對于工業(yè)、汽車和制造業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用，5G 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高速、可靠、密集和低延遲的連接，適合固定地點(diǎn)用例或移動用例。

　　在提及 5G 令人震撼的應(yīng)用場景時，醫(yī)療保健、自動駕駛汽車、無人機(jī)和需要高帶寬的消費(fèi)類服務(wù)成為備受矚目的領(lǐng)域，但 5G 是一種率先實(shí)現(xiàn)協(xié)作和高數(shù)據(jù)傳輸速率的無線技術(shù)，具有低延遲特性，支持大量信息的交換，因此可為機(jī)器和機(jī)器人行業(yè)帶來顛覆性的改變。

　　機(jī)器人利用人工智能 (AI) 來指導(dǎo)其操作漸成趨勢，因此 5G 的快速數(shù)據(jù)傳輸速率有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與 AI 服務(wù)器之間的順暢通信，從而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練或推理。

　　5G 切片

　　通過 5G 網(wǎng)絡(luò)切片，性能特性截然不同的無數(shù)個用例可以共用相同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。切片可供需要高速、高帶寬性能的救援機(jī)器人，需要低延遲的無人駕駛汽車，或需要大規(guī)模連接的制造業(yè)協(xié)作機(jī)器人等應(yīng)用使用。每一種應(yīng)用都有自己的專用網(wǎng)絡(luò)切片，這使 5G 技術(shù)能夠推動創(chuàng)新機(jī)器人應(yīng)用的發(fā)展。

　　機(jī)器人 OEM 的選擇之一是使用 5G 連接。這些廠商可自行生產(chǎn)板載芯片 (CoB)，并組裝調(diào)制解調(diào)器、天線、RF 和 IF 前端等所有必要的元器件，以對接口進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。另一種選擇是使用預(yù)制的 5G 模塊，這種模塊適用于多種應(yīng)用。對于機(jī)器人 OEM 來說，在工業(yè)機(jī)器人中配置這類模塊的門檻不高，并且通過一系列功能和特性來幫助機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)增值是一個可行的選擇。

　　無論做出哪種選擇，這些 5G 連接功能在內(nèi)置到機(jī)器人中后都需要接受測試。即使是經(jīng)過預(yù)先測試的模塊，在與其他元器件封裝在一起并集成到機(jī)器人中后，也可能遇到共存、信號干擾或其他無線質(zhì)量問題。這些狀況會影響最終產(chǎn)品的整體功能。

　　對 OEM 來說，5G 測試并不是新需求，但工業(yè)機(jī)器人的測試可能頗具挑戰(zhàn)性。其中一個原因在于，迄今為止，OEM 及其生產(chǎn)線的配置只能用于制造和測試不具備蜂窩功能的機(jī)器人。因此，要整合 5G 測試，就需要更新測試設(shè)備和固定裝置。

　　5G 技術(shù)可提供靈活的物理層設(shè)計(jì)，支持一系列的頻率、不同的帶寬、子載波間隔和調(diào)制方案。對許多機(jī)器人設(shè)計(jì)來說，5G 測試尚屬新興需求，因此需要增加較新的測試用例，以驗(yàn)證每個測試領(lǐng)域內(nèi)的一些新功能。這項(xiàng)工作可由研發(fā) (R&D) 中心、設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試中心、抽樣檢測中心、生產(chǎn)中心或服務(wù)中心來完成。

　　這一切都需要重新審視傳統(tǒng)的測試方法，并利用蜂窩信令測試或非信令測試技術(shù)來確保產(chǎn)品和性能測試的質(zhì)量。

　　信令測試和非信令測試

　　必須對兩種蜂窩測試技術(shù)(信令測試和非信令測試)加以區(qū)分(圖1)。

　　圖1：信令測試與非信令測試的簡化框圖。

　　盡管非信令測試主要面向制造應(yīng)用，并且為此進(jìn)行了優(yōu)化，但這種測試幾乎在產(chǎn)品開發(fā)的每個階段都會進(jìn)行。此類技術(shù)需要使用射頻信號發(fā)生器和分析器，側(cè)重于設(shè)備射頻發(fā)射器和接收器性能的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。這種測試在不涉及呼叫的處理模式下執(zhí)行，并利用芯片組特定的測試模式來測量預(yù)先設(shè)定的傳輸模式，從而最大限度地縮短測試時間并降低測試成本。

　　另一方面，信令測試在研發(fā)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試等產(chǎn)品開發(fā)階段得到廣泛應(yīng)用，并使用基站模擬器與被測設(shè)備 (DUT) 建立端到端的用戶面呼叫。這種方法已經(jīng)過擴(kuò)展，不僅使用控制面信令和用戶面流量的組合來測量 DUT 在現(xiàn)實(shí)測試條件下的真實(shí)性能，還有助于驗(yàn)證協(xié)議棧的每一層，以執(zhí)行綜合設(shè)備測試。

　　這兩種測試方法為滿足不同的測試需求而設(shè)計(jì)，針對在不同產(chǎn)品生命周期中的使用進(jìn)行了優(yōu)化。但是，在這兩種方法之中做出選擇的主要依據(jù)是硬件設(shè)計(jì)、測試重點(diǎn)、測試類型、測試時間和測試成本等參數(shù)。

　　5G 的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，因此接下來的部分將著重介紹 5G 測試對確保工業(yè)機(jī)器人質(zhì)量的重要意義。

　　質(zhì)量保證

　　在使用自主設(shè)計(jì)的 CoB 構(gòu)建產(chǎn)品時，務(wù)必在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)階段執(zhí)行協(xié)議和功能測試，以確保設(shè)備在投入生產(chǎn)前經(jīng)過廣泛的功能測試和軟件回歸。

　　然而，在使用第三方蜂窩模塊/射頻子系統(tǒng)/天線模塊構(gòu)建產(chǎn)品時，測試動態(tài)會發(fā)生變化。這是因?yàn)?，即使采購的模塊已經(jīng)過認(rèn)證，也不能保證最終產(chǎn)品能夠在現(xiàn)場發(fā)揮應(yīng)有的作用。各種元器件被封裝在一起后，會對彼此產(chǎn)生明顯的影響，并會影響產(chǎn)品在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)配置中的整體表現(xiàn)。

　　表1重點(diǎn)介紹了一些常見問題。

　　表1：影響 5G 通信運(yùn)營的一些常見問題和潛在原因。

　　表中的每個功能問題都會顯著降低通信的可靠性，進(jìn)而增加延遲時間并影響速度。鑒于各元器件之間的這種相互關(guān)聯(lián)性和非相互排斥性，在生產(chǎn)前和生產(chǎn)階段進(jìn)行 5G 質(zhì)量測試以對產(chǎn)品進(jìn)行整體測試的重要性和必要性不言而喻。測試需要驗(yàn)證：

　　1確保端到端產(chǎn)品功能的基本設(shè)備注冊和呼叫流程，因?yàn)橛布骷拖到y(tǒng)固件可能會影響機(jī)器人的無線性能;

　　2天線性能，因?yàn)樽罱K產(chǎn)品的外殼缺陷、實(shí)現(xiàn)問題和調(diào)諧誤差可能會導(dǎo)致信號丟失并影響天線輻射方向圖，從而引起機(jī)器人和 5G 網(wǎng)絡(luò)之間的通信故障;

　　3射頻性能，確保信號質(zhì)量在實(shí)際信道條件下不會嚴(yán)重下降，并達(dá)到 3GPP 和其他認(rèn)證機(jī)構(gòu)規(guī)定的可接受信號收發(fā)水平;

　　4數(shù)據(jù)吞吐量，因?yàn)樵趯?shí)際條件下，設(shè)備必須能夠應(yīng)對各種級別的用戶面流量和服務(wù)質(zhì)量要求;

　　5實(shí)際用戶體驗(yàn)，如移動性和切換功能;

　　6高級功能特性，如嵌入式 SIM 卡，多 SIM 卡的即時連接測試。

　　與傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)相比，5G 的靈活性更高，功能更豐富。全面的產(chǎn)品測試有助于在不同的部署模式下保證產(chǎn)品的整體質(zhì)量。大致介紹完質(zhì)量測試的重要性之后，接下來是同樣重要的選擇一種不僅支持多種功能測試，還能提高并行測試的效率的測試。生產(chǎn)測試團(tuán)隊(duì)和測試供應(yīng)商之間的共識，有助于供應(yīng)商開發(fā)支持快速 Tx-Rx(發(fā)射器和接收器)診斷測試的工具，并支持自動測試，以縮短上市時間并控制測試成本。