2. R&S多制式终端测试环境搭建

多制式终端回归测试的环境搭建,核心不是“把仪表连上手机”,而是围绕被测终端(DUT)建立一套可重复、可切换、可并行的射频与网络仿真环境。R&S 体系中,CMW500 与 CMX500 是最常用的两类平台:CMW500 面向 2G/3G/LTE/WLAN 等制式的信令与非信令测试,接口成熟、脚本资源丰富;CMX500 面向 5G NR 及 LTE/5G 双连接,支持更宽带宽、更高阶 MIMO 与更灵活的网络模拟。选型时先看制式组合,再看带宽、端口数与并行需求,最后看自动化接口与授权项。

仪表选型与端口规划

选型判断可归纳为三条:第一,被测终端支持的最高制式与最大带宽决定平台下限,例如 NR Sub-6GHz 100MHz 单载波必须用 CMX500 或支持相应带宽的 CMW500 配置;第二,是否需要信令连接决定是否启用协议栈与 SIM 模拟;第三,并行测试数量决定射频端口与基带资源的分配。CMW500 常见配置为双 RF 端口(RF1/RF2),可分别接主集与分集,也可一路接 DUT、一路接干扰源或第二台终端。CMX500 通常以多端口、多小区方式组织,适合 SA/NSA 与多小区切换场景。

射频连接是环境搭建中最容易出问题的环节。典型链路为:仪表 RF 端口 → 低损耗射频电缆 → 屏蔽箱内耦合天线或直连夹具 → DUT 天线端口。若使用直连,需注意 DUT 天线口是否为专用测试座,避免引入额外匹配损耗;若使用耦合天线,需记录耦合损耗并在仪表侧做路径补偿。线损校准建议在每次更换电缆、夹具或屏蔽箱后执行,使用矢量网络分析仪或仪表内置校准功能,将 700MHz~6GHz 范围内的插损写入路径补偿表。

多制式终端测试环境拓扑与资源分配 CMW500 2G/3G/LTE/WLAN RF1 主集 / RF2 分集 信令 + 非信令 路径补偿:-1.8 dB SIM 模拟:内置 CMX500 5G NR SA/NSA 多端口 / 多小区 100MHz 单载波 路径补偿:-2.1 dB SIM 模拟:内置 RF 电缆 RF 电缆 屏蔽箱 隔离度 ≥ 80 dB 耦合天线 / 直连夹具 耦合损耗:-3.5 dB DUT 多模终端 SIM / eSIM 测试卡或仪表模拟 控制与自动化 CMWrun / R&S 脚本 LAN / GPIB / USB 测试用例调度 结果记录与判定 并行资源规划 DUT1:LTE B1/B3 DUT2:NR n78 DUT3:WLAN 5G 端口/频段/功率隔离 关键检查点: ① 路径补偿 = 电缆损耗 + 耦合损耗 + 夹具损耗,写入仪表后需用功率计复核; ② 屏蔽箱隔离度不足会导致邻道泄漏,表现为 ACLR/EVM 异常;③ 并行测试需确认频段不重叠、功率不饱和。

屏蔽箱与射频路径补偿

屏蔽箱的作用是隔离外部蜂窝、Wi-Fi 与广播信号,同时抑制 DUT 发射对周边仪表的干扰。工程上通常要求 700MHz~6GHz 隔离度不低于 80dB,5G 毫米波场景还需额外考虑吸波材料与波导口。若屏蔽箱内使用耦合天线,天线与 DUT 的相对位置、极化方向会直接影响耦合损耗,建议固定夹具位置并做标记,避免每次测试重复调整。

路径补偿的计算方式为:总补偿值 = 电缆插损 + 耦合损耗 + 夹具/转接头损耗。例如某次搭建中,RF 电缆在 3.5GHz 测得 1.2dB,耦合天线损耗 3.5dB,转接头 0.3dB,则总补偿为 5.0dB。将该值写入 CMW500 或 CMX500 的路径补偿设置后,仪表显示的 DUT 发射功率即为天线口参考功率。复核时可用功率计接替代天线,或使用仪表内置的功率测量功能比对,偏差超过 ±0.5dB 时应重新检查连接器扭矩与电缆状态。

SIM 卡与网络模拟配置

SIM 卡配置有两种方式:物理测试卡与仪表内置 SIM 模拟。物理测试卡适合验证真实 USIM 流程,但换卡繁琐、易磨损;仪表模拟适合自动化回归,可直接在 CMW500/CMX500 中配置 IMSI、Ki、OPc、鉴权算法与 APN。多制式场景下,需为不同制式准备对应的签约数据,例如 LTE 需要 QCI/APN 组合,NR 需要 S-NSSAI 与 5QI。若测试 EPS Fallback 或 NR 切换,还需在仪表侧配置邻区与切换门限。

网络模拟配置的关键参数包括:小区功率、频点、带宽、TDD 时隙配比、MIMO 层数、调度算法与衰落模型。以 NR n78 100MHz TDD 为例,常用时隙配比为 DDDSU(2.5ms 双周期),仪表侧需与 DUT 能力对齐;若 DUT 仅支持 2 层 MIMO,仪表不应强制配置 4 层,否则会出现连接失败或吞吐量异常。衰落模型方面,静态测试可用 AWGN,移动性场景可加载 EPA/EVA/ETU,但需注意衰落带宽与多普勒频率要与测试目的匹配。

多制式并行测试的硬件资源规划

并行测试的目标是在同一时间段内让多台 DUT 或多种制式同时运行,提升仪表利用率。资源规划需从四个维度检查:射频端口数、频段隔离、功率动态范围与基带处理能力。若 CMW500 只有两个 RF 端口,同时测 LTE 与 WLAN 时,可将 LTE 接 RF1、WLAN 接 RF2,但需确认两路频段不重叠、发射功率不使仪表前端饱和。若使用 CMX500 多端口,可按 DUT 分配独立端口,并在仪表侧为每个端口配置独立的小区与路径补偿。

一个可参考的并行规划示例:三台 DUT 分别测试 LTE B1、NR n78 与 WLAN 5GHz。LTE B1 上行 1920~1980MHz,NR n78 上行 3300~3800MHz,WLAN 5GHz 上行 5150~5850MHz,三者频段互不重叠,可共用屏蔽箱但需注意天线间距与隔离。功率方面,LTE 最大发射 23dBm,NR 最大 23dBm,WLAN 最大 20dBm,仪表端口需设置足够的衰减或耦合损耗,避免输入超过端口线性范围。基带资源方面,若 CMX500 同时运行两个 NR 小区,需确认基带板卡与授权是否支持,否则应降低并行数量或改用非信令测试。

路径补偿、SIM 配置与并行资源分配建议形成一份《环境搭建检查表》,每次回归测试前逐项确认,可显著减少因连接或配置导致的假失败。

环境搭建检查表示例

检查项 示例值/要求 确认方式
仪表型号与授权 CMW500 + LTE/WLAN;CMX500 + NR SA 仪表菜单查看选件
射频端口分配 RF1→DUT主集,RF2→DUT分集 线缆标签与端口核对
路径补偿 3.5GHz:5.0dB 功率计复核 ±0.5dB
屏蔽箱隔离度 ≥80dB(700MHz~6GHz) 频谱仪空箱扫描
SIM 配置 IMSI/Ki/OPc/APN 与签约一致 仪表 SIM 模拟界面核对
并行频段隔离 B1/n78/WLAN 5G 不重叠 频段表比对
功率动态范围 输入不超过端口线性上限 衰减器/耦合损耗核算

完成上述配置后,建议先做一次单制式连通性验证:建立信令连接、读取 RSSI/RSRP/SINR、发起一次 Ping 或 iPerf 吞吐测试,确认路径补偿与 SIM 配置生效。再逐步加入第二制式与并行 DUT,观察是否出现连接失败、吞吐下降或 EVM 恶化。若并行后指标异常,优先检查频段隔离与功率饱和,其次检查基带资源与授权限制。环境搭建的最终判断标准是:同一测试用例在单制式与并行条件下结果一致,且重复执行三次的波动在允许范围内。