高效實現手機RF測試的技巧

現今的手機生產，成本壓力越來越大，生產周期卻日益縮短，這就要求產品測試必須更加快速高效。為尋找簡單有效的測試方法，本文討論了手機生產過程中的兩個基本測試階段：模組測試階段和成品測試階段。

在模組測試階段需要調整手機，讓手機初步滿足部分設計規范的要求，然后再利用訊號測試來模擬手機的真實作業。第二步用以驗證第一步的結果是否正確，同時也保證手機能夠滿足那一部分無法調整的規范的要求。

產品測試以及隨之發生的所有測試程式，其目的都不同于產品開發過程中那些更深層次的測試。產品測試主要關注OSI參考模型的第一層，即關注手機的物理特性。而訊號可以到達實體層之上的所有層，因而可以利用訊號來進行產品測試。

利用訊號建立呼叫、切換通道時，應該在強制一致性測試中已經驗證過其實現的正確性。訊號與手機的物理特性不同，一般來說它更像軟體，不易受變化影響。換句話說，只要測試的程式不變，那么就有理由期望軟體的表現保持一致。這也就意味著，只測試那些易受變化影響的特性就能加快產品測試的速度。為測試那些從未出錯的部分而花費時間和金錢顯然毫無意義。

手機的產品測試從模組測試或非訊號測試和調整開始。在這一測試過程中，測試人員透過一個服務介面來控制手機，該介面也用于向手機輸入調整值。

首先必需調整的是手機的本振。即在平均溫度下測試一臺未同步手機的頻率誤差。手機的振蕩器頻率可以利用一個單獨的數模轉換器輕松地調諧。例如，GSM規定載波頻率的精度為0.1ppm，如果不能持續不斷地同步振蕩器，就不可能達到這一要求。

除了測量頻率誤差外，現代測試設備還能評估手機的一些其它相關數據，例如I-Q失衡度和原始偏移。有了這些可用于評估手機調變器特性的數據之后，就有可能最佳化對載波和邊帶的抑制。

接著還要計算手機的輸出功率。為獲得較高的效率，可以透過某些調整對硬體設計中必需進行的折衷處理作出補償。需要測量的位置點個數取決于手機所參考的行動射頻標準。

在利用測試儀器測量手機輸出功率時，應該盡可能地快速，但必須多次重覆測量。現代測試觀念日益依賴于硬體性能的利用程度如何，以及行動射頻測試儀能提供哪些額外測試選項。因此，我們通常采用行動射頻測試標準中規定的訊框結構和時隙結構。在進行多訊框或多時隙測量時，輸出功率的依賴性(dependency)可表示為D/A控制值的函數。

在一項仍被認為屬于非訊號測試的作業中，手機輸出一個斜坡輸出訊號，該訊號與功率輸出階段的動態范圍相對應。其時隙定時和訊框定時并非來自控制通道，而是簡單地根據典型時隙長度或訊框長度生成。這就在相當程度上減少了服務介面上的控制步驟數，進而最佳化測試儀器的測量結果。

相對于傳統測試程式而言，這種測試程式的缺點在于它首先必需在服務介面上實現該測試模式，而且這種測試程式的專用性還使其無法在訊號狀態下重用。測試儀只能用很短的時間設置分析器。而且，在對測試儀提要求時還必需考慮到訊號(如寬頻CDMA訊號)較大的動態范圍和較寬的頻寬。至少必需計算在一個特定輸出功率下，手機輸出訊號的頻率補償依賴度。

最后，還應測出手機天線輸入端的輸入訊號場強。這一測量實際上在手機內部完成。行動射頻測試儀提供一個輸出功率特定的訊號，基于CDMA的系統比基于GSM的系統更容易測量。根據系統不同，CDMA/W-CDMA手機的輸出功率取決于其接收到的基地臺訊號強度。而手機輸出功率的精確性又大幅影響手機所建立的連接質量和整個蜂巢式網路內的通道容量。

要計算頻響補償，至少要在一個參考值上對多個通道進行接收訊號強度指示測試。測試方法與輸出功率測試類似，在測試儀器端和手機端均需定義一種帶時隙或訊框定時的斜坡訊號。但這種測試并不常用。

此類精密的模組和訊號測試儀能夠評估I-Q失衡度、原始偏移等數據，也能進行頻率誤差測量。

模組測試通常在印刷板上完成，然后才對安裝完畢的手機進行測試，即成品測試。成品測試用于測試那些在模組測試中無法檢驗的產品特性。例如，在接收機測試時，需要將手機打開后同步到一個控制通道上進行測試。理論上講，這時應該不再需要服務介面，但如果有服務介面仍能幫助縮短測試時間。

手機的軟體設計對成品測試有著至關重要的影響。手機開機之后，會頻繁地顯示一些商業動畫，如果能夠在生產中去除這些動畫，就能輕松節省幾千美元的測試成本。此外，在成品測試階段還可以透過省去手機上的通道搜尋或同步檢測來節約時間，因為這樣就能跳過所有第3層訊號的其它步驟，而通常這些步驟是必須完成的。

在建立連接時也可以采用類似策略。這時，行動射頻測試儀工作在精簡訊號模式，而手機可以透過服務介面進入指定狀態。一旦連接經過驗證，就可以同時進行發射機和接收機測量，從而實現測試方法的進一步優化。

發射機測量包括調變特性檢驗、功率測量、功率斜波測試以及測量輸出訊號對相鄰通道的影響。接收機測試將測試時接收到的所有數據都發回發射機，測試儀則將返回的數據與之前發射出去的數據進行比較，從而得到位元誤碼率。這時，逐位元比較數據是最快也是最佳的方法。

但位元誤碼率測量的基本要求是錯誤數據也能夠返回發射機。這一要求看似平常，但并非所有的數據連接都能夠做到，實際可能實現的往往是數據塊誤差測量。透過這種測量得到的統計可比較數據所要求的時間比位元誤碼率測量長得多。手機音質是用戶評價手機時的一項非常重要的標準，因此，如果再加上音頻測量，我們所做的測量就完整了。而數據連接測試只有在實體連接發生了實際改變時才有意義。

但如果手機沒有改變，那么其它測試就可以跳過或者只作抽樣測試。典型的訊號測試在每個頻帶上要測試兩到三個通道。