工欲善其事，必先利其器。無線通信的飛速發(fā)展，離不開測試儀器和測試技術的鼎力相助。去年底，4G牌照的發(fā)放可以說正式開啟了4G時代，我國的4G業(yè)務也迎來了快速發(fā)展的階段，LTE基站已經大規(guī)模部署，4G終端的研發(fā)和生產也迫在眉睫，這些會為測試儀器帶來哪些挑戰(zhàn)？同時，Wi-Fi、藍牙、RFID、NFC等不斷涌現(xiàn)的其他無線技術在4G時代又會有哪些變化？給工程師帶來哪些測試挑戰(zhàn)？儀器供應商又推出了哪些新的測試方案？

　　問：4G是第四代移動通信技術的簡稱，其網絡速度可達3G網絡速度的十幾倍到幾十倍。4G業(yè)務是真正的無線寬帶，可以達到有線寬帶的上網速度，又可以享受移動的自由?？墒牵灿腥苏f，現(xiàn)有的技術已可以滿足需要，為什么要推廣4G？那么4G到底能為我們帶來什么？我們?yōu)槭裁葱枰?G？

　　萊特波特蜂窩移動通信測試產品市場經理Adam Smith：

　　4G蜂窩通訊技術的推出旨在讓個人消費者和網絡運營商同時受益。

　　對個人消費者而言，他們可以期待數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠超過目前的2G和3G移動技術。3G技術使我們能訪問移動互聯(lián)網，而4G時代意味著振奮人心的多媒體用戶體驗，也就是說，不管身在何處，用戶都能隨時創(chuàng)建、使用和分享信息。此外，在寬帶設施不夠成熟的地區(qū)，4G技術可讓人們用無線方式訪問互聯(lián)網，且傳輸速度超過某些有線網絡。

　　對網絡運營商而言，4G技術可用于對現(xiàn)有網絡進行合理化配置。因為聲音和數(shù)據(jù)都被簡單地作為“數(shù)據(jù)”處理，所以它可使核心網絡的部署和管理更簡單。現(xiàn)有回程線路可以重新使用，切換到核心網絡的操作只需通過簡單的IP交換機便可進行。4G更重要的作用在于它能使網絡中的數(shù)據(jù)傳輸量顯著提高。4G技術的物理層能確保對寶貴的頻譜的更有效利用（bits/Hz），從而使運營商能在相同的空間和時間里打包更多的數(shù)據(jù)。

　　長遠地看，隨著4G網絡的構建達到一定程度（網絡運營商能提供一個與現(xiàn)有網絡可比的覆蓋率）時，聲音將可以通過VoLTE（LTE聲音傳輸）技術轉換到4G網絡，那時，運營商將可以縮小2G和3G網絡的規(guī)模。這意味著運營商能更方便地管理網絡，還可以對目前專用于語音呼叫的頻譜進行“重整”。通過以更有效的技術對頻譜進行再利用，運營商將實現(xiàn)對這種有限的自然資源（即頻譜）的節(jié)約利用。

　　使用4G技術的各種應用將使傳統(tǒng)有線公司和無線公司之間的區(qū)別變得模糊：移動服務供應商將可以成為電視服務供應商，寬帶互聯(lián)網供應商將能在家庭和辦公室之外的其他地方獲得它們的消費者，新型移動支付方法甚至將重新定義資金在銀行業(yè)流通的方式。實際上，數(shù)據(jù)的獲取無論何時何地都能實現(xiàn)，這將為企業(yè)帶來各種各樣獲得消費者的新機會。數(shù)據(jù)所代表的內容將比用于傳輸數(shù)據(jù)的媒介更為重要。我們將高興地看到，為了利用4G技術的各種功能，許多新的商業(yè)模式將會不斷涌現(xiàn)。

　　說完上述4G的優(yōu)點后，我們也需要指出，4G的數(shù)據(jù)傳輸量并不是無限的。網絡運營商們仍將不斷受到為滿足用戶需求而提供足夠數(shù)據(jù)量的挑戰(zhàn)。由于人們對數(shù)據(jù)需求量的永不滿足以及越來越多4G用戶的上網，各種技術（WiFi、有線和非授權頻帶中潛在的蜂窩通訊技術）的數(shù)據(jù)卸載以及日益減小的電池尺寸（micro-， pico-， femto-）將繼續(xù)成為人們今后談論的主要話題。

　　問：相比3G，4G在技術上和復雜性上都提升了很多，這為測試儀器帶來了哪些挑戰(zhàn)？

　　Adam Smith：你可能會說（至少在物理層上）4G蜂窩通訊技術并沒有帶來真正新的東西。LTE 和LTE-Advanced中采用的這種新技術是通信行業(yè)無線網絡（WiFi）部門所倡導的技術，它包括正交頻分多路復用（OFDM）、多輸入多輸出（MIMO）和載波聚合。

　　然而這并不意味著4G通訊網絡設備的開發(fā)和測試已沒有什么挑戰(zhàn)了。實際上4G帶來的挑戰(zhàn)是多方面的，尤其是對測試儀器而言，它們有的是技術的挑戰(zhàn)，有的則是經濟上的挑戰(zhàn)。

　　在技術方面，4G最大的挑戰(zhàn)之一是3GPP（第三代合作伙伴計劃）的LTE 和LTE-Advanced規(guī)范所要求的40多個全球通用頻段，而在一個像手機一樣形狀的裝置里置入這么多天線是極其困難的。然而這并非完全沒有希望，因為這些頻段大多數(shù)不是同時使用的。這個挑戰(zhàn)要求我們在天線和天線零件的開發(fā)上有所創(chuàng)新。雖然一根天線可以做成在一個較寬的頻率范圍內工作，但它最有效的工作范圍仍然只是其中很窄的一段。當應對很小的信號和外形尺寸較小的移動電話時，盡可能降低信號損失以減少“掉線”以及延長電池使用壽命都是很重要的。迎接4G技術中這個天線設計的挑戰(zhàn)就需要我們采用各種新技術，其中包括不同頻段的動態(tài)優(yōu)化技術，這是一種可確保只用幾根天線就能覆蓋整個LTE頻譜的技術。

　　由于這是測試方面的工作，所以它有點像實驗室外面進行的非正規(guī)試驗。設計工程師們通常需要在某種“遠場”測試室里為某個特定的天線幾何形狀和智能手機的外形尺寸進行天線性能的特性分析。雖然這還是對4G手機開發(fā)的一個要求，這種技術對此類設備的生產過程而言卻不是很適用的。當前的生產過程通常會對天線采用一種“無線式”功能檢查，但由于所用測試室物理尺寸的限制，很難保證所有頻段上天線的“真實”性能。為確保向用戶提供良好的用戶體驗，測試服務提供商需要尋找創(chuàng)新手段，因為，任何生產過程中遺漏的、會影響手機天線性能的問題都會直接造成掉線和最大數(shù)據(jù)傳輸速率不夠的缺陷。

　　在經濟方面也有幾個挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)來自如何將測試成本控制在一個較低水平，并同時滿足產品上市的緊迫性。即使智能手機和測試設備的價格在過去幾年里已有所下降，測試時間卻還是成本最高的要素。LTE技術的靈活性造成了測試項目數(shù)量的急劇增加。因此測試的許多領域都需要創(chuàng)新的測試方法。這包括通過“非信令”裝置控制方法（可繞過較慢的協(xié)議層）進行快速測試的各種技術，以及多裝置并行測試的各種技術。前者可幫助建立以更少測試項目發(fā)現(xiàn)更多潛在制造缺陷的測試配置方法。這里需特別指出的是，非信令測試技術的普及已迫使測試公司與芯片制造商緊密合作，以幫助設備制造商在最短的時間內將產品推向市場。

　　問：我國在推進TD-SCDMA時曾遇到很多挫折，其中之一就是測試儀器，如今4G的推進又會遇到哪些問題？貴公司在這方面有沒有產品和解決方案？

　　Adam Smith：通信行業(yè)歷來都得面對眾多競爭技術之間不能互通的挑戰(zhàn)。雖然這些技術都受到標準組織的控制和規(guī)范，但是要讓人們采用某種新技術卻會因風險問題而遇到很大的阻礙 —— 讓人們改變已有決策而去采用另一種技術是一種很昂貴的嘗試。

　　LTE 和LTE-Advanced網絡技術的一個重要方面是它已解決了此問題。雖然LTE仍有多個“版本”，如頻分雙工（FDD）版本以及時間雙工版本，但在核心內容上，兩個版本都使用網絡構架并共享幾乎全部相同的物理特性。TDD版本和FDD版本 LTE網絡之間的選擇與其說是一種技術本身的選擇，倒不如說是運營商對其將擁有的頻譜類型的選擇。如果網絡運營商目前擁有可供上行通信和下行通信的“成對頻譜”，那么他們將傾向于采用FDD版本的LTE網絡。如果網絡運營商在上行通信和下行通信上使用相同的頻譜，那么他們將傾向于采用TDD版本的LTE網絡。

　　這種LTE在網絡構架上的簡化減少了各國和各公司采用此技術的障礙。這可從日本、韓國和北美地區(qū)迅速推出LTE技術的事實中得到驗證。今年，中國將緊鑼密鼓籌劃LTE網絡的推出，因此LTE的應用將會呈現(xiàn)出加速態(tài)勢。

　　對測試儀器提供商的一個挑戰(zhàn)在于LTE將使那些用于2G和3G技術的測試設備遭到淘汰。然而，這并不是一個完全不能預料的問題，早在第一個LTE版的3GPP技術規(guī)范得到批準之前，大多數(shù)設備制造商就已經采用了一種采購“LTE兼容”設備的做法。

　　測試儀器提供商的下一個挑戰(zhàn)將是如何支持LTE-Advanced帶來的一些新功能，其中包括帶間和帶內載波聚合，即載波在多個頻帶間（“帶間”）聚合，還是在相同的頻帶內（“帶內”）聚合。雖然主流的移動網絡部署方式似乎主要集中在帶間載波聚合上，但這對寬帶無線接入應用（帶內載波聚合可能需要高達100MHz的連續(xù)頻譜）可能有一定要求。一些測試儀器提供商可能又得想方設法去避免另一輪測試儀器遭報廢的困境。

　　問：Wi-Fi、藍牙、RFID、NFC等其他通信技術在4G時代將迎來怎樣的發(fā)展？您如何看待未來的無線通信技術？

　　Adam Smith：無線技術不斷地為消費電子產品帶來創(chuàng)新的應用，但這些技術本身不能創(chuàng)造市場需求。以藍牙技術為例，它在15年以前還是一種沒有具體應用的技術。雖然是一種功能完善的無線連接技術，但它首次找到歸屬還是在第一部免提電話問世以后。而今天，您想買一部不帶藍牙技術的手機（或汽車）幾乎是不可能的事。

　　我們在見證新的無線技術被大量應用的同時還在見證其他技術（想一想WiFi 802.11 和WiMedia UWB的例子）的短暫輝煌。顯然，當一種移動主流應用采用某一種技術時，它總能在智能手機中找到一席用武之地。這已在藍牙和WiFi技術上得到印證，近場通信（NFC）技術的這個過程也在加速進行中。某種技術成為主流技術后，質量要求也會變得更嚴格。例如：對WiFi測試的要求現(xiàn)正在不斷提高。隨著無線連接的速度（而不僅僅是連通性）成為產品的被期望行為之后，產品制造商將發(fā)現(xiàn)，如果他們不能保證一定水平的性能，那么客戶將要求退貨。

　　時間即將告訴我們，無線充電、毫米波無線視頻或5G蜂窩等技術是否也會成為主流技術。作為一個測試儀器的制造商，我們的責任是為用戶提供成本效益較高的解決方案，以幫助產品制造商滿足他們客戶的質量要求。這里以NFC為例：萊特波特已率先為具有NFC功能的設備推出了面向生產的系統(tǒng)層測試解決方案，該解決方案不僅能幫助用戶確保設備的性能，而且還能為工廠提供用于追蹤流程控制的參數(shù)化信息。

　　隨著更多的無線技術被運用到消費產品中，產品最終用戶的良好體驗將成為一個必然的要求，這個要求也意味著為產品找到經濟的測試方案，以便與特定的市場條件相適應。