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跨越客製化成基本門檻 手機認證測試拼輸贏
新通訊 2007 年 5 月號 75 期
文．高志維
新通訊 2007 年 5 月號 75 期
文．高志維
由於手機認證被視為客製化的基本門檻，再加上若是欠缺第三公證者的測試或是國際組織的發證，手機產品將難以公開在市場上流通販售，因此手機製造商莫不致力於與標準接軌，也帶動了相關認證與測試的重要性。本文將以地域為區隔，並輔以訊號頻段的差異，探討認證主流之脈動。一般來說，手機測試項目包括訊號強度、協定規範與抗雜訊干擾等主項，本文將以近期國際驗證規範特性與手機測試內容為本文重點，至於關於實際測試與規範更詳盡的內容，可參考3GPP、ETSI、GCF與PTCRB等公開資訊網站。
國際驗證概況
國際性驗證分為強制性與自願性兩種，強制性的第二代手機市場區分如圖1，而第三代手機強制性驗證也採用相同測試標準；自願性則由3GPP規範測試內容，歐洲在第一頻段測試，而美國則在第二及第五頻段進行。無論強制性與自願性驗證，手機功能與測試規範定義出的必測項目都必須完全通過始可發證。
歐規定義嚴謹
在歐洲，手機必須通過射頻(RF)、電磁相容性(EMC)、電磁波能量吸收比值(SAR)及安全性(Safety)等項目才能得到歐洲強制性消費性電子 (CE)驗證。並各以輻射混附發射(Radiated Spurious Emission)、電磁相容性與電磁波能量吸收比值和輸入及溫升測試為主。而在經過指定驗證機構(Notified Body)審核過至少4項測試實驗室發行的報告後，製造商會獲得歐洲主管機關Radio and Telecommunications Terminal Equipment(R&TTE)的驗證，同時允許業者在手機外殼印上CE驗證標籤。若是自願性驗證，也就是GCF驗證手機，則須要通過定義於3GPP規範中的一致性測試，以及GSM Association定義的互連性測試(Field Trial)。另外還有OMA(Open Mobile Alliance)的多媒體訊息服務(MMS)、隨按即說(PoC)，影像電話(Video Telephony, VT)等應用層的一致性及互連性測試，也都是手機必須通過的測試。
美規新增測試方式
欲銷往美國市場的手機，除了必須通過美國聯邦通訊委員會(FCC)要求的射頻、電磁相容性及電磁波能量吸收比值之外，現在還要加上天線場形(Over The Air)測試。天線場形的測試內容為總輻射功率(Total Radiated Power, TRP)和總靈敏度(Total Isotropic Sensitivity, TIS)在自由空間及假人頭條件下位於0.7G～6GHz頻段的強度。美國市場自願性測試雖源於GCF，但測試不同頻段；近來PTCRB更自行定義Java的測試內容。
其他國家蕭規曹隨
中國大陸為發展自己的通訊標準，則採用迴異於GCF與PTCRB等分頻多工(Frequency Division Duplex, FDD)模式的分時雙工(Time Division Duplex, TDD)系統。不過這僅局限於調變方式的改變，其本身規範並不與世界性共通性語言脫節。其餘國家雖有自行定義的通訊標準，但限於市場規模與共通性原則，並未發展出與歐洲及美國相抗衡的獨立系統，而多以兩大標準的追隨者為主。
功能測試不可輕忽
一般市面上販售的手機，都已通過嚴苛的功能測試，雖然在外觀上的差異化確實影響市場銷售的優劣，然而真正影響消費者占有率的兩大因素還是在基本功能和實用性上。而為了讓消費者獲得最接近完美的產品，手機的功能測試自然不可輕忽。
手機測試內容
手機的完整測試內容，包含一致性及互連性測試，而一致性測試又可細分為實體層、協定層與應用層。實體層測試項目約100項，且須測試所有支援的頻段，其中除一般測試外還包含極限測試，故實驗室須具備溫控及振動設備。協定層須測試目則約900項，大部分只須測試單一頻段。應用層測試規範多來自OMA，如前文提及的多媒體訊息服務、隨按即說、即時訊息傳遞服務 (Instant Message&Presence Service, IMPS)等，另外還有影像電話，因為應用層屬於通道載具獨立(Bearer Independent)，因此可測試在支援的任何頻帶上。GCF則提供針對各測試項目核可一系列的測試平台，供製造商及實驗室執行測試用。關於互連性測試採用的實際網路功能測試，一般也多在GCF核可營運商端執行。
‧射頻階層
射頻階層測試在於驗證手機實體層功能，2G分為混附發射(Spurious Emission)、發射器(Transmitter)、接收器(Receiver)及訊號接收量測(Received Signal Measurement)等，3G則有發射器特性(Transmitter Characteristic)、接收器特性(Receiver Characteristic)、效能要求(Performance Requirement)、無線電資源管理(Radio Resource Management, RRM)及高速下鏈封包存取(HSDPA)。一款手機在相同軟硬體下，2G需300至400小時的測試，3G則需80小時。表1為射頻較常出現的測試失敗項目 。
‧協定階層
此部份測試在於驗證layer2及layer3的功能，測試項目遍及GSM、GPRS、EGPRS、SIM、Audio和A-GPS。測試時如RF測試般，須參考其他資訊，有一些測項另需輸入AT指令，而此指令形式也隨測試平台的不同而些許有異。表2列出此層較常出現的測試失敗項目。
‧應用階層
如前所述，大部分應用層規範來自OMA等國際組織，但縱使已有許多測項被定義，然而考慮技術純熟度與市場接受度，真正能落實在驗證必測項目，仍只占一小部分。另外，因為部分測試往往占用很多頻寬，但頻寬資源有限，導致研發與應用遲遲無法開展，故此階層測試只占驗證的一小部分。
專業驗證成最佳守門員
根據上述驗證與測試內容描述，相信讀者已對手機認證與相關細節有一定之了解。測試是提供產品驗證功能的機會，驗證則是品質的保證。期待測試與驗證在未來能扮演提供一般社會大眾更好與適合服務的守門員。面對競爭日趨白熱化的消費市場及混沌不明新技術的競相爭出頭，專業與誠實是躋身此行業翹楚的不變法則。
(本文作者為台灣檢驗科技電子通訊實驗室GSM主任)
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