手机网络和射频测试培训课件

1、手机网络与射频测试讲座手机网络与射频测试讲座主讲：邱林生 移动通讯高级工程师、CCIE ，曾就职于华为深圳研发中心，现就职于中国联通，主持和参与了多个产品的研发和测试，有丰富的移动通讯网络及终端产品的运营测试和管理经验XXXXXXX主办2016年7月11日目录基本概念（20分钟）测试仪器简介（5-8分钟）测试流程（3分钟）连线及测试方法（5-8分钟）测试项解释和测量方法（25分钟）GSM 频段GSM900F(CH) = 890 + (CH-1024)*0.20CH 955,1023F(CH) = 890 + CH*0.20CH 0,124TX/RX Duplex : 45MHzMS Tx890

2、 914.8 MHzMS Rx935 959.8 MHzDCS Frequency ChannelGSM1800F(CH) = 1710.2 + (CH-512)*0.20CH 512,885TX/RX Duplex : 95MHzPCS Frequency ChannelGSM1900F(CH) = 1850.2 + (CH-512)*0.20CH 512,885TX/RX Duplex : 80MHz 网络组成基站BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，一个收发器能支持8个用户。一个小区由3个天线，一个发射，两个接收（分

3、级接收）。每个BTS都会有一套收发器。 一个BTS覆盖一个小区，BTS发送BCH信号在RF信道的0时隙。BCH帮助Mobile识别/寻找网络。 小区的手机用户容量依靠信道数 GSM空中接口的数据传输速率是13Kbps, 即BTS收发语音数据速率是13KB/S. 有BTS命令手机设置其发射功率、迁时、切换。 网络组成基站控制器几个BTS基站连接一个BSC, 基站安排信道配置、切换、和BTS连接BSC; 所有的BSC连接至MSC每个BTS连结BSC用abis 接口，是2Mbps的连接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式连接. Micro

4、wave link 经常是最好的连接方式选择。 BSC连结MSC使用的是A口 在BSC可提供小区广播等服务。 图表1 GSM网络网络组成其他TRAN-Trans coding/rate adapter unit速率适配器HLR-Home location register归属位置寄存器VLR-visiting location register访问位置寄存器AUC-Authentication center鉴权中心EIR-Equipment identify register装备身份中心BC-Billing center收费中心OMC-Operation and maintenance cen

5、ter操作运营中心SMSC-短信中心调制方式GSM 采用的是0.3GMSK调制 高斯最小频移键控，0.3是描述滤波器带宽和比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。0和1代表的是载波加减不同的频率+67.708KHZ 和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率是13kbps. 数据速率(调制速率)BIT传送速率是270.833Kbps。刚好是四倍于射频频移。这样一来就有效的减少调制频谱和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波平滑后, 减少频谱扩散;

6、RF载频加67.708和减67.708KHZ; 靠频率转移. 手机主叫过程由BCH指定传输信道SDCCH手机给基站发送通道请求，即手机发送一个短的随即接入的突发脉冲（RACH Burst ）（RACH Burst 0.577ms 156.25bit）手机和基站在独立的专用信道SDCCH上通信权限认证指定手机在一个业务信道（TCH）上通信手机被叫过程手机发送RACHBTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户通道指定的BCH手机和基站在SDCCH上通信手机用户被鉴权手机被指定TCH通道在TCH通道上进行语音和数据通信上行和下行上行是手机通过上行频率发信息给基站，下行是相反。上行和

7、下行组成一对频率对（45MHZ分割），上行滞后下行3个时隙；上行和下行使用相同的时隙号；上行和下行使用相同的通道号；上行和下行使用不同的波段。（间隔45MHZ）。 功率等级由于手机在小区内移动，它的发射功率要随着移动，当他靠近基站时，防止干扰别的用户功率要减小，当他远离基站是为防止衰减要增大发射功率。总共有19个功率等级, 功率等级存于手机的EEPROM中. 功率控制的好处是：手机可以省电、基站减少干扰。 由基站在SACCH上发送命令手机改变发射功率 改变功率是和路径的衰减成比例。TX Level 5 33dbm ，19-5dbm。 每个等级之间是间隔2dbm. BTS需要在上行开始的Rxle

8、v、Rxqual 每480ms 发送报告给BSC 关于Rxlev、Rxqual。 每一定时间跟初始的进行比较。 时迁Timing AdvanceTiming advance 就是为了保证信号能在准确的时间内到达BS, 当MS移动时, 随着MS距离BS 的远近, 上行传递的时延的可变，基站命令移动台提前发送。 由BS在SACCH信道上命令MS来改变它的迁时的大小. 手机在空闲模式时接收机站和解码BCH，在BCH中的SCH允许手机调整它的内部时间，当手机接收到SCH时不知道距离基站多远，通过SACH特殊的 短突发。当手机在下行的SACCH上获得迁时信息，才发送正常的突发，30KM 手机设置迟延10

9、0US. 其他IMEI：international mobile equipment identity国际移动设备识别号。小区接入技术FDMA TDMA CDMATimeslot 1timeslot576.92us,1frame=8timeslots跳频基本仪器简介电源信号发生器频谱分析仪万用表示波器综合测试仪其他信号发生器（Signal Generator）Agilent4432BAnritsu MG3681AR&S提供射频信号频谱分析仪（spectrum analyzer）Agilent4405BAdvantest R3267R&S1.输出频谱2.测量功率3.观察谐波失真综合测试仪Agil

10、ent8960Anritsu MT8820AR&S CMU1.综合测试2.Debug维修3.性能参数，调制频谱其他仪器1.功率计2.FM调制解调3.Bluetooth发射器4.GPS发射器测试流程以深圳某公司的一款手机为例，介绍一下手机由设计到上市的过程，其中以生产为重点介绍。生产阶段的测试烧录芯片SMT扫入SN校准天线测试人机接口测试终测FQA写ESN（或其他）软件升级组装包装出货USB 蓝牙 GPS测试SNSN写号工位此工位是把SN号和进程控制的信息写到手机里，用来跟踪手机的测试过程中的进度和测试的结果。 人机接口测试检查最终用户所使用的手机功能, 有以下几项:摄像功能 按键测试主显示屏检

11、查小屏检查 Sub-LCD扬声器检查 Speaker听筒检查 Receiver话筒检查 MIC震铃检查 Vibrator背景灯检查 Indicator 录音检查恢复出场设置连线及测试方法设备连线图不同工位的需求不同设备的连线图不同产品的连线图手机测试连线图综测仪根据厂家不同连线有所不同根据成本要求不同连线有所不同手机测试连线图SG&SAPC信号发生器频谱分析仪耦合器待测件电源其他测试连线1PC待测件USB蓝牙GPS测试仪综合测试仪天线耦合器其他测试连线2PCFM调制解调器待测手机其他测试方法简介测试项解释和测量方法目前GSM的平台有很多，但校准和终测的方法大体相同，其基本理念都是一样的，下面以

12、两款平台介绍一下校准和终测的方法和步骤。校准终测的目的现在生产的相同型号手机虽然使用都是相同器件,但这相同器件还是有的一定的偏差,由此组合的手机就必然存在着差异,但这差异是在一定的范围,超出了就视为手机不良。因此校准的目的就是将手机的这种差异调整在符合国标的范围，而终测是对于校准的检查，因为校准无法对手机的每个信道，每个功率级都进行调整，只能选择有代表性的（试验经验点）进行，所以校准通过的手机并不能肯定它是良品，只有通过终测检验合格的才算是。电池校准对基带电路中的A/D的参考电压的校准，以保证A/D读数的准确 。设置外部电源在4.2V，读取手机电压表示值设置外部电源在3.5V，读取手机电压表示

13、值将上面两值存入手机中发射机校准不同的平台有不同的校准方法，但其大致的原理是一样的。就是通过一定的方法调整在一个或者几个试验经验点（全部功率级）的功率值的表示值，使其符合国标的要求（GB2828-1987 YD/T1214-2002、ETSI GSM05.01）。 对不同信道，不同功率级别进行校准下面讲述两种校准方法。手机发射部分原理框图CSPPower RampRegistersDACPARF signalLPFVAPCNVMMeasure InstrumentCalculate Ramp data swSWRAMTXPPMFigure 1: Transmitter and Calibrat

14、ion发射信号Mid-Burst Power LevelRamp UPRamp DownPower(dBm)Time(bits)Bit0Bit147Figure 2: Burst Shape发射信号（部分）Figure 3: PmW vs Element所用公式V=(P*R)1/2=(0.05*P)1/2=10(PdBm-13)/20) PmW(t)=(A-B)Sin3(K*t)+B 其中 K=180/(2*T) TXP=m*V+c m=(TXPH-TXPL)/(VH-VL) c=TXPH-m*VH 测试步骤TxPH推TxPL推PH推PL推VH推VL推M0，c0TxPHreqTxPLreqPH

15、reqPLreqVHreqVLreq方法二：逐次逼近法将手机仪器都设置在Test Mode 设置仪器一个合适的信道，发送PTE指令控制手机处于连续发射状态，信道与仪器对应.写入该功率级的默认值，调整默认值（或加或减）使手机的发射功率达到期望值，将此数据换算的Ramp值存入手机，对该信道的各个功率级都进行这样计算、存值。 接收机校准不同平台有不同的方法下面讲述两种平台的校准方法。手机接收部分框图平台1设置工作点主要的目的是寻找CSP中ADC处信号电平在-20dBfs时且通道增益已定义的情况下的Cellpower。设置手机放大器状态RxGainA = 0，RxGainB = 202 选择一个任意的

16、测试信道 执行ReadRSS命令读到的结果换算成dbfs: 10 log (Reading1 + Reading2 + Reading3 + Reading4) / (4 * 32767) 测试边带信道 RSS0123456797510101018712244054124Sub-BandsChannel2dB根据上面的方法读取所有信道的值计算每个频段的平均值Mn(n=18)计算所有频段的平均值Mo计算补偿：(Mn-Mo)*16(n=18)Rx基本通道增益补偿（LNA开启）1设置手机信道channel=62,根据上步得到：2当RxGainB=202时，信号发生器的信号电平为-54.53设置手机R

17、xGainB=162时，提高信号发生器的电平到-49.5。4读取结果并换算成dbfs(mean)，根据Setworkingpoint的方法，调整到-20dbfs左右。5取出上面的频段补偿6根据公式计算基本通道增益*16保存：Basic Rx Path Gain=mean-信号发生器的电平-基带部分开关增益-频段补偿7重复以上操作，将BB_Gain设为-2，26，40，54等计算结果与12db的值的差值*16取整。Rx基本通道增益补偿（LNA关闭）1设置手机信道channel=62,根据上步得到：2当RxGainB=322时，（RxGainA=0;RxGainB=1536+322,此RG0 an

18、d RG1为1，使LNA完全关闭）根据Setworkingpoint的方法，调整到-20dbfs左右。此时信号发生器的电平为-39.86dbm。（mean=-20.0566）3取出上面的频段补偿4由于BB_Gain=52db，在46和62之间，因此其基带功率补偿为13/16=0.8125。5根据公式计算基本通道增益*16保存(-994:FC1E)：Basic Rx Path Gain=mean-信号发生器的电平-基带部分开关增益-频段补偿分两部分保存，写入手机。DC偏移量校准1开启DCOffset外部校准（发送一个命令）2设置信道539，BB_Gain=62db（RxGainA=0,RxGainB=362）,LNA=ON3设置适当的初始值。