高效實(shí)現(xiàn)手機(jī)RF測(cè)試的技巧

現(xiàn)今的手機(jī)生產(chǎn)，成本壓力越來(lái)越大，生產(chǎn)周期卻日益縮短，這就要求產(chǎn)品測(cè)試必須更加快速高效。為尋找簡(jiǎn)單有效的測(cè)試方法，本文討論了手機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的兩個(gè)基本測(cè)試階段：模組測(cè)試階段和成品測(cè)試階段。

在模組測(cè)試階段需要調(diào)整手機(jī)，讓手機(jī)初步滿(mǎn)足部分設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，然后再利用訊號(hào)測(cè)試來(lái)模擬手機(jī)的真實(shí)作業(yè)。第二步用以驗(yàn)證第一步的結(jié)果是否正確，同時(shí)也保證手機(jī)能夠滿(mǎn)足那一部分無(wú)法調(diào)整的規(guī)范的要求。

產(chǎn)品測(cè)試以及隨之發(fā)生的所有測(cè)試程式，其目的都不同于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中那些更深層次的測(cè)試。產(chǎn)品測(cè)試主要關(guān)注OSI參考模型的第一層，即關(guān)注手機(jī)的物理特性。而訊號(hào)可以到達(dá)實(shí)體層之上的所有層，因而可以利用訊號(hào)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。

利用訊號(hào)建立呼叫、切換通道時(shí)，應(yīng)該在強(qiáng)制一致性測(cè)試中已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)其實(shí)現(xiàn)的正確性。訊號(hào)與手機(jī)的物理特性不同，一般來(lái)說(shuō)它更像軟體，不易受變化影響。換句話說(shuō)，只要測(cè)試的程式不變，那么就有理由期望軟體的表現(xiàn)保持一致。這也就意味著，只測(cè)試那些易受變化影響的特性就能加快產(chǎn)品測(cè)試的速度。為測(cè)試那些從未出錯(cuò)的部分而花費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)顯然毫無(wú)意義。

手機(jī)的產(chǎn)品測(cè)試從模組測(cè)試或非訊號(hào)測(cè)試和調(diào)整開(kāi)始。在這一測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員透過(guò)一個(gè)服務(wù)介面來(lái)控制手機(jī)，該介面也用于向手機(jī)輸入調(diào)整值。

首先必需調(diào)整的是手機(jī)的本振。即在平均溫度下測(cè)試一臺(tái)未同步手機(jī)的頻率誤差。手機(jī)的振蕩器頻率可以利用一個(gè)單獨(dú)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輕松地調(diào)諧。例如，GSM規(guī)定載波頻率的精度為0.1ppm，如果不能持續(xù)不斷地同步振蕩器，就不可能達(dá)到這一要求。

除了測(cè)量頻率誤差外，現(xiàn)代測(cè)試設(shè)備還能評(píng)估手機(jī)的一些其它相關(guān)數(shù)據(jù)，例如I-Q失衡度和原始偏移。有了這些可用于評(píng)估手機(jī)調(diào)變器特性的數(shù)據(jù)之后，就有可能最佳化對(duì)載波和邊帶的抑制。

接著還要計(jì)算手機(jī)的輸出功率。為獲得較高的效率，可以透過(guò)某些調(diào)整對(duì)硬體設(shè)計(jì)中必需進(jìn)行的折衷處理作出補(bǔ)償。需要測(cè)量的位置點(diǎn)個(gè)數(shù)取決于手機(jī)所參考的行動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)。

在利用測(cè)試儀器測(cè)量手機(jī)輸出功率時(shí)，應(yīng)該盡可能地快速，但必須多次重覆測(cè)量。現(xiàn)代測(cè)試觀念日益依賴(lài)于硬體性能的利用程度如何，以及行動(dòng)射頻測(cè)試儀能提供哪些額外測(cè)試選項(xiàng)。因此，我們通常采用行動(dòng)射頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的訊框結(jié)構(gòu)和時(shí)隙結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行多訊框或多時(shí)隙測(cè)量時(shí)，輸出功率的依賴(lài)性(dependency)可表示為D/A控制值的函數(shù)。

在一項(xiàng)仍被認(rèn)為屬于非訊號(hào)測(cè)試的作業(yè)中，手機(jī)輸出一個(gè)斜坡輸出訊號(hào)，該訊號(hào)與功率輸出階段的動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)應(yīng)。其時(shí)隙定時(shí)和訊框定時(shí)并非來(lái)自控制通道，而是簡(jiǎn)單地根據(jù)典型時(shí)隙長(zhǎng)度或訊框長(zhǎng)度生成。這就在相當(dāng)程度上減少了服務(wù)介面上的控制步驟數(shù)，進(jìn)而最佳化測(cè)試儀器的測(cè)量結(jié)果。

相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)試程式而言，這種測(cè)試程式的缺點(diǎn)在于它首先必需在服務(wù)介面上實(shí)現(xiàn)該測(cè)試模式，而且這種測(cè)試程式的專(zhuān)用性還使其無(wú)法在訊號(hào)狀態(tài)下重用。測(cè)試儀只能用很短的時(shí)間設(shè)置分析器。而且，在對(duì)測(cè)試儀提要求時(shí)還必需考慮到訊號(hào)(如寬頻CDMA訊號(hào))較大的動(dòng)態(tài)范圍和較寬的頻寬。至少必需計(jì)算在一個(gè)特定輸出功率下，手機(jī)輸出訊號(hào)的頻率補(bǔ)償依賴(lài)度。

最后，還應(yīng)測(cè)出手機(jī)天線輸入端的輸入訊號(hào)場(chǎng)強(qiáng)。這一測(cè)量實(shí)際上在手機(jī)內(nèi)部完成。行動(dòng)射頻測(cè)試儀提供一個(gè)輸出功率特定的訊號(hào)，基于CDMA的系統(tǒng)比基于GSM的系統(tǒng)更容易測(cè)量。根據(jù)系統(tǒng)不同，CDMA/W-CDMA手機(jī)的輸出功率取決于其接收到的基地臺(tái)訊號(hào)強(qiáng)度。而手機(jī)輸出功率的精確性又大幅影響手機(jī)所建立的連接質(zhì)量和整個(gè)蜂巢式網(wǎng)路內(nèi)的通道容量。

要計(jì)算頻響補(bǔ)償，至少要在一個(gè)參考值上對(duì)多個(gè)通道進(jìn)行接收訊號(hào)強(qiáng)度指示測(cè)試。測(cè)試方法與輸出功率測(cè)試類(lèi)似，在測(cè)試儀器端和手機(jī)端均需定義一種帶時(shí)隙或訊框定時(shí)的斜坡訊號(hào)。但這種測(cè)試并不常用。

此類(lèi)精密的模組和訊號(hào)測(cè)試儀能夠評(píng)估I-Q失衡度、原始偏移等數(shù)據(jù)，也能進(jìn)行頻率誤差測(cè)量。

模組測(cè)試通常在印刷板上完成，然后才對(duì)安裝完畢的手機(jī)進(jìn)行測(cè)試，即成品測(cè)試。成品測(cè)試用于測(cè)試那些在模組測(cè)試中無(wú)法檢驗(yàn)的產(chǎn)品特性。例如，在接收機(jī)測(cè)試時(shí)，需要將手機(jī)打開(kāi)后同步到一個(gè)控制通道上進(jìn)行測(cè)試。理論上講，這時(shí)應(yīng)該不再需要服務(wù)介面，但如果有服務(wù)介面仍能幫助縮短測(cè)試時(shí)間。

手機(jī)的軟體設(shè)計(jì)對(duì)成品測(cè)試有著至關(guān)重要的影響。手機(jī)開(kāi)機(jī)之后，會(huì)頻繁地顯示一些商業(yè)動(dòng)畫(huà)，如果能夠在生產(chǎn)中去除這些動(dòng)畫(huà)，就能輕松節(jié)省幾千美元的測(cè)試成本。此外，在成品測(cè)試階段還可以透過(guò)省去手機(jī)上的通道搜尋或同步檢測(cè)來(lái)節(jié)約時(shí)間，因?yàn)檫@樣就能跳過(guò)所有第3層訊號(hào)的其它步驟，而通常這些步驟是必須完成的。

在建立連接時(shí)也可以采用類(lèi)似策略。這時(shí)，行動(dòng)射頻測(cè)試儀工作在精簡(jiǎn)訊號(hào)模式，而手機(jī)可以透過(guò)服務(wù)介面進(jìn)入指定狀態(tài)。一旦連接經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，就可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試方法的進(jìn)一步優(yōu)化。

發(fā)射機(jī)測(cè)量包括調(diào)變特性檢驗(yàn)、功率測(cè)量、功率斜波測(cè)試以及測(cè)量輸出訊號(hào)對(duì)相鄰?fù)ǖ赖挠绊?。接收機(jī)測(cè)試將測(cè)試時(shí)接收到的所有數(shù)據(jù)都發(fā)回發(fā)射機(jī)，測(cè)試儀則將返回的數(shù)據(jù)與之前發(fā)射出去的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而得到位元誤碼率。這時(shí)，逐位元比較數(shù)據(jù)是最快也是最佳的方法。

但位元誤碼率測(cè)量的基本要求是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)也能夠返回發(fā)射機(jī)。這一要求看似平常，但并非所有的數(shù)據(jù)連接都能夠做到，實(shí)際可能實(shí)現(xiàn)的往往是數(shù)據(jù)塊誤差測(cè)量。透過(guò)這種測(cè)量得到的統(tǒng)計(jì)可比較數(shù)據(jù)所要求的時(shí)間比位元誤碼率測(cè)量長(zhǎng)得多。手機(jī)音質(zhì)是用戶(hù)評(píng)價(jià)手機(jī)時(shí)的一項(xiàng)非常重要的標(biāo)準(zhǔn)，因此，如果再加上音頻測(cè)量，我們所做的測(cè)量就完整了。而數(shù)據(jù)連接測(cè)試只有在實(shí)體連接發(fā)生了實(shí)際改變時(shí)才有意義。

但如果手機(jī)沒(méi)有改變，那么其它測(cè)試就可以跳過(guò)或者只作抽樣測(cè)試。典型的訊號(hào)測(cè)試在每個(gè)頻帶上要測(cè)試兩到三個(gè)通道。