射频指标及测试方法ppt课件

2006 05 26 射频指标及测试方法 制作 叶爱德李军部门 2006 05 26 2 什么是FTA FTA测试全称是全面型号认证 FULLTYPEAPPROVAL 要取得IMEI号 则必须通过FTA认证实验室的认证测试 其测试内容分为软件测试 硬件测试和电磁兼容测试 测试项目共有三百多项 2006 05 26 3 软件 RR 无线资源管理 测试 初次化规程 寻呼规程 切换规程 呼叫重建 MM 移动性管理 测试 鉴权 加密 位置更新 CM 通讯管理 测试 呼叫控制 呼叫业务管理 短信息 2006 05 26 4 电磁兼容测试ElectromagneticCompatibility电磁兼容EMC 电磁骚扰EMI 电磁抗扰EMSEMI ElectromagneticInterference 电磁骚扰 EMS ElectromagneticSusceptibility 电磁抗扰 2006 05 26 5 硬件 接收 参考灵敏度 动态范围 邻道抑制 阻塞响应 互调抑制 AGC 自动增益控制 电平报告 发射 发射功率与曲线 相位误差 频率误差 调制频率 开关频率 音频基带 2006 05 26 6 全频及三温三压测试 2006 05 26 7 使用频率范围 2006 05 26 8 2006 05 26 9 功率 MS最大输出功率和最小输出功率控制水准 相应于它的级别 如下表所示 注 对于所有功率等级的MS GSM900最小标准输出功率为5dBm DCS1800为0dBm 容许度 一般 2 极限 2 5 2006 05 26 10 2006 05 26 11 DCS1800发射机功率之不同级別 2006 05 26 12 注意 1 于相同频率所測量的兩个相邻的功率控制位准的发射机输出功率的差异不可小于0 5dB及不可大於3 5dB 2 在正常及极限测试状况的任一组合 及在每个功率控制位准测量下 其功率 时间之关系 应如下图限制的范围內 2006 05 26 13 2006 05 26 14 GSM900话机 4dBc 功率控制位准为16时 2dBc 功率控制位准为17时 1dBc 功率控制位准为18及19时 DCS1800话机 4dBc 功率控制位准为11时 2dBc 功率控制位准为12时 1dBc 功率控制位准为13 14及15时 GSM900话机 30dBc或 17dBm 选其中较大者 DCS1800话机 30dBc或 20dBm 选其中较大者 2006 05 26 15 最低下限 GSM900 59dBc或 54dBm 选其中最高者 除了时槽超前執行槽 因此許可之位準可至 59dBc或 36dBm 选其中最高者 DCS1800 48dBc或 48dBm 选其中最高者 2006 05 26 16 频谱 2006 05 26 17 调变频谱 Spectrumduetothemodulation 2006 05 26 18 上表中之值依以下原則修正 a 偏移载波600KHz以上到6MHz以下范围內之頻率 其测量值最多可允许3個200KHz频宽之信号可到 36dBm 其200KHz频宽之中心频率为200KHz的整数倍 b 偏移载波6MHz以上之频率 其量测值最多可允許12個200KHz频宽之信号可到 36dBm 其200KHz频宽之中心频率为200KHz的整数倍 c 偏移载波600KHz以下 若上表之限制值低于 36dBm时 可以 36dBm取代 此限制值於偏移载波600KHz以上至1800KHz以下时 GSM900为 51dBm DCS1800為 56dBm 此限制值于偏移载波1800KHz 含 以上时 GSM900为 46dBm DCS1800为 51dBm 2006 05 26 19 2006 05 26 20 2006 05 26 21 2006 05 26 22 注意 1 当GSM900在指配频道时 话机发射的功率 在935MHz到960MHz的频帶不超过 79dBm 在925MHz到935MHz的频帶不超过 67dBm 除在925MHz到960MHz的频帶中5个测量可达到 36dBm是被允许的 2 当DCS1800在指配频道时 话机发射的功率 在1805MHz到1880MHz的频帶不超过 71dBm 除在1805MHz到1880MHz的频帶中5个测量可达到 36dBm是被允许的 2006 05 26 23 接收灵敏度 接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平 衡量收信机误码性能主要有帧删除率 FER 残余误比特率 RBER 和误比特率 BER 三个参数 BER是收到的错误的比特数与总比特数之比 RBER是当帧被删除时 只测量剩余帧的BER FER是在观察的时间段里被删除的帧占总传送帧数的百分比 2006 05 26 24 对于GSM900MHz频段接收灵敏度要求 当RF输入电平为一102dBm时 RBER不超过2 测量时可测试实际灵敏度指标 根据多款移动电话的测试结果来看 当RBER 2 时 若RF输入电平为 l09一l07dBm 则接收灵敏度为优 若RF输入电平为 l07一l05dBm 则接收灵敏度为良好 若RF输入电平为 105一l02dBm 则接收灵敏度为一般 若RF输入电平 l02dBm 则接收灵敏度为不合格 2006 05 26 25 对于DCSl800MHz频段接收灵敏度要求 当RF输入电平为 l00dBm RBER不超过2 测量时可测试实际灵敏度指标 根据多款移动电话的测试结果来看 当RBER 2 时 若RF输入电平为一l08一 105dBm 则接收灵敏度为优 若RF输入电平为一105 l03dBm 则接收灵敏度为良好 若RF输入电平为 l03一 100dBm 则接收灵敏度为一般 若RF输入电平为 l00dBm 则接收灵敏度为不合格 2006 05 26 26 频率误差 相位误差峰值 相位误差有效值 测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量 2006 05 26 27 发射信号的相位误差定义为 发射机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差 理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到 相位误差是GSM中用来表示调制精确度的参数之一 相位误差较大通常表示发射机电路中的I Q基带发生器 滤波器 调制器或者放大器存在问题 2006 05 26 28 频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后 发射信号的频率与该绝对射频频道号 ARFCH 对应的标称频率之间的差 它通过相应误差做线性回归 计算该回归线的斜率即可得到频率误差 因为 t 相位误差峰值是离该回归线最远的值 频率误差表示频率合成器或锁相环的性能不够好 例如 在两次发射信号之间频率切换时合成器不能够很快的稳定下来 在GSM系统中 糟糕的频率误差可能使目标接收机不能锁定发射信号 同时发射机也可能给其他用户造成干扰 2006 05 26 29 相位误差有效值即相位误差均方根值 是所有点的相位误差和其线性回归之间的差的均方根值 2006 05 26 30 对于GSM900MHz频段1 频率误差Frequencyerror若Frequencyerror 40Hz 则频率误差为优 若40Hz Frequencyerror 60Hz 则频率误差为良好 若60Hz Frequencyerror 90Hz 则频率误差为一般 若Frequencyerror 90Hz 则频率误差为不合格 2006 05 26 31 2 相位误差峰值Peakphaseerror若Peakphaseerror 7deg 则相位误差峰值为优 若7deg Peakphaseerror l0deg 则相位误差峰值为良好 若10deg Peakphaseerror 20deg则相位误差峰值为一般 若Peakphaseerror 20deg 则这项指标为不合格 2006 05 26 32 3 相位误差有效值若RMSphaseerror 2 5deg 则相位误差有效值为优 若2 5deg RMSphaseerror 4deg 则相位误差有效值为良好 若4deg RMSphaseerror 5deg 则相位误差有效值为一般 若RMSphaseerror 5deg 则这项指标为不合格 2006 05 26 33 对于DCS1800MHz频段1 频率误差若Frequencyerror 80Hz 则频率误差为优 若80Hz Frequencyerror 100Hz 则频率误差为良好 若100HZ Frequencyerror 171Hz 则频率误差为一般 若Frequencyerror 171Hz 则这项指标为不合格 2006 05 26 34 2 相位误差峰值同GSM900MHz的指标 3 相位误差有效值同GSM900MHz的指标 2006 05 26 35 测试方法 1 全频测试测试设备 CMU200 屏蔽箱 可用三角锥代替 测试SIM卡 RF测试线 PC测试步骤 1 将CMU200与电脑用GPIB线连接 把插有测试SIM卡的手机与CMU相连 测试线一端插入手机的TESTPORT另一端与CMU的RFPORT1或PORT2相连 2 开启dbtest程序 选择file reportsetting 设置filename和保存目录 setup attenuation设置补偿 configuration fullscan testspecification或fullscansetting设置所要测试信道 GSM及DCS所有信道 及测试标准 最后选择Radiotype keyin 输入待测机的型号 3 将手机放入屏蔽箱开机 按SCAN开始测试 随后接听来电或拨112注册上CMU 2006 05 26 36 2 三温三压测试测试设备 CMU200 屏蔽箱 可用三角锥代替 测试SIM卡 RF测试线 PC 高速电源 温度柜测试步骤 测试过程同全频 但要将手机分別在三温 10 c 55 c 25 c 三压 4 2V 3 8V 3 4V 环境下重复 2006 05 26 37 GPRS测试 GPRS是通用分组无线业务 GeneralPacketRadioService 的英文简称 是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务 目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务 GPRS采用与GSM同样的无线调制标准 同样的频带 同样的突发结构 同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构 这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似 因此现有的基站子系统 BSS 从一开始就可提供全面的GPRS覆盖 GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据 而不需要利用电路交换模式的网络资源 从而提供了一种高效 低成本的无线分组数据业务 特别适用于间断的 突发性的和频繁的 少量的数据传输 也适用于偶尔的大数据量传输 2006 05 26 38 GPRS的服务类型按所提供的服务种类来说 现在有ClassA B C三种 ClassA可以在上网的同时接听电话 其技术含义是同时支持包交换 数据 和电路交换 语音 ClassB可以上网和接电话 但不能同时进行 其技术含义是虽然也支持包交换和电路交换 但不可在同一时刻支持包交换和电路交换 状态可以切换 ClassC则只能上网 什么时候都不能打电话 其技术含义是它只支持包交换 2006 05 26 39 GPRS的传输类型GPRS是对GSM网络的扩展 它对GSM网络的地面网部分进行了改造 保留了无线部分的大部分设施 并配合软件的升级 使之能够支持数据传输 GPRS网为每个用户分配最多8个时隙 时间片 来传输数据 这8个时隙又分下行和上行 所以它们的组合数就多了 具体的组合情况 现在都用Class的传输类型来描述 按照 Class类型 下行数 上行数 简称 的顺序 我们有如下几个常用的Class类型 Class22 1 2 1Class43 1 3 1Class84 1 4 1Class104 2 4 2 2006 05 26 40 GPRS无线信道有4种不同的编码方式 分别是CS1 CS2 CS3 CS4 对应的速率为9 05 13 4 15 6 21 4kbit s 2006 05 26 41 测试标准介绍1 发射发射功率 频率误差 相位误差 开关和调制频谱的指标必须符合 GSM手机射频指标测试规范 中之规定 b RAMP要求按照测试仪器中的defaultsetting 仪器的defaultsetting一般依照规范要求 2006 05 26 42 2 BLER字块差错率 BLER 特性在静态传播条件下按照下表输入电平进行测试时不得超过10 2006 05 26 43 测试设备 CMU200 带GPRS功能 测试线 测试SIM卡测试步骤 1 先按signaloff 选networksupport gsm gprs mainservice packetdata serviceselection bler 2 按下方菜单中的network codingscheme项选cs1 cs4 再按network B52mode选multislotsupport 3 按BSsignal 选slotconfig 在弹出选择框中选timeslot3或4 选中slot2 slot5 在slot6后输入20 最后依据规定输入referencelevel CS4 GSM 98 DCS 96 4 开机连上CMU 进入receiverquality application bler 5 测试发射 serviceselection testmodeA6 选择两发三收 测试其双发功率 相位误差 频率误差 开关和调制频谱 RAMP 2006 05 26 44 DESENSE测试测试设备 CMU200 三角锥 测试SIM卡 PC测试步骤 1 将待测手机放入三角锥 已与CMU连接 2 打开dbtest 选择file reportsetting设置filename和保存目录 setup attenuation设置补偿 configuration testmode选择radiation configuration desense desensesetting中设置所要测试的信道以及CMU发射电平 3 开机 按start开始测试 2006 05 26 45 对于desense测试的结果只需要注意TX RFL以及Meas RX RFLevel 其中TX RFL指CMU上的发射功率 Meas RX RFLevel是指所测得的手机接收到的功率 TX RFL可以看出天线的作用 因为每个信道测试的条件是RXLEV为4的时候 所以CMU发射电平越小就知道天线做的越好 一般规定GSM的TX RFL平均值要在 80以下 DCS的平均值在 70以下 Meas RX RFLevel这项指手机本身的接收灵敏度 这项与天线无关 一般规定GSM的Meas RX RFLevel平均值在 105以下 DCS的平均值在 103以下 另外也可以测一下手机的发射 当知道手机在一定功率等级所发射的功率时 可以设置在这个功率等级用CMU测试 所测得CMU上接收到的值与手机发射功率的差值可以与Diff Value这项相比较 这样可以看出天线接收和发射的性能差异 2006 05 26 46 震动测试 测试设备 CMU200 测试SIM卡 RF测试线 固定架 震动机测试步骤 1 手机含电池 分别以水平及垂直地固定在测试台上 与CMU连接 2 在手机模拟通话状况下测试 使用中间信道及最大功率等级 3 开启震动机 采用以下频率 幅度a 频率5Hz 20Hz时 随机震动ASD为0 96 b 频率20Hz 500Hz时 随机震动ASD为0 96 20Hz处 其他 3dB 倍频程 判定标准 每一个Burst有用部分的相位最大峰值误差 peakphaseerror 不超过20 每一個Burst的RMS相位误差 rmsphaseerror 不超过5 2006 05 26 47 杂散谐波测试 当话机已被指配频道时 谐波由天线接头辐射出 为验证当话机于指配频道时 所产生谐波分量从100kHz到12 75GHz不包括GSM900之接收频带 不得超过规范之要求 注 9到100kHz的频带因为测试执行的困难不被測試 当话机于指配频道时 所产生谐波分量功率 于正常电压状况下 不可大于下表之标准 2006 05 26 48 2006 05 26 49 此要求及测试适用于所有GSM900及1800有天线接头之话机 于100kHz至12 75GHz的频率范围中测量 在话机天线接头测量混附波辐射 当任何不连续的信号的功率位准高于下表的要求時 减6dB 在連接一個50欧姆的假负载 以吸收发射出之功率负载 测量频宽使用一个5极点同步可调滤波器 功率指示值为量测系统检测出之峰值功率值 在任何频道的测量都应进行于至少一个TDMA讯框期長 但不包含空间讯框 2006 05 26 50 2006 05 26 51 注1 不包括之935MHz到960MHz及1805MHz到1880MHz的频率范围 注2 滤波器 视讯频宽及频率偏移之测量 仅对话机在中段ARFCN频道发射时为正确 注3 由于实际上的应用 视讯频宽限制最大为3MHz