手机各系统标准测试

手机射频测试分析与总结（一）——GPS部分

刚入行的时候手机还是以2G的feature phone为主，两三年的时间已经是3G smartphone的天下了。2G就是GSM+EDGE（就不分2.5G或者2.75G了），3G包含CDMA,WCDMA,TD-SCDMA，此外就是BT/FM这样的标配，目前FM在很多项目里已经消失了，取而代之的是WIFI，中移动更是加上了CMMB。GPS现在也是智能机的标配了。NFC是近期开始发展的一种新技术。

写此文的目的，不是罗列测试项，而是通过对于各测试项的分析和总结，让大家了解各种模块射频测试的相通之处，了解了其中任意的模块就能对其他的模块的测试做到完全的理解。就算是遇到了一种新的技术，我们可根据自己的理解去制定一个完善的TEST PLAN。本人实力有限，只能写出我理解到的深度，不过对于比我还菜的菜鸟应该还是能有帮助的。

对于GPS，测试包括定位精度，冷启动热启动温启动的TTFF，跟踪时间和捕获时间。此外还有A-GPS性能测试。但是这多是对于芯片处理运算能力的标准，对于单纯的射频链路，主要的就是信噪比C/N0，N0为噪声功率谱密度。这个也就是对于接收机的NF的测试。以往做过的项目是以-130dBm为参考值，按常温下热噪声是-174dBm/HZ，那输入SNR应该是44dB,现在手机GPS方案一般都是滤波器+LNA+滤波器的方案，按正常项目，前一个滤波器的插损应该是0.8dB左右，LNA的噪声系数1左右。LNA的增益一般在10以上，所以后面的滤波器贡献的NF就比较小了，所以算下来整个射频通路的NF大概是2dB左右，所以输出SNR应该是在41-42dB（这个需要用专门的软件来读）.此外如果没有GPS卫星信号发生器，可以输入1575.42MHz的单点频信号进行测试，原理同上，不过要根据频谱分析仪的RBW 设置适当调整要求值。由于一般频谱分析仪的噪底都在145dBm/Hz，所以输入信号就要设置的高一点，比如-80至-100dBm左右，也不要太高，毕竟要考虑到接收机的压缩特性。此外输出的不是比噪声功率谱密度而是比噪声了，所以结果要考虑到RBW的设置，比如输入-100，RBW设置为1K，NF是2，那么输出的SNR为-100dBm-(-174dBm/Hz+10LOG1000)-2=42.这里大家区分开C/N0和S/N，否则看到输入不同的功率结果却一样肯定会比较迷糊。

对于双滤波器的设计，也顺便提一下各自的作用。功率放大器都是宽频器件，也就是本身的选频特性较差，所以很容易受到外界干扰导致放大器压缩造成接收机失敏。所以第一级滤波器就是用来滤除带外信号，同时手机信号环境比较差，也可以虑除2G,3G信号的带外杂散，提高GPS性能。外置LNA一般增益都是在10-20之内，应该是整个链路参数计算所得。后级滤波器，主要是滤除LNA产生的一些非线性产物。也增加了带外信号的抑制度（比如第一级滤波器在某2G频段抑制度为30DB，那么对于GPS接收的多数为-120至-150多的信号还是很高的，所以两级的滤波器可以更有效的抑制带外杂散）。不过后级滤波器NF性能要求不如前级高，所以目前的设计中采用的是LNA和后级滤波器一体的设计。此外接收机测试肯定包括阻塞和交调测试，阻塞就是看接收机抑制大信号的能力，交调跟阻塞类似，主要是产生干扰信号的方式不同。他是两个带外信号的交调信号落在接收频率上的。类似的测试在其他的功能的射频测试中都是有的，比如BT,2G.3G的MAXINPUTPOWER对应的就是阻塞性能测试，当然，阻塞还有带内的带外阻塞性能的测试，有未调制信号，也有调制的信号。这里就是我想说的重点，其实所有的射频模块试项都是相同的，掌握了一个，如果理解了，就等于全部掌握了。

手机射频测试总结（二）——接收灵敏度(2011-3-2 13:51)对于射频模块，接收机最主

要的参数就是灵敏度，所以专门针对各种模块的灵敏度测试作了一下总结，希望大家能有所收获。

GSM的灵敏度大家都比较清楚的是-102dBm，此时的误码率要求是小于2.439%。但是有人清楚GSM的灵敏度测试应该包含CS1-CS4,MCS5-MCS9的灵敏度测试吗？CS1-CS4是GMSK的调制方式，而MCS5-MCS9是8PSK的调制方式，同样的调制方式，其编码效率也是不同的，也就是说MCS9比MCS5的编码效率是要高的，所以MCS9的灵敏度要求只有-80多（抱歉手头没3GPP，记不清了）。当然，这些灵敏度测试只要一个能通过其他的就不会有什么大问题，因为这个测试证明了射频通路没问题，其他的多是芯片性能的验证了。

编码方式不同或者调制方式不同，其信息量不同，因此根据山农公式，其信噪比要求也是不同的，所以对于灵敏度要求也是不同的。接下来我们就来看其他的射频模块的灵敏度测试的要求。先从蓝牙说起，蓝牙一共有三种调制方式，因此可知也有三种的灵敏度测试标准，就是GFSK,π/4-DQPSK和8DPSK。此外蓝牙是TDD的系统，所以还有单多时隙的测试(对应GSM的GPRS测试，就是多时隙的，比如一般手机平台支持到CLASS10，那么测试灵敏度的时候，我们采用的4下1上的设置)，如DH1-DH5的测试,规范要求是-70dBm的时候，误码率小于0.1%。从以上的就能看出，GSM的CS1-CS4和BT的DH1，DM1，DH3,DM3等的编码方式，GPRS的多时隙测试对应的是蓝牙的DH1,DH3,DH5，GMSK和8PSK对应蓝牙的GFSK,π/4-DQPSK和8DPSK，后面的我就不一一对应了，大家自然能看出来。

继续说下CMMB，地面增补网络的S波段的调制方式有BPSK,QPSK,16QAM，卫星端的Ku波段只有BPSK和QPSK。由于我们多数CMMB接收机都是接收地面增补网络的信号，所以应该选用三种调制方式的信号源进行测试。我手里并没有CMMB的测试规范，所以只能推断根据不同的调制方式及速率，有不同的灵敏度要求，现在手机及PAD支持的分辨率已经达到了1080P，所以片源就可能从520i-1080p，数据速率肯定就会有很大的差别。

对于工作在 2.4G的WIFI，包含802.11b,g,n几种标准。调制方式有BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,速率也是从1M到几百兆。当然，这个和GSM是一样的，一种调制方式对应的是两种或者两种以上的速率，不是一种调试方式一种速率。具体的就要大家自己去研究下信源信道编码那些东东了。所以对应的灵敏度测试就有很多种。当然了，对于wifi，我们可以先测试最高速率。如果可以达标，其他的就没必要测试了。规范对于灵敏度的要求也是从最低的-82dBm到-62dBm.由于比较多，我就不一一罗列了。

对于TD和WCDMA的测试，相对比较简单，注意以下几点就行了，首先就是TD的灵敏度要求是-108dBm，因为要考虑到TT即测试误差是+-0.7dB，所以在-107.3以下就可以了（对于其他的灵敏度测试都是有这个测试误差的）。此外TD规范里还提到了一个3.84MHz 的灵敏度，这是一种目前还未被应用的标准，估计是为了对应W的FDD5M通信模式的TDD 模式。由于其带宽较宽，所以灵敏度规定为-105，不过它的带宽是应该等同于W的5M，但是噪底按1.6M的两倍即3dB加的，这个就不清楚了。对于WCDMA，各个频段对应的灵敏度从-103.7至-106.7不等。可以说是从-114至-117不等，这里就涉及到一个换算，即功率较大的表示方式是基站下行总功率，包含很多信息，而功率较小的参考方式是这个用户的数据信道的功率。而这个DPCH的功率比Ior的值为-10.3dB.比较W来看TD的灵敏度，大家就应该知道这个-108就是下行的信号总功率了，因为和数据信道的比默认为0dB,所以TD只有这一个标准。想进一步了解的同学可以好好看看规范的定义。

最后就是对应于多频段的射频模块，灵敏度要求也是不同的，这个就很好理解了。比如GSM是4个频段，带宽200K，频率间隔200K。TD两个频段，带宽1.6M，频率间隔200K（附加信道的频率间隔为100K），WCDMA的带宽就多了，我们常用的是1,2,5,8。带宽是5M，频率间隔同TD（此前遇到过很多以为W的信道间隔是5M的，这个大家去看看规范里的信道号定义吧，但实际一个小区分配的信道肯定是大于5M的，大家注意区分）。BT是2.4G 一个频段，带宽1M，频率间隔1M。WIFI我们多数还是只用2.4G，带宽5M，不过是根据其速率调整带宽，有20M或者25M等。5.8G用的较少。CMMB是从474M-794M，频率间隔8M，带宽8M。

以上就是把各种射频模块的灵敏度测试作了一下总结，主要是便于大家的理解和记忆。没有太深的东西，对于各系统的灵敏度确认，都是根据系统的参数计算出来的，以前在论坛里跟很多朋友讨论过，如果大家感兴趣，可以找找看，我觉得就算你是专门搞测试的，也应该知道为什么这么测，规范为什么这么定义。最近刚好能闲几天，所以有时间帮大家整理一些知识，如果忙起来可就不会更新这么快了，希望到时候大家能理解！

手机射频测试总结（三）——发射功率及发射频率（基础篇）(2011-3-8 13:33)对于发射机的测试，最重要也是最简单的两点就是发射功率和发射频率。对于固定的通信系统，频率也就是固定的，整个链路的设计也都在这个频率下完成的。打个比方，这个频率就像是我们沟通用的语言，只有大家都用同样的语言才能进行通信，比如其中一方说的不是普通话，那么就等于引入了频率误差。如果有一方说的是外语，那么就等于收发两端不在一个频率上，无法进行通信，所以对于任何一种通信制式都是有频率误差要求的，虽然GPS，CMMB只有接收，没有对频率误差的要求，但是GPS接收的也是卫星信号，而CMMB同样也是要接收卫星或者地面中继的信号，这些发射设备还是有频率误差要求的。此外大家要区分这个频率误差和时钟的频率稳定度区别，频率稳定度是对参考时钟准确性的要求。时钟是不同的通信终端内部的参考基准，只要大家参考同一个基准，这样的频率才能保持一致。对与内部时钟有晶体和晶振，主要区别就是一个无源的，一个是有源的，他们的频率稳定度要比系统要求频率误差要低，原因就是系统会进行自校准。

WCDMA，TD及GSM对于频率误差的要求都是0.1ppm，换算成频率大概是从85Hz-210Hz。蓝牙单时隙要求是25KHz，3及5个时隙要求是40KHz。wifi要求是25ppm，换算成频率是60K+。以上可以看出对于近距通信频率误差要求就不那么严格了，毕竟不用像GSM等需要考虑多径及其他各种衰落还有多普勒频移等因素。

以上大家对于频率误差的定义及各系统的指标要求都清楚了，那么接下来就说一下发射功率。

对于WCDMA及TD，最大功率要求都是24dBm（以前有说过要加系统测试容差，这里就不再说了），GSM的低频是33dBm，高频是30dBm。低频EDGE是27dBm，高频EDGE是26dBm。EDGE功率较低是因为其采用的线性调制而作的功率回退，降低系统设计难度及保证两种调制方式下使用同一个PA。蓝牙最大发射功率：分为三个等级：Class1:0dBm-20dBm;Class2:-6dBm-4dBm;Class3:0dBm，我们常采用的是CLASS2。这里也说明

一下，其他的通信制式也是有不同的功率等级的，只不过我们手机选用了其中一种，大家要清楚这一点。Wifi的最大功率要求是20dBm。其实制约功率大小的，最主要的因素就是通信距离。W,TD,GSM通信距离都是在几公里，wifi的话应该是几十米，蓝牙就是在十米以内了。大家都知道自由空间信号的损耗公式，32.45dB+20Lgd(Km)+20Lgf(MHz),按通信频率2G计算，如果要覆盖5公里的距离，损耗大概是108dB。按基站发射功率是50W即47dBm计算的话，基站覆盖边缘在-61dBm。不过实际应用环境比较复杂，比如室内应用，各种衰落，实际上信号要小很多，一般情况下手机接收到的信号是在-80dBm左右。此处要注意的就是衰减和衰落的区别。衰减就是信号自由空间损耗变小，衰落是由多径阴影效应等引起的信号矢量叠加导致。衰落又分慢衰落和快衰落，大家可以搜一下这部分的东西学习一下，还是很有用的

手机射频测试总结（五）——蓝牙部分(2011-6-9 15:53)还是以介绍技术部分为主吧，相关的背景知识可以GOOGLE（这不是广告）。

蓝牙的工作频率在 2.4G的ISM（Industrial, Science and Medicine）频段。具体为2400-2483.5MHz，信道带宽1M，有79个信道。信道频率为2402+K，K取0-78，共79个信道。大家可以发现在频段前面和后面均有一段的保护带宽，分别为2M和3.5M，因为蓝牙工作在ISM频段,对其频率范围有着比较严格的要求,在蓝牙的输出频率范围中有此要求，衡量标准是功率谱密度为-80dBm/Hz，如RBW设置为100K，那么即为-30dBm的位置。蓝牙双工模式是TDD的。功率分3个级别，Class 1:0dBm-20dBm;Class2:-6dBm-4dBm;Class3:0dBm。我们常见的就是Class2,功率一般在0dBm附近。此外也听说有Class 1.5，不过不是标准值，功率在Class1-2之间。蓝牙的调制方式有三种，GFSK，π/4-DQPSK，8DPSK。标准调制信号的参数具体就参看spec吧。

蓝牙TX的基本的测试项目包括输出功率，功率谱密度，功率控制，频率范围，20dB带宽，邻信道功率，调制特性，初始载波容差，载频偏移。RX的基本测试项为灵敏度，载干比性能，阻塞性能，交调特性和最大输入电平。再就是EDR的测试了，无非是不同的调制方式。测试内容就不一一介绍，就大致谈谈我认为有点必要的。对于邻信道功率，和TD或者W有点差别，规范中规定的测试范围比较广。具体为，+-2的信道，小于-20dBm，对于+-3和其他所有信道，应该是-40dBm，允许有3个fail点，但是fail点的功率不能超过-20dBm。对于载干比的测试，有这样一个问题，在要求列表中，对于同频，要求信号比干扰大11dB。1M 处为0dB，2M处为-30dB，大于3M处为-40dB。但是对于一个镜频点，要求是-9dB。规范里说明这个镜频点由芯片厂家给出。此外不满足要求的频率点称为杂散响应点，在大于有用信号频率2M以外允许有5个这样的电，但是这些点必须满足C/I大于-17dB。这里多说一句，有时候把规范读的仔细点，就可以省掉去debug的时间了。

因为也有人会问到DH1，2-DH3等是什么意思的问题，所以这里也说一下数据分组模式的问题，蓝芽系统支持实时的同步定向联接和非实时的异步不定向联接，分别成为SCO链路（Synchronous Connection-Oriented Link）和ACL链路（Asynchronous Connection-Less Link），前者主要传送话音等实时性强的信息，在规定的时隙传输，后者则以数据为主，可在任意时隙传输。但当ACL传输占用SCO的预留时隙时，一旦系统需要SCO传输，ACL则自动让出这些时隙以保证SCO的实时性。ACL数据包有几种形式，比如我们比较常见的DH1,DH3,DH5，DM1,DM3,DM5。后面的数字表示的是支持的时隙数。DH和DM的区别是DH没有加FEC，即前向纠错码。因此抗干扰性较差，但是传输速率比DM要快。对于测试中出现的2-DH1，

3-DH1，就是调制方式的不同的，2对应的是π/4-DQPSK，3对应的是8DPSK。SCO的数据包包含HV1,HV2,HV3，DV,EV3,EV4,EV5，不过实际中都是测试数据业务，这个大家知道就OK 了。

了解了这些基本上蓝牙测试上就差不多了，如果大家有问题，可以在评论中提出来，我会在此后加一个帖子说一说。最后希望大家多多支持！

本文来自：我爱研发网(https://www.360docs.net/doc/c07410501.html,) - R&D大本营

详细出处：https://www.360docs.net/doc/c07410501.html,/Blog/Detail_RD.Blog_fengmo44_26964.html