使用任何新技術時，生產工程師面臨的最大挑戰就是要測試哪些內容以及為什么要測試它們。對于現代化智能手機或平板電腦這樣復雜的設備來說，這一點尤其棘手。至于LTE，其復雜程度前所未有，完全測試下來就需要將設備整天放在測試儀上。

　　生產中的基本假設必須是，工程部門交付的設計能夠滿足客戶的所有需求并且在正確組裝以后能夠實現一致的功能。盡管支持這一假設會為設計團隊及其流程增加負擔，但如果沒有這一保證，對于當今極其復雜的設備，測試范圍將會過大而無法檢查出所有的可能性。生產車間不是檢驗數百萬固件生產線或是檢驗與數百萬門級數字信號處理（DSP）/專用集成電路（ASIC）設計相關的硬件功能的地方。

　　生產測試的主要目標是測試盡可能多的移動設備，發現制造缺陷，同時最大程度地縮短測試時間。軟件和數字設計已在工程和一致性測試中經過了驗證。數字集成電路在其生產過程中已進行了廣泛測試。一旦出現數字故障，通常會導致手機出現無法開機、不能產生輸出或不能接收信號等災難性后果。這些故障通常最好是在根本沒有任何測試儀介入的情況下，通過內部上電測試這樣的簡單技術和通過使用校驗和來發現。因此，最優的生產測試注重于物理層測量，該領域展現了與制造過程相關的最大程度的可變性。

　　以下各節討論了LTE的測試以及如何對物理層測試儀（如LitePoint公司的Iqxstream，見圖）的測試進行優化。

　　物理層測量

　　物理層測試關注空中接口的最底層。其目標是確定成功傳輸無線信號必不可少的重要參數的一致性。發射功率、發射波形質量和發射頻率精度對移動電臺的性能都至關重要。在接收端，移動設備在最低和最高信號電平成功解碼所接收信號的能力，是其在網絡中成功操作的關鍵。

　　LTE的3GPP測試規范包含大量不同的測試手段，用來確定LTE規范的符合性。這些測試中有很多存在一定程度的重疊。鑒于數字域內的實現程度，在一臺移動設備和另一臺之間的很多測量不會有所差異。一般認為用戶設備（UE）發送器（表1）測試足以檢測到生產環境中的問題。

表1：UE發送器測量指標

　　在很大程度上，鄰頻道泄漏功率比（ACLR）、占用帶寬和頻譜發射模板（SEM）都在解決相同的問題。一般在模擬輸出鏈路的最終部分都存在某種劣化，或者在DUT內有產生偽信號的噪聲源。因此，將只會指定這些測量的一種作為測試計劃的一部分。

　　與最終輸出位于天線連接器以供評估的發射鏈路不同，接收信號在被完全解碼之前始終處于DUT內部。幸運的是，雖然在接收鏈路中有許多可能劣化的器件，但幾乎所有的劣化都將在接收閾值或其附近的接收誤碼率測量中顯示出來。物理層測試儀通常依賴于DUT報告接收測試結果的能力。由于接收質量監測是現代空中接口操作的一個重要部分，所以將此數據路由至外部終端接口是一個簡單明了的方法。大部分（如果不是全部的話）集成電路制造商都支持某種或其他形式的誤碼率測試。

　　表2：UE接收器測量指標

　　表2中的兩個測試用于驗證接收性能。有了以上測量的組合，挑戰現在變成如何將它們應用到幾乎無限多種可能的移動設備配置中。

　　LTE測試計劃開發

　　測試計劃開發有很多種方法，其中包括：尋找設計中可能的故障模式；采用標準機構的建議；集成電路制造商的建議；生產中類似設備過去的歷史。

　　不幸的是，就LTE之類的新技術而言，可作為建立測試計劃基礎的經驗可能非常有限。各種器件制造商可能沒有披露設計內部的詳細情況，而且對相對較新的設計而言，制造商本身也可能會經驗有限。

　　因此，制造商經常自行開發測試計劃，并且有可能退而采用標準機構的測試規范，將其作為基準。

　　表3代表了一個為LTE用戶設備發送器開發的測試計劃。雖然我們還想進行另外幾項測試，再宣布被測設備（DUT）在生產測試方面“合格”，但是對于本討論來說，這個子集非常有用。

　　表3的每一列從左至右代表一個測試配置，每種配置分別由每列頂部的參數指定。一般情況下，在討論測試配置時，我們討論的是DUT所處的穩態，例如恒定調制率和恒定功率電平等。每列的下半部分表示要對每種配置進行的測量。

　　表3：源于3GPP的測試規范

　　在表4中，我們將沿著這個測試計劃的開發一節一節地瀏覽。本案中的測試開發人員擁有豐富的LTE知識，對用于LTE的3GPP測試規范有很好的了解——他被認為是測試其他技術移動設備的專家。

　　表4：對源于3GPP的測試規范的討論

　　請注意，該作者對所有測試都使用了-57dBm的RX功率電平。因為RX功率與TX測量沒有直接聯系，所以不管它設在什么電平都沒有問題。

　　注：一般假定該測試計劃將按照DUT的能力被一致地應用到各種頻帶/信道上。3GPP建議采用每個頻帶的低、中和高信道對設備進行測試。按照某些信道配額，這可能意味著只有單個信道得到測試。

　　從測試覆蓋范圍的角度來說，該測試計劃的作者做了一項很好的工作：測試了DUT的性能邊界。他測試了最大和最小RB（資源塊）分配、最大和最小調制率以及最大和最小功率電平。他按照RB分配考察了整個信道的變化。該測試引自3GPP測試規范的建議，并與之完全相符。生產中的這種測試計劃不大可能漏掉很多問題（如果有的話）。

　　讓我們在測試處理量的方面檢查一下這個測試計劃，因為我們的目標畢竟是盡可能快地有效測試DUT。當您看這個計劃時，有兩件事非常突出。表格非常稀疏，但配置數卻非常多。

　　鑒于Iqxstream支持數據捕獲與分析分離的方法，測試時間很大程度上由配置捕獲周期決定，而不是由每次捕獲計算的測量數決定。這就表明，針對處理量優化的測試計劃要盡量減少配置數，同時增加測量數。這更傾向于測量密度更大的更窄表格。

　　讓我們同樣檢查一下測試工程師是如何選擇不同配置的。在上例中，測試完整考察了一組參數，然后正交轉入下一組。測試1~3完整考察了RB偏移方面的變化，然后改變RB塊大小，再次考察了不同偏移的影響。在實驗室環境中，這種控制對于追蹤設計中不合格變化的源頭來說至關重要，但是在制造測試環境中，這種正交性卻不太重要。

　　簡單缺陷示例

　　用一個簡單的示例來看一下模擬性能中的缺陷是如何發生的。假定后調制模擬濾波器發生頻偏，截止頻率侵入信道的上邊緣。其結果將是功率輸出將在信道的上邊緣處偏低。這個故障在頻帶上側的1RB測試和12RB測試中都會顯示出來，也就是測試配置3和8中的功率測量。故障在50RB塊的EVM平坦度測量中也可以顯示出來。

　　請記住，在生產中我們僅僅想要確定的是DUT是“好”還是“壞”。一旦識別它是“壞”的，可以將這個DUT放在一邊，進行進一步的檢查和修理。如果隔離問題會顯著增加測試時間，那么就不需要也不應該讓生產線去采用這些隔離問題所需的測試。

　　然后，可以合乎邏輯地刪除測試表中的配置3或8，因為它們提供的測試范圍相似。這些類型的重復在整個測試計劃中經常出現。雖然有些重復可能是需要或是必要的，但卻不應造成浪費。
　

　　壓縮測試計劃

　　看到原始的測試計劃時，壓縮就是用來將其改進以供在Iqxstream上執行的一個合適術語。總測試時間將很大程度上由測試配置數決定。并且，通過將分析部分與數據捕獲分開，我們能夠以最小的成本完成比給定捕獲多得多的測量。因此，我們的目標應該是在減少測試配置數的同時，針對每次捕獲完成更多的測量。讓我們瀏覽一下這種壓縮操作（表5）。

　　表5：LTE測試計劃縮減

　　手機中的各種調制方案在電路上一般采用不同的數據通路。因此，盡管我們想要在手機中檢查所有的調制方案，但很可能卻不需要驗證所有的變化。其原因是它們一般在數字域中產生，且不受模擬量變化的影響。

　　讓我們從挑選絕對想要保存的配置開始。配置1、12和20考察了調制和RB分配的極端情況，配置4提供了一種適中且可能典型的RB分配測試。這4個配置是符合邏輯的候選項，應予以保留。

　　對于TX質量測量，重點一般應放在最大功率的測量上，因為這些測量一般對大功率電路是最大的挑戰。如果從頻帶/信道的一個邊緣到另一邊緣會有輸出功率的變化，它們就會在單RB配額測量中顯示出來。因此，具有最大RB偏移的配置3也應作為配置1的最小RB偏移的補充而加以保留。

　　配置2是需要被削減的候選項，因為它僅測試了信道的中間RB偏移。因為模擬問題本身通常將在整個頻帶或在頻帶邊緣顯示出來，所以這種中間測量幾乎沒有什么價值。

　　采用配置1和3在不同RB偏移的頻帶邊緣測試了模擬量的變化。因此，我們可以安全地取消配置8到11，因為它們與配置4到7只是在RB偏移上有所差異。

　　配置20代表了PA和其他大功率電路上壓力測試的一種形式，而配置21實際上代表了最高速率運行的最現實的情況。最高速率運行只有在靠近基站時才有可能發生，因此，一般情況下PA會設定在低功率設置。我們應至少在低功率狀態下完成一次TX質量測量，因為功率放大器在其最大功率設置以下的 63dB將會以非常不同的模式運行。因此，配置21仍然是一種很有價值的測試配置。

　　配置14和15可用來測試特定的絕對功率設置能力，但前提是這種能力應當在任何中間功率測量都可能進行的整個運行范圍內始終適用。因此，我們將保留配置5作為設置中間功率電平能力的測量，而刪除配置14和15。

　　讓我們瀏覽一下余下的配置，看看還剩下哪些。

　　配置6和7分別將功率降低到-30dBm和-40dBm，但是沒有理由相信這些測試的更簡單調制和更低RB配額，會揭示出任何配置21的更復雜波形沒有發現的問題，并且-30dBm和-40dBm之間也不會有很大的差異。所以這些測試可以被去除。

　　測試配置13也有同樣的理由。這也是比測試21更簡單的配置。

　　測試配置16、17、18和19也是相同情況。這些測試針對在16QAM運行的更簡單的12RB配額，驗證了RB偏移和功率變化下的運行。在前文已經驗證了配置1和3中不同的RB偏移，而調制方案在配置20和21中得到證實。所以這四種測試成為了刪除的候選項。

　　在這個過程中，我們去除了大量的測試配置，但是如前文所述，我們看到的是一個稀疏的測試矩陣。由于向特定測試配置增加測量幾乎或根本不會產生任何相關成本，那么就讓我們來填補其中的一些空白。

　　測試計劃表（表6）中加入了更多的測試并進行了少許進一步調整。

　　表6：壓縮測試計劃調整

　　本文小結

　　生產測試的主要目標是盡可能多地測試移動設備，發現制造缺陷，同時最大程度地縮短測試時間。為達到這一點，利用IQxstream的“捕獲一次，測量多個”能力，可以獲得測試速度以及整體測試范圍的顯著優勢。

　　相比以3GPP測試規范為中心的計劃，具有類似測試范圍的壓縮計劃的運行時間僅為其1/3。

　　就LTE等復雜的空中接口而言，在測試計劃開發中縮小每個參數的范圍，確認什么參數將對DUT造成壓力，并確定IC測試和實驗室測試已經證實鎖定到數字設計中的參數非常重要。

　　IQxstream在對比討論生產測試與更加常見的實驗室測試環境時，代表著全新的價值主張。其多DUT功能和“捕獲一次，測量多個”能力結合將數據捕獲與分析相分離的架構，令制造環境的處理量和靈活度達到了前所未有的水平。