今年3 月末，我們到訪了德國TüV 萊茵測試中心。TüV 的全稱是“Technischer überwachungsverein”，即技術檢驗協會。TüV 主要包括三家大型機構，分別是 TüV 北德、TüV 萊茵和 TüV 南德，還有一些比較小的獨立機構：TüV 圖林根、TüV 薩爾州和 TüV 奧地利。目前，他們開展了很多汽車方面的技術驗證工作；但最初早在汽車發明問世之前，TüV 以檢測火車蒸汽鍋爐起家。

TüV 萊茵的總部位于德國，在美國硅谷弗里蒙特設有辦事處。最近，TüV 和愛立信宣布合作開展“沙盒”項目，旨在測試和驗證手機、聯網汽車、物聯網設備等等。

到訪當天，TüV 萊茵美洲區 EMC 和環境服務部經理 Bob Mitchell 為我們主持了一場會議。在閑談中得知，他曾是 Analog Devices 的設計師，并對 Cadence產品非常熟悉。

“沙盒”項目的設施是一個巨大的消聲室（在電氣/無線電意義上，而不是聲學意義上）。房間里有一輛 SUV，但大部分空間都擺滿了為與會嘉賓準備的椅子。房間的空間很大，能夠容納好幾輛車。這輛 SUV 位于一個轉盤上，因此可以旋轉汽車來檢查各個方向的連接是否正常。房間里有一個 5G 基站，和一個 4G LTE 基站。當房間門關閉時，外面的無線電信號統統無法穿透房間，所以只有房間里的設備才可以連接。經過現場確認，在門關閉的情況下，手機完全沒有信號。

大型機構可以擁有屬于自己的此類設施，但對于小公司來說，這是唯一可用的設施。如果沒有該類設施，可以通過兩種方法進行設備測試：仿真或采用實際網絡進行測試。

仿真的問題在于，設備通常在仿真器中可以正常運行，但在實際中卻無法正常運行；因為現實世界是嘈雜的，有不可預知的延遲和其他難以仿真的運行條件。

而采用實際網絡進行測試的問題在于，只能測試非常正常的行為；我們不能破壞一個基站，然后看看手機如何運行。這是真實的網絡，而真實的客戶會感到惱火。

這個“沙盒” 則介于兩者之間：它是一個真實的網絡，有真實的愛立信硬件，但卻與真實世界隔離，所以我們可以知道設備在電弧焊接機附近是否可以正常工作。我們可以嘗試讓基站崩潰，也可以查看一個頻帶失效的后果。

“沙盒” 內可以進行哪些操作呢？讓我們先看一個復雜的例子：美國的聯網汽車能否在中國使用？愛立信可以加載在中國地區運行的、使用中國地區頻帶的基站軟件，然后就可以進行驗證，而不必真正將車開到中國。而最簡單的例子則是檢查設備是否能夠正常運行，這在網絡部署的早期階段特別重要，因為此時沒有真正的網絡，甚至無法測試基本的功能。我們可以測量上傳和下載速度等參數，還可以檢查不同的技術是否會相互干擾（例如 5G 和 WiFi）。

沙盒的診斷能力要超過真實基站，因此可以更容易地分析異常情況——即愛立信診斷分析 (Ericsson Diagnostic Analysis)。如果運行沙盒的裝置沒有足夠的電力，則將訪問云端以及愛立信站點上的大量數據分析。

上圖為5G 基站。頂部的兩個白色單元是天線，底部是基站。十年前，整個裝置將填滿一整個房間。翅片看起來像某種先進的天線，但實際上它們是用于散熱的大量翅片，摸起來非常熱。這里使用的只是低頻 5G，而不是毫米波。

4G LTE 基站

放置在轉盤上的聯網汽車

上圖為“網絡” ——即運行整個沙盒的系統，可以充當蜂窩網絡、控制基站、運行回程、連接呼叫等等。

出于設計成本考慮，如果認為在消聲實驗室里發現問題非常耗時且昂貴，希望通過高效的仿真來測試驗證手機、聯網汽車、物聯網等設備，不妨了解下Clarity 3D Transient Solver軟件。該軟件是 Cadence 系統分析藍圖中的一款產品，采用突破性的電磁仿真技術，以及近乎無限的容量和測量級精準度，可快速在服務器上完成早期合規性測試，有效降低設計成本，加快上市時間。求解報告可用于電磁兼容性（EMC）分析、磁化率分析、天線放置、生物醫學分析及其他應用。