移动通信终端生产测试趋势分析与CMW500的应用

分享到:

移动通信终端设计的变化

  手机无线通信的价值已不再那样举足轻重了,因此实现它的成本要求也越来越低,没人愿意为只有几个美元的通信芯片花费大量的设计、制造和测试的时间。

  为满足不同环境下的各种应用,设计者不得不将多种无线技术都放到小小的手机中,还要保证性能的稳定可靠,设计和制造的技术难度在不断加大。

  生产测试的新挑战

  生产测试过程通常分为板测和终测两个阶段。板测对电路板上的无线模块进行校准,目的是给原本空白的手机板写入参数,调整由于元件个体间的差异造成的手机整体射频性能的不同。基本做法是:分频率和功率等级调节发射机功放的增益,调节基带调制器的频率误差,调节接收机前端低噪放的增益。整个过程由仪器测试数据并提供测试信号。终测用于验证校准效果的好坏。测试仪器和被测手机先建立话音呼叫连接,然后由仪器对发射机及接收机的性能进行测量。另外,有些厂家还会在这一站对话音质量或者天线的辐射性能进行验证。如果手机支持Bluetooth/FM/WLAN和GPS等技术,那么还要升级测试站的功能,甚至添加专门的测试站。

  传统流程越来越不适应复杂手机的生产要求。通过观察可发现传统方法中以下因素对测试时间影响较大:测试软件、控制设备以及仪器的初始化、手机开关机、校准过程中,控制软件与手机之间的数据交互;建立呼叫;终测过程中,手机接收机误码率BER的测试;频段、制式间切换。

  随多模手机的出现,测试所需时间在成倍增加,也意味着测试成本不断提高。现在典型的双模手机完整的测试时间普遍在3~5分钟,甚至更长。同时,Bluetooth/FM/WLAN和GPS等技术的加入,使整个测试方案、测试夹具、连接设备和仪器的配置及应用变得更加复杂。

  现在各大手机制造商纷纷开始对原有测试模式进行改革,目的只有一个,即降低测试成本,简化测试流程。

  测试领域越来越清晰的出现以下趋势。

  使用非信令模式

  传统方法中,话音呼叫的建立、系统切换,以及测试模式和正常模式间的切换、开关机这些动作占用了大量时间。信令动作旨在考验手机对高层协议信息的执行是否正确,完全可以转移到研发阶段测试。因此未来的终测也将像校准一样,完全在非信令模式下进行。以往必须借助信令模式构建收发环回链路进行的误码率测试,随着芯片和仪器能力的提升,也可在非信令条件下完成。

  预定义的测试步骤和模式

  提高生产效率

  校准时软件和手机之间存在大量的数据交互。目前的仪表的速度已经非常快,比如罗德与施瓦茨公司的CMU200,单次的功率测量只需要几十毫秒。但是大量数据交互所需要的时间远大于测试本身,形成速度瓶颈。

  手机芯片已开始变得更智能,测试程序只需向芯片发出一次指令,指示手机发出不同功率和频率的信号序列,手机就能连续动作。同时仪器使用智能校准这样的技术进行一次性的测试,从而节省时间。此外,基于芯片和仪器的能力,工程人员还开发出多制式并行测量的新应用。

  使用下一代宽带无线综合测试仪

  受设计限制,现有的无线综测仪往往无法产生和分析宽带信号,如LTE和WiMAX技术使用的OFDMA调制信号,也无法对MIMO、 WLAN/GPS/DVB/CMMB等技术进行处理。为满足新的测试需求,罗德与施瓦茨公司推出了宽带无线综测仪CMW平台。该平台包括覆盖协议测试、研发测试以及生产测试等不同需求的系列产品,具有解调带宽大、扩展性强、测试速度快、同时又充分兼容以往技术的优点。各大手机厂商都纷纷开始使用这一新的测试平台。

  调制技术,多址、双工方式与测量

  无线信号的形式决定了应该使用何种测试方法,以及能够得到的测试结果。现代无线通信系统都在使用复杂的数字调制和多址接入技术,对于带宽、帧结构、调制方式、码元(码片)速率、滤波器类型、信道编码和纠错方式等众多低层(通常为PHY,MAC和RLC层 )参数都有明确的要求,这些参数都会影响到测试方法的实现。当然,为方便客户的使用,无线综测仪通常都有专门的测试工具,依据信号的不同特性进行定制。

  不同的无线技术都有相应的测试规范,如GSM手机测试依照3GPP 51.010,WCDMA手机测试依照3GPP 34.121。但生产线通常不需要测试所有项目,否则成本会非常大。表1所示为一般研发阶段和生产线常用的测试项目,这些项目可保证手机最基本的射频性能的合格。

  表1 常见射频测试项目

  
常见射频测试项目

 

  而且,随着技术的发展,测试规范也在不断增加新内容。如LTE,很多项目还在持续完善当中,比如MIMO技术对LTE终端吞吐量和接收机误码率的影响,各终端厂家还在探索中。CMW平台是业内目前唯一实现LTE终端信令测试功能的方案。使用该平台,可模拟LTE基站的许多信令动作,完成终端的早期测试。CMW还可扩充为独立的双通道仪表,实现MIMO的流量和接收机的测试。
CMW的典型应用

  GPRF工具对WiMAX信号

  进行快速功率测量

  用CMW500产生一个WiMAX上行信号,功率在0dBm。CMW500的GPRF功率测量工具可准确测得这个信号。请注意,MMI中的 Filter Type和Bandwidth两个参数会对测试结果有影响。CMW提供的Filter Type有Bandpass、Gaussian、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA,滤波器带宽为1kHz~40MHz,基本满足所有通信信号功率测量要求。通过GPRF工具集中的FFT频谱仪,还可从频域分析这个WiMAX信号。

  列表模式下的信号分析

  CMW500可灵活产生列表模式(List Mode)的信号。如图1所示,每个频点的功率和频率的设置都不一样。使用Smart Alignment可快速捕获这个信号。

  

 

  图1 列表模式信号的频点列表

  Multi-Evaluation和环回BER并行测试

  Multi-Evaluation可将WCDMA信号需要的发射测试结果一次性测得。如图2所示,CMW500还能同步进行误码率和误块率的测试。

  

 

  图2 WCDMA信号的Multi-Evaluation测试结果

  在这个实例中,使用CMW500播放一个特定的波形文件,再用CMW500进行接收,通过内部触发器实现UL和DL同步,由CMW500读出BER结果,实现真正的收发并行测试。

  TD-SCDMA信号分析

  TD-SCDMA是我国提出的3G标准。目前CMW500支持对TD-SCDMA信号的Multi-Evaluation测试,且速度非常快。据以往实测结果,通过Multi-Evaluation测得指定频点的所有发射机结果,如图3所示,包括Modulation、Power vs. Time和SEM等等,时间可控制在1秒左右。

  

 

  图3 TD- CDMA信号的Multi-Evaluation测试结果

  结语

  CMW测试平台凭借极为丰富的功能和完美的表现,可为客户实现设计和生产价值的最大化。

继续阅读
射频测试基础:网络分析与网络分析仪

若干电气元件相互连接形成的系统叫做网络。“网络”可以作为电路的代名词,“网络分析”就是电路分析,只是平常很少这样说,由此增添了几分神秘色彩。到了射频通信领域,可以把任何具有一个以上端口的电路单元称为网络,并且常常把这种网络视为“黑箱”,并不去关心电路单元内部是怎么回事,而是给端口加上适当的激励信号,测试电路的反应,从而表征这个网络的特点。射频通信领域常说的“网络分析”,就是这种以端口为界,描绘射频电路性能的工作。

深入解析UMTS系统中UE的射频测试

本文旨在通过一些UMTS的部分测试用例来介绍UMTS测试项目背后的一些测试原理以及系统原理。希望大家能通过本文了解一些测试项目背后的系统原理以及测试原理。

wlan射频测试基本要点

此文着重谈一下WLAN射频部分测试基本要点,希望对刚刚涉及WLAN领域的朋友有一 定的帮助。另外此文主要着重于WLAN芯片的初期射频测试,关于工程大规模自动化测试(类似batch处理等)不在此文讨论范围。

如何使用示波器进行射频信号测试

随着无线通信、雷达、卫星通信、光通信等领域对于信号传输速率或者分辨率要求的提升,采用的调制制式越来越复杂,信号带宽也越来越宽。现代的实时示波器由于芯片和材料工艺的提升,已经可以提供高达几十GHz的实时测量带宽,同时由于其时域测量的直观性和多通道等特点,使其开始广泛应用于超宽带信号以及射频信号的测量。

如何保物联网传输质量 射频测试受关注

物联网时代万物皆可联,只要你的设备终端具有联网、通讯功能,就可以被看做是物联网中的一个元素。因此,无线连接便成为物联网设备上一项基本而又重要的功能。今天,无线传输技术虽然呈多元化发展,不过物联网设备上的无线技术,大部分仍类似于移动无线设备上的技术,包括无线、蓝牙、近场通讯、移动蜂窝技术等等。