多重通訊技術測試一次到位　單機儀器邁向模組化設計

單機量測儀器採用模組化設計的比例攀升。由於無線通訊技術邁向多頻多模發展，使行動裝置開發商對多頻多模與高頻段無線技術的測試需求日益殷切，因此測試儀器廠商為能在有限空間內讓單機儀器支援最完整的無線技術測試，遂開始採用模組化的設計方式，以進一步提高多頻多模通訊技術測試能力，並為終端裝置製造商節省測試成本。

圖1　羅德史瓦茲功率計、音訊分析儀、訊號產生器子事業部總監Wolfgang Kernchen表示，SMW200將取代SMB100A。

羅德史瓦茲(R&S)功率計、音訊分析儀、訊號產生器子事業部總監Wolfgang Kernchen(圖1)表示，包括長程演進計畫(LTE)、LTE-Advanced等技術頻段分布相當廣泛，各國電信業者所擁有的頻譜亦大不相同，因此行動裝置製造商或基頻晶片開發商若要將產品銷售全球，勢必須支援所有頻段。另一方面，無線區域網路(Wi-Fi)最新技術規範802.11ac，採用5GHz高頻段提升資料傳輸速率，亦為裝置製造商帶來新的挑戰。

事實上，目前單機測試儀器多可滿足行動寬頻通訊技術多頻多模的測試需求，惟無法以單機同時測試兩台以上的待測物。不僅如此，行動裝置產品不但須測試無線技術訊號品質，還須量測其他功能，如多重輸入多重輸出(MIMO)，所以測試工程師須堆疊多台單機儀器，組成龐大的測試系統，才可進行完整的測試工作；然而，如此一來，不但相當占空間，也須花費較多的測試時間與成本。因此包括羅德史瓦茲及安立知(Anritsu)等單機儀器開發商，皆開始將儀器內部改成模組化板卡設計的產品，以提高擴充彈性。

內部採模組化設計　SMW200A測試效能倍增

除多頻多模與高頻段外，因應802.11ac、LTE與LTE-Advanced皆導入MIMO技術，因此在測試2×2、4×4或是TD-LTE採用的8×2 MIMO時，單機測試儀器通常須具備兩埠以上的通道，才可順利進行測試。不過單機儀器要具備兩埠以上的通道，不僅增加設計難度，也將大幅提高儀器的成本，此時模組化的設計將可解決所有問題。

圖2　羅德史瓦茲基頻、訊號產生器R&D主管Andreas C. Pauly指出，SMW200A還可搭配測試軟體，簡化測試工作。

羅德史瓦茲基頻、訊號產生器R&D主管Andreas C. Pauly(圖2)表示，該公司新一代高階向量訊號產生器SMU200A內部採用模組化板卡架構，具備相當的測試彈性。舉例來說，若插入四片射頻(RF)板卡，則可支援4×4 MIMO測試，且射頻模組板卡可隨插即用，工程師毋須執行儀器間的同步連線工作，即可進行測試。

SMW200A亦支援第二個頻率可達6GHz的射頻路徑，以及兩個獨立基頻訊號源、四個衰減訊號模擬器模組。換句話說，一台SMW200A可等同兩台全功能的向量訊號產生器，因此採用SMW200A進行測試時，工程師將毋須再尋求較大的空間擺放多台測試儀器系統。

此外，採用模組化設計的SMW200A整合基頻訊號產生器、射頻產生器及MIMO衰減訊號模擬器，為多功能合一的測試儀器，且涵蓋頻率範圍從100k?3GHz或6GHz。Kernchen指出，SMW200A衰減訊號模擬情境囊括2×2、TD-LTE 8×2 MIMO及LTE-Advanced載波聚合(Carrier Aggregation, CA)應用所需的2×2 MIMO，過去上述量測仍無法以單機實現，須仰賴多台量測儀器及複雜的操作設定方能完成。

值得注意的是，SMW200A支援高達160MHz的I/Q頻寬，目前僅802.11ac技術須如此廣泛的頻寬。Kernchen解釋，雖然現階段只有802.11ac須採用160MHz I/Q頻寬，但包括LTE與LTE-Advanced導入的載波聚合技術，以及雷達等應用，也將升級至100M～160MHz I/Q頻寬，以提升傳輸速率及提高網路使用效率，因此未來向量訊號產生器支援160MHz I/Q頻寬將為大勢所趨，而SMW200A即為迎接隨之而來的測試市場預做準備。

事實上，SMW200A並非羅德史瓦茲首款採用模組化設計的機種。Pauly說明，該公司特別強調SMW200A以模組化板卡設計的目的在於，提供客戶更易於使用測試設備。與現有PXI模組化儀器相較，SMW200A最大的不同是，內部的每一片板卡並不等同於一台測試儀器，因此客戶可隨插即用，毋須花費時間在PXI模組化儀器機箱中，進行每一片PXI板卡的同步運行設定。另外，SMW200A的射頻板卡是以實際測試情況進行設計，而PXI模組化儀器要模擬實際測試環境，仍須堆疊多台PXI機箱。

Kernchen強調，PXI模組化儀器雖然已開始跨足射頻、訊號產生與數位I/O的測試市場，但該類產品效能仍須1～2年的研發時間才足以媲美單機儀器，因此羅德史瓦茲現階段並不打算投入PXI模組化儀器的開發；待市場對於更小型、更低成本等測試儀器的要求更加顯著時，該公司將會有所因應。

SMW200A向量訊號產生器推出後，羅德史瓦茲也將積極以SMW200A取代現有的向量訊號產生器。Kernchen解釋，現階段的向量訊號產生器雖然也具備支援完整無線通訊技術，以及單通道6GHz頻率的特性，但效能仍不足以支援新的LTE、802.11ac，甚至LTE-Advanced測試所需，因此藉由推出新的SMW200A，羅德史瓦茲不但可協助客戶更新現有的測試設備，客戶也可預先備妥未來產品發展所需的先進測試儀器。