一个为LTE用户设备发送器开发的测试计划。虽然我们还想进行另外几项测试，再宣布被测设备（DUT）在生产测试方面“合格”，但是对于本讨论来说，这个子集非常有用。

　　表3的每一列从左至右代表一个测试配置，每种配置分别由每列顶部的参数指定。一般情况下，在讨论测试配置时，我们讨论的是DUT所处的稳态，例如恒定调制率和恒定功率电平等。每列的下半部分表示要对每种配置进行的测量。

　　
　　

　　表3：源于3GPP的测试规范

　　在表4中，我们将沿着这个测试计划的开发一节一节地浏览。本案中的测试开发人员拥有丰富的LTE知识，对用于LTE的3GPP测试规范有很好的了解——他被认为是测试其他技术移动设备的专家。

　　表4：对源于3GPP的测试规范的讨论

　　请注意，该作者对所有测试都使用了-57dBm的RX功率电平。因为RX功率与TX测量没有直接联系，所以不管它设在什么电平都没有问题。

　　注：一般假定该测试计划将按照DUT的能力被一致地应用到各种频带/信道上。3GPP建议采用每个频带的低、中和高信道对设备进行测试。按照某些信道配额，这可能意味着只有单个信道得到测试。

　　从测试覆盖范围的角度来说，该测试计划的作者做了一项很好的工作：测试了DUT的性能边界。他测试了最大和最小RB（资源块）分配、最大和最小调制率以及最大和最小功率电平。他按照RB分配考察了整个信道的变化。该测试引自3GPP测试规范的建议，并与之完全相符。生产中的这种测试计划不大可能漏掉很多问题（如果有的话）。

　　让我们在测试处理量的方面检查一下这个测试计划，因为我们的目标毕竟是尽可能快地有效测试DUT。当您看这个计划时，有两件事非常突出。表格非常稀疏，但配置数却非常多。

　　鉴于Iqxstream支持数据捕获与分析分离的方法，测试时间很大程度上由配置捕获周期决定，而不是由每次捕获计算的测量数决定。这就表明，针对处理量优化的测试计划要尽量减少配置数，同时增加测量数。这更倾向于测量密度更大的更窄表格。

　　让我们同样检查一下测试工程师是如何选择不同配置的。在上例中，测试完整考察了一组参数，然后正交转入下一组。测试1~3完整考察了RB偏移方面的变化，然后改变RB块大小，再次考察了不同偏移的影响。在实验室环境中，这种控制对于追踪设计中不合格变化的源头来说至关重要，但是在制造测试环境中，这种正交性却不太重要。

　　简单缺陷示例

　　用一个简单的示例来看一下模拟性能中的缺陷是如何发生的。假定后调制模拟滤波器发生频偏，截止频率侵入信道的上边缘。其结果将是功率输出将在信道的上边缘处偏低。这个故障在频带上侧的1RB测试和12RB测试中都会显示出来，也就是测试配置3和8中的功率测量。故障在50RB块的EVM平坦度测量中也可以显示出来。

　　请记住，在生产中我们仅仅想要确定的是DUT是“好”还是“坏”。一旦识别它是“坏”的，可以将这个DUT放在一边，进行进一步的检查和修理。如果隔离问题会显著增加测试时间，那么就不需要也不应该让生产线去采用这些隔离问题所需的测试。

　　然后，可以合乎逻辑地删除测试表中的配置3或8，因为它们提供的测试范围相似。这些类型的重复在整个测试计划中经常出现。虽然有些重复可能是需要或是必要的，但却不应造成浪费。