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手机测试基础知识


DCS
上行:1710.20MHZ~1784.80MHZ 下行:1805.20MHZ~1879.80MHZ 其对应的频道号为512~885, 共374个频道, 中心频道为698
PCS
上行:1850.20MHZ~1909.80MHZ 下行:1930.20MHZ~1989.80MHZ 其对应的频道号为512~810, 共299个频道, 中心频道为661
通常需要校准的指标
一、频率 生产出的产品,在所有信道上都能达到协议 所要求的频率精度,这对硬件设计是个挑战。因 此这些无线设备一般都设计一个数字压控振荡来 保证发射和接收频率的精度,校准频率的全部物 理含义就是精确的实测出数字压控振荡的斜率和 节距,将此数学模型写入设备中。设备在正常工 作时,按照此模型计算出控制数字压控振荡的数 字控制量,来调谐发射、接收频率,使之达到其 协议要求精度;信道(包括接收和发射)的中心 频率是线性的,且线性设计容易实现,因此频率 校准只需在一个信道上校准即可 。
GSM手机测试知识
制造总厂培训小组 编辑:郑国荣
GSM频带(GSM Band)
一个频带(Band)对应上行、下行两部分, 上行即移动台发基站收,下行即基站发移动;在 900MHZ频带(GSM900),上下行间隔45MHZ, 在1800MHZ频带(DCS),上下行间隔95MHZ。 一个频带占据一定的带宽,在带宽内划分了多个 频道(chennel),每个频道定义了一个对应的 频道号,频道间相互间隔0.20MHZ,一般我们 GSM手机使用比较常见的频带划分如下:
手机电性能测试指标 • 1、测试的目的? 测试实际上就是挑毛病找问题, 只有找出 了问题,才能对症下药, 解决问题。 • 2、测试的条件? 测试环境、测试设备、测试方法 • 3、测试的准确性? 测试设备的性能要求是否达标; 测试结果的取值方法; 测试方法的准确性。
电性能测试的大体流程
• 1、配置各种仪表,初始化设备形成电性能测试要求的测 试环境: • 2、电脑与手机进行通信连机(有些不需要此步骤); • 3、进行手机站位判断是否已做校准(有些不需要此步 骤) ; • 4、设置仪表和手机,使之进入要求的状态; • 5、让仪表(或手机)发出无线信号,进行连机上网测试; • 6、让手机(或仪表)进行各项电性能指标测量,并读取 测量值进行判断是否符合测试标准; • 7、测试通过写入站位识别号(有些不需要此步骤) 。
通常需要校准的指标
三、RSSI(接收信号强度) 为保证通信质量和越区切换,实现动态频率选择或 系统功率控制功能。基站一般要求移动台报告所接收到 信号强度,以便系统作出正确的选择和决定。因此移动 台所报告的接收信号强度是否准确,直接关系到整个通 信系统的性能。它一般也分为两大类校准,一类为 RSSI(接收信号强度)精度的校准,另一类就是由于 移动台对不同频率的输入信号的响应不同,所引起的 RSSI(接收信号强度)误差的校准,因此很多厂家也 把这种校准称之为RSSI信道补偿校准。RSSI(接收信 号强度)精度校准也是各有各的方法,但大体原理是一 致的,那就是为了保证在不同大小的接收信号下,在解 调前信号大小是一致的 。
无线设备校准的三大块
无线校准就是三大块内容: 一、频率校准; 二、发射电平校准(简称发射校准); 三、接收信号强度指示校准(简称接收校准)。 校准一定是要先从频率校准开始,这是由于,不 论是发射校准,还是接收校准,它们都是在某个信道 上来做校准,而且都还要做频率响应校准,如果没有 先作频率校准,而直接作发射或接收校准,此时控制 信道频率的控制值,是用的无线设备里的缺省值,这 个值可能是对的,也可能是不对的,如果不对,那么 无论是作的发射校准,还是接收校准,校准结果都会 受到一个频率响应导致的校准误差,频率偏得越远, 这种误差会越大,而这个误差是可以通过先作频率校 准而回避掉的。
通常需要校准的指标
二、功率电平 在多用户系统中,协议一般会对设备所发出 的信号功率电平有一个较为严格的、复杂的要求, 这是由于如果设备所发出的信号功率电平偏低, 那么在噪声环境或多径情况下,通信质量会变得 很差,影响用户自己的正常使用;如果设备所发 出的信号功率电平偏高,那么这会严重影响到其 它用户的通信,直至降低系统的用户容量。而普 通元器件(尤其射频元器件)的一致性、精度、 线性都不是很好,因此发射功率的校准是极其重 要的。 功率电平校准一般分为两大类,一类是功 率输出线性校准 ;另一大类是输出功率与频率响 应的校准。
通常需要校准的指标
四、电池的校准及其他的校准 电池的校准及其他的一些校准,如温度 校准、直流偏置校准等等,都是对基带电路中 的A/D的参考电压的校准,以保证A/D读数的 准确,这些校准一般都是测量A/D的斜率和截 距。随着技术的发展,这些校准在很多厂家的 设计中已经被回避掉了,也就是现在很多厂家 的设计中已经不再校准这些内容了。
手机校准的大体流程
1、配置各种仪表,形成校准的测试环境: 2、通过计算机将手机设为测试模式; 3、设置仪表和手机,使之进入要求的状态; 4、让仪表(或手机)发出无线信号; 5、让手机(或仪表)进行测量,并读取测量值; 6、重复步骤3到5,得到一组测量结果(有些时候,有 些项目不需要重复步骤3到5); 7、基于测量值进行计算,得到某项指标的校准结果; 8、将测量结果写入手机(有些时候,有些项目不执行 此步); 9、重复步骤2到8,完成所有项目的校准; 10、将所有的校准结果写入无线设备(有些不执行)。
手机电性能测试相关指标的了解
GSM规范的标准
载波(发射)功率
定义 发射机载波功率是指在一个突发脉冲的有用信息比特时间上内, 基站传送到手机天线或 收集及其天线发射的功率的平均值。在测试中 发射机输出功率是有用比特(对常规信道为147比特,对允许接入信 道为87比特)功率作平均计算得出。这一点与测量其他类型设备时的 输出功率(无论是平均功率还是峰值功率)定义都是不同的。(非专 业仪器无法辨别有用比特) 测试目的 测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标。如果发射 功率在相应的级别达不到指标要求,会造成很难打出电话的毛病,即 离基站近时容易打出而离基站远时打出困难,往往表现出发射时总是 提示用户重拨号码。如果发射功率在相应的级别超出指标的要求,则 会造成邻道干扰。 条件参数 在相同频率及相同测试条件下,两相邻功率控制级的TX载频峰值 功率的差值按GSM规范要求为 :不小于0.5 dBm,不大于3.5 dBm , 各个功率等级的指标范围如下表:
相位误差
条件参数
GSM和DCS的相位峰值误差均小于20度,平均误差 均小于5度。实际测试中相位峰值误差小于7度时 为最好,大于7度小于10度时为良好,大于10度小 于20度时为一般,大于20度时为不合格;相位平 均误差小于2.5度时为最好,大于2.5度小于4度时 为良好,大于4度小于5度时为一般,大于5度时为 不合格。
GSM900的功率控制
DCS1800的功率控制
载波(发射)功率
手机的发射功率是如何控制的呢?
由于手机不断移动,手机和基站之间的距离不断 变化,因此手机的发射功率不是固定不 变的,基站根 据距离远近的不同向手机发出功率级别信号,手机收 到功率级别信号后会自动调整自身的功率,离基站远 时发射功率大,离基站近时发射功率小。具体过程如 下:手机中的数据存储器存放有功率级别表,当手机 收到基站发出的功率级别要求时,在CPU的控制下, 从功率表中调出相应的功率级别数据,经数/模转换后 变成标准的功率电平值,而手机的实际发射功率经取 样后也转换成一个相应的电平值,两个电平比较产生 出功率误差控制电压,去调节发射机激励放大电路、 预放、功放电路的放大量,从而使手机的发射功率调 整到要求的功率级别上。
GSM850
上行:824.20MHZ~848.80MHZ 下行:869.20MHZ~893.80MHZ 其对应的频道号为128~251, 共124个频道, 中心频道为189
校准的意义和目的
由于生产生产无线发射、接收设备时 ,所用 元器件的绝对精度通常不足以满足设备频率、功 率电平和其它参数的性能目标。而降低系统性能 偏差的方式之一就是使用更加昂贵的、精度更高 的、一致性更好的元器件。但是,在现实情况下, 每个无线设备生产厂商都刻意要给用户提供价廉 物美的产品,因此在成本的压力下,设计人员通 常不会选用昂贵的、精度更高的、一致性更好的 元器件作设计,而是走到了相反的方向,这样校 准就成为研发生产中不可或缺的一环,它会极大 地减少无线发射、接收设备对元器件的要求,降 低材料成本,最终降低整个无线发射、接收设备 的成本。
PGSM
上行:890.20MHZ~914.80MHZ 下行:935.20MHZ~959.80MHZ 其对应的频道号为1~124, 共124个频道, 中心频道为62
EGSM
上行:880.20MHZ~914.80MHZ 下行:925.20MHZ~959.80MHZ 其对应的频道号分为两部分: 925.20MHZ~934.80MHZ的频道号为975~1023 935.20MHZ~959.80MHZ的频道号为0~124 共174个频道, 中心频道为37
为什么要在测试模式下校准手机

由于手机工作都是有协议的,而随着技术的 进步,为了给更多用户提供更快更好的服务,协 议也就越来越复杂,在正常的模式下,手机为达 到最佳通信效果会及时响应协议的命令,自动调 整自己的状态,在这种情况下,手机是受协议控 制和调整的,此时很难对手机进行校准,为了达 到校准的目的,就需要把手机设置为测试模式, 此时手机不再响应协议命令,而是受控于计算机, 通过计算机可以把手机设为想要的状态,在此基 础上进行校准就容易的多啦。
为什么要对手机进行Calibration的过程?
由于手机上元器件以及工艺流程的本身存 在的误差,使得每台手机的电气性能不尽相同, 这可能对手机的通信质量产生较大的影响,为 了获得最佳的通信质量,就需要对手机进行校 准,调整相关参数,使其能获得最佳的通信质 量。一般主要校准以下几个项目:AFC、 TPSF、TPFC、AGC、DCoffset、RSSIC、 ADC等(或AFC校准、TX校准、RX校准、 ADC校准也可以)。
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