手機GSM射頻指標測試簡介

射頻指標測試培訓GSM1、測試的目的？

測試實際上就是挑毛病找問題,只有找出了問題，才能對癥下藥,解決問題。

2、測試的條件？

測試環(huán)境、測試設備、測試方法

3、測試的準確性？

測試設備的性能要求是否達標；

測試結果的取值方法；

測試方法的準確性。（加工程值）

4、測試設備

1）

帶0.3GMSK調制的高頻信號發(fā)生器：

用于同信道抑制和鄰信道抑制測試。

2）

無調制的高頻信號發(fā)生器：用于互調抑制、阻塞、雜散響應測試。兩種信號發(fā)生器至少有一臺頻率范圍高于12.75GHZ，這是阻塞和雜散所要求的。3）

頻譜分析儀（所能承受的功率小于1W）

4）

綜合測試儀

5）

多徑衰落模擬器

6）

衰減器7）

信號分配器

8）

濾波器或陷波器

9）功率計、網(wǎng)絡分析儀5．單位換算1)dBW是表示功率相對的大小，其含義是：以1W作為比較基準時，用分貝來表示的功率。dBi是表示無線增益的大小，其含義是：以半波偶極子增益為比較基準，用分貝來表示無線增益。2)dBm：表示功率相對大小的單位，其含義是以1毫瓦作為比較基準時，用分貝來表示的功率大小，知道了相對于比較基準的功率的分貝數(shù)值即可計算出功率的大小，例如20dBm=100毫瓦；3)dBc：表示功率相對大小的單位，其含義是以載波功率電平作為比較基準時，用分貝來表示的功率大小，即知道了相對于載波功率電平的分貝數(shù)，就可以計算出功率的大小。dBm與dBc兩者之間必須知道載波電平功率，才能計算轉換，兩者不能無條件的轉換dBm功率值;dB電平值;dBuv電壓值；dBc相對電平值

dBm

dBc

dBm

WdBm=10log----------dBm=10lgP1(w)\P2(1mw)1mw

電壓V*V(dBuv)VdBuv功率P=—————————；10logP=20log——=20log———負載R(50Ω或75Ω)RR

4)bps=bit/s均為比特率單位Kbit/s為傳輸速率，指每秒傳輸?shù)那П忍財?shù)bit為信息

6．關鍵技術系統(tǒng)關鍵技術為：1）接入方式；2）調制方式；3）語音編碼；4）加密措施；5）

幀結構設計；6）編碼方案；7）網(wǎng)絡接口；8）協(xié)議。

網(wǎng)絡接口和協(xié)議：

OSI七號信令各層名稱和作用如下：應用層（最高層），把應用文件連到通信協(xié)議上；表示層（第六層），執(zhí)行通信協(xié)議中要傳輸數(shù)據(jù)的編碼和解碼；會話層（第五層），建立與更低層通信過程的連接并控制數(shù)據(jù)傳輸方向；傳輸層（第四層），完成糾錯功能和確定數(shù)據(jù)流接收和發(fā)送方向；網(wǎng)絡層（第三層），完成協(xié)議中發(fā)送數(shù)據(jù)的交換和選路工作；數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），通過物理層媒介無差錯發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；物理層（最底層），實際通信傳輸媒介的機械，電氣傳輸連接.GSM幀結構：TDMA幀：每一個TDMA幀含8個時隙，共占4.615ms（每一時隙0.577ms,156.25個碼元）；復幀：由多個TDMA幀構成復幀，其結構有兩種，分別含26個或51個TDMA幀，用于在物理信道中體現(xiàn)邏輯信道復用，含26個幀的復幀周期為120ms，用于業(yè)務信道或隨路控制信道，含51個幀的復幀周期為235.385ms，用于控制信道；超幀：由多個復幀構成超幀，超幀周期為6.12秒，用于控制信道或特種業(yè)務；超高幀：包含2048個超幀，周期為3小時28分53秒760毫秒，用于加密的話音和數(shù)據(jù)；以上分類比簡單的全幀，子幀分類更明確

7．阻抗匹配

天線阻抗匹配就是天線輸入阻抗等于與天線相連接的饋線的特性阻抗，如果天線阻抗匹配不好，就會在饋線上產(chǎn)生駐波，導致輻射能量減少，無線阻抗匹配可用天線輸入端的反射系數(shù)或駐波比來測量，當天線反射系數(shù)為零或駐波比等于1時，則為理想的全匹配；其測量方法與常規(guī)測試負載匹配駐波比方法相同，把天線作負載即可，一般可用通過式功率計進行；測試公式為：p=(1+|r|)/(1-|r|),其中p為電壓駐波比，常記為(SWR)，|r|為反射系數(shù)。

PACANTswitchFilterFilterFilterFilter241MHzI/QFilterI/QFilterRFVCODividerGSM=3DividerGSM=2I/QmodeDividerGSM=1DCS=2IFVCODivider=2PAFETDiplexerTXVCOLPFPhasedetectorDivider=3CrystalOSCX’TAL

I/Qpath/controlMicinterface射頻框圖

帶內測試1）

頻率誤差定義

發(fā)射機的頻率誤差是指測得的實際頻率與理論期望的頻率之差。它是通過測量手機的I/Q信號并通過相位誤差做線性回歸，計算該回歸線的斜率即可得到頻率誤差。頻率誤差是唯一要求在衰落條件下也要進行測試的發(fā)射機指標。測試目的

通過測量發(fā)射信號的頻率誤差可以檢驗發(fā)射機調制信號的質量和頻率穩(wěn)定度。頻率誤差小，則表示頻率合成器能很快地切換頻率，并且產(chǎn)生出來的信號足夠穩(wěn)定。只有信號頻率穩(wěn)定，手機才能與基站保持同步。若頻率穩(wěn)定達不到要求（±0.1PPm），手機將出現(xiàn)信號弱甚至無信號的故障，若基準頻率調節(jié)范圍不夠，還會出現(xiàn)在某一地方可以通話但在另一地方不能正常通話的故障。條件參數(shù)

GSM頻段選1、62、124三個信道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻段選512、698、885三個信道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。GSM頻段的頻率誤差范圍為+90HZ——-90HZ，頻率誤差小于40HZ時為最好，大于40HZ小于60HZ時為良好，大于60HZ小于90HZ時為一般，大于90HZ時為不合格；DCS頻段的頻率誤差范圍為+180HZ——-180HZ，頻率誤差小于80HZ時為最好，大于80HZ小于100HZ時為良好，大于100HZ小于180HZ時為一般，大于180HZ時為不合格。

2)相位誤差

定義

發(fā)射機的相位誤差是指測得的實際相位與理論期望的相位之差。理論上的相位軌跡可根據(jù)一個已知的偽隨機比特流通過0.3GMSK脈沖成形濾波器得到。相位軌跡可看作與載波相位相比較的相位變化曲線。連續(xù)的1將引起連續(xù)的90度相位的遞減，而連續(xù)的0將引起連續(xù)的90度相位的遞增。峰值相位誤差表示的是單個抽樣點相位誤差中最惡略的情況，而均方根誤差表示的是所有點相位誤差的惡略程度，是一個整體性的衡量。

測試目的

通過測試相位誤差了解手機發(fā)射通路的信號調制準確度及其噪聲特性?？梢钥闯稣{制器是否正常工作，功率放大器是否產(chǎn)生失真，相位誤差的大小顯示了I、Q數(shù)位類比轉換器和高斯濾波器性能的好壞。發(fā)射機的調制信號質量必須保持一定的指標，才能當存在著各種外界干擾源時保持無線鏈路上的低誤碼率。測試方法

在業(yè)務信道（TCH）激活PHASEERROR即可觀測到相位誤差值。測試時通過綜合測試儀MU200產(chǎn)生比特流進行調制后送給手機，并指令手機處于環(huán)回模式。然后去捕捉手機的一個突發(fā)信號，對其進行均勻相位抽樣，抽樣周期為調制信號周期的1/2，最后根據(jù)抽樣的正常突發(fā)中的樣點計算出相位軌跡和誤差。測試條件

GSM頻段選1、62、124三個頻道，功率級別選最大LEVEL5；DCS頻段選512、698、885三個頻道，功率級別選最大LEVEL0進行測試。GSM和DCS的相位峰值誤差均小于20度，平均誤差均小于5度。實際測試中相位峰值誤差小于7度時為最好，大于7度小于10度時為良好，大于10度小于20度時為一般，大于20度時為不合格；相位平均誤差小于2.5度時為最好，大于2.5度小于4度時為良好，大于4度小于5度時為一般，大于5度時為不合格。3）載波（發(fā)射）功率定義

發(fā)射機載波功率是指在一個突發(fā)脈沖的有用信息比特時間上內，基站傳送到手機天線或

收集及其天線發(fā)射的功率的平均值。在測試中發(fā)射機輸出功率是有用比特（對常規(guī)信道為147比特，對允許接入信道為87比特）功率作平均計算得出。這一點與測量其他類型設備時的輸出功率（無論是平均功率還是峰值功率）定義都是不同的。（非專業(yè)儀器無法辨別有用比特）

測試目的

測量發(fā)射機的載波輸出功率是否符合GSM規(guī)范的指標。如果發(fā)射功率在相應的級別達不到指標要求，會造成很難打出電話的毛病，即離基站近時容易打出而離基站遠時打出困難，往往表現(xiàn)出發(fā)射時總是提示用戶重撥號碼。如果發(fā)射功率在相應的級別超出指標的要求，則會造成鄰道干擾。測試方法

手機發(fā)射部分由發(fā)射信號形成電路、功率放大電路、功率控制電路三個單元組成。GSM頻段分為124個信道，功率級別為5----33dBm，即LEVEL5----LEVEL19共15個級別；DCS頻段分為373個信道（512----885），功率級別為0----30dBm，即LEVEL0----LEVEL15共15個級別；每個信道有15個功率等級，測試時選上、中、下三個信道對每個功率等級進行測試，每個功率等級以2dBm增減。對于同一測試頻率，在兩個相鄰功率控制等級上測量的功率值，他們之間的差應不大于3。5Db，小于0。5Db。

手機的發(fā)射功率是如何控制的呢？

由于手機不斷移動，手機和基站之間的距離不斷變化，因此手機的發(fā)射功率不是固定不變的，基站根據(jù)距離遠近的不同向手機發(fā)出功率級別信號，手機收到功率級別信號后會自動調整自身的功率，離基站遠時發(fā)射功率大，離基站近時發(fā)射功率小。具體過程如下：手機中的數(shù)據(jù)存儲器存放有功率級別表，當手機收到基站發(fā)出的功率級別要求時，在CPU的控制下，從功率表中調出相應的功率級別數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)/模轉換后變成標準的功率電平值，而手機的實際發(fā)射功率經(jīng)取樣后也轉換成一個相應的電平值，兩個電平比較產(chǎn)生出功率誤差控制電壓，去調節(jié)發(fā)射機激勵放大電路、預放、功放電路的放大量，從而使手機的發(fā)射功率調整到要求的功率級別上。2）

發(fā)射功率/時間特性定義

發(fā)射功率時間特性是指發(fā)射功率與發(fā)射時間之間的關系。由于GSM系統(tǒng)是一個TDMA的系統(tǒng)，八個用戶共用一個頻點，手機只在分配給它的時間內打開，然后必須及時關閉，以免影響相鄰時隙的用戶。由于這一原因，GSM規(guī)范對一個時隙中的RF突發(fā)的幅度包絡作了規(guī)定，對于時隙中間有用信號的平坦度也作了相應的規(guī)定，這個幅度包絡在577us的一個時隙內，其動態(tài)范圍大于70dB，而時隙有用部分平坦度應小于±1dB。

測試目的

用于檢查手機的TDMA突發(fā)脈沖的上升、下降及平坦部分與模板的吻合程度。手機發(fā)射突發(fā)信號的上升與下降部分應在+4dM——-30dB模板范圍之內，頂部起伏部分應在±1dB模板范圍之內。若突發(fā)信號超出模板范圍，將會對臨近時隙的用戶產(chǎn)生干擾。測量方法

對功率/時間關系的測量可以看作兩部分。一部分是對上升、下降沿的測量，對上升、下降沿的要求是為了保證兩個相鄰突發(fā)之間不產(chǎn)生干擾。因為前一個突發(fā)的下降沿和后一個突發(fā)的上升沿各有一部分處于一個相同的時段，即前一個突發(fā)最后的8。25比特時間的保護段。另一部分是對突發(fā)有用部分的幅度平坦度的測量，對幅度平坦度的要求是為了保證不出現(xiàn)有用部分的某個或幾個比特的碼元功率過大，從而造成對其它比特的干擾4）調制頻譜定義

調制頻譜指數(shù)字比特流信息經(jīng)GMSK調變后在臨近頻帶上所產(chǎn)生的頻譜。由于GSM調制信號的突發(fā)特性，因此輸出射頻頻譜應考慮由于調制和射頻功率電平切換而引起的對相鄰信道的干擾。在時間上，連續(xù)調制頻譜和功率切換頻譜不是同時發(fā)生的，因而輸出射頻頻譜可分為連續(xù)調制頻譜和切換瞬態(tài)頻譜。連續(xù)調制頻譜是由GSM