手机测试技术

nullGSM网络与手机测试技术 GSM网络与手机测试技术 生产技术部 杨光海 20051220一 、培训目的一 、培训目的1.了解GSM系统的简单结构。 2.手机测试原理简介。 3.手机测试项目的分析。 4.手机测试系统的介绍。二、 GSM系统二、 GSM系统网络子系统基站子系统PSTNISDNEIRAUCHLROMCMSCVLRBSCBSTBSCBTSMSMSCSPDN返回GSM 手机生产主要流程GSM 手机生产主要流程 贴片——>软件下载(SW_Download) ——>板测校准(PCB_Calibration) ——>装配——>功能测试 ——>综合测试(Final_Test) ——>天线测试(Antenna_Test） ——>IMEI号打印（IMEI_Download） ——>包装（Packing）三、手机测试基本技术简介三、手机测试基本技术简介一、软件下载(SW_Download) 1、定义：指用于将手机软件下载入手机相应IC的软件平台 GSM手机软件组成： L1（物理层）实现小区选择、帧同步、发射功率、接收功率、等功能 L2（数据链路层）实现数据链路管理功能 L3（网络层）实现通信业务管理（资源管理子层、移动管理子层、连接管理子层），包括WAP(Wireless Application Protocol )、GPRS等. MMI: Man-Machine interface 人-机界面 示例： A07_6219_PCB01_gprs_MT6219_EV.MAUI_05A_W05_40 A07 ：表示机型 6219 ：表示CPU型号 PCB01 ：表示主机板板本号 gprs：表示带有gprs功能 W05_40：表示软件版本 示例： A07_6219_PCB01_gprs_MT6219_EV.MAUI_05A_W05_40 A07 ：表示机型 6219 ：表示CPU型号 PCB01 ：表示主机板板本号 gprs：表示带有gprs功能 W05_40：表示软件版本 2、手机软件的下载系统简介：2、手机软件的下载系统简介：1、硬件需求： 1、电脑（PC）一台； 2、8 PORTS & 16PORTS 扩展卡（MOXA 卡）； 3、下载用数据 线（该数据线一头为9针串口，接扩展口或电脑串口，另一头接手机I/O口）； 4、直流电源（5V左右）软件下载位硬件结构图软件下载位硬件结构图 PC夹具或下载线手机串口线直流电源电池－2、下载用软件平台：－2、下载用软件平台： 1、下载原理 2、下载软件的特点： 多线程在下载软件中的运用 3、多线程的功能演示 (a)多线程的实现 (b)多线程的事件挂起 (c)多线程与单线程的比较附：进程与线程：附：进程与线程：进程常被定义为应用程序的运行实例。在Win32中，每个进程拥有4GB的地址控件，此外还拥有别的资源如文件、动态内存分配和线程。这些资源在进程重被创建，当进程终止时，他们被释放。 线程是指进程内部的可独立执行的单元，是操作系统对系统资源的基本调度单位。每个进程至少拥有一个线程，这个线程为主线程。一个进程也可以拥有多个线程，同属于一个进程的所有线程都共享进程的虚拟地址空间，线程之间可以共享进程的全局数据和资源。2、测试软件的工作原理 ：2、测试软件的工作原理 ：1、虚拟仪器简介 虚拟仪器（VI，Virtual Instrument）就是在通用计算机上加上一组软件和/或硬件，使得使用者在操作此计算机时，就像是在操作一台自己设计的专用电子仪器一样。 用于手机测试的核心设备为综测仪、可编程电源等，此类设备均为虚拟仪器。 2、虚拟仪器的接口： 2、虚拟仪器的接口： GPIB(General Purpose Interface Bus) 作为一种桥梁，把各种可编程的仪器与计算机紧密联系在了一起，在计算机的控制下完成复杂的测试 优点： GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担，可使用高级语言编程。 null提高了仪器设备的性能指标，利用计算机对带GPIB接口的仪器实现操作和控制，可实现系统的自校准、自诊断。从而提高了测量的精度 便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效灵活的完成各种不同的测试任务，而且组建和拆散灵活，使用方便。 便于扩展传统仪器的功能。由于仪器与计算机相连，因此，可在计算机的控制下对测试数据进行更加灵活、方便的传输、处理。虚拟仪器软件结构（VISA） 虚拟仪器软件结构（VISA） VISA（Virtual Instrumentation Software Architecture），即虚拟仪器软件结构，是VPP系统联盟制定的I/O接口软件标准及其相关规范的总称。其内容分为：资源管理层（Resource Manager），I/O资源层（I/O Level Resource），仪器资源层（Instrument Level Resource），用户定义资源层（User－Defined Resources Groups）和与用户应用程序接口（User Application－UserInterfaces）五个层次。它为虚拟仪器提供了标准化的I/O接口软件规范，大大减少了虚拟仪器控制软件的重复开发，缩短了测试应用程序的开发周期。 标准化的I/O接口软件又称VISA库，同时对C语言、C＋＋语言、Visual Basic语言和LabView语言等实现VISA时的VISA数据类型、返回代码和常量等进行了定义。以便于不同语言对虚拟仪器的控制。 虚拟仪器的远程控制 虚拟仪器的远程控制 1）打开VISA资源管理器句柄，用到的函数有viOpenDefaultRM； 2）打开仪器句柄，一般用到viOpen，viFindRsrc等函数； 3）一般用viPrintf、viGetAttribute、viSetAttribute等函数设置进行数据分析以判断手机是否可以通过测试； 4）释放仪器句柄； 5）释放VISA资源管理器句柄。 二、板测校准(PCB_Calibration)二、板测校准(PCB_Calibration)板测概述：一部手机在加载软件之后，并不一定能保证正常使用。每部手机的元器件参数、焊接质量都可能存在差异，从而导致手机之间射频性能和指标的个体差异，也就是说，每部手机的射频校准参数可能较为接近但都不尽相同，这也是不能把校准参数直接放到源码里而必须单独在FLASH里开辟一块区域来存放的原因。射频校准要解决的问题就是对每一个个体进行单独校准，找出校准参数来存放在校准区域，手机工作时就会从校准区读取参数，从而保证手机的整体性能。null1、定义： 是指通过板测软件对手机机芯板进行参数核准和测试的一个过程 2、板测校准项目及其分析： VREF：是指芯片工作的参考电压，主要用于A/D变换时的电压参考，它的范围为1.2V±10%，但可以通过校准把精度提高到±1%。它的准确性将直接影响到手机的工作是否正常，最直观的表现就是充电指示不准，因为芯片在读取电池电压之后必须经过A/D变换，如果参考电压不准，则转换后的数字量不能反映真实的电压值，这时就会导致充电指示不准。nullRX_IQ ： I、Q校准是对芯片接收部分的直流偏移量进行校准。在计算手机RSSI LEVEL时，芯片内部会有一个固定的直流偏移量，必须去处。校准过程为：在手机不接受任何射频输入信号时，通过设置寄存器的值，来找到最小偏移量所对应的I、Q值。 TX_POWER：是针对手机的发射功率而言。其参数包括POWER_RAMP和SCALE FACTOR两部分，前者校准功率时间曲线，即一个发射时隙中特定bit所对应的功率必须在落在一个规定范围之内，后者校准峰值功率。理论上每个频段的每个功率等级，上述两个指针都需要进行校准，在实际生产校准过程中，由于POWER_RAMP参数相对固定，为提高效率，我们一般只写入经验值，不进行校准。 测试方法： 测试方法：测试方法 手机发射部分由发射信号形成电路、功率放大电路、功率控制电路三个单元组成。GSM频段分为124个信道，功率级别为5----33dBm，即LEVEL5----LEVEL19共15个级别；DCS频段分为373个信道（512----885），功率级别为0----30dBm，即LEVEL0----LEVEL15共15个级别；每个信道有15个功率等级，测试时选上、中、下三个信道对每个功率等级进行测试，每个功率等级以2dBm增减。对于同一测试频率，在两个相邻功率控制等级上测量的功率值，他们之间的差应不大于3。5Db，小于0。5Db 。 nullAFC：是进行频率校准。GSM一项很重要的指标就是频率误差，该指标的好坏与锁相环的准确性有直接关系，AFC就是对VCTCXO的频率――电压关系（divisor）以及IC中相应寄存器的DAC值（nominal value），校准过程为： 让手机在最大功率等级发射（GSM5），通过设置nominal value，找出最小频率误差时所对应的nominal value值，并计算出其它需校准的值。nullRSSI：是对AGC过程中的每级增益进行校准。在接收过程中，对应天线接收到的强弱不同的信号，必须保证基带接收到的I、Q信号幅度稳定在一定范围之内，这就必须对AGC过程中每一级的增益进行校准。每个频段的增益皆分为26级（G0～G25），每级3dB的差异（特例：GSM段18、19级相差6dB，DCS段18、19级相差无几）。校准过程为：设置信号源强度及信道（GSM62信道，DCS697信道），通过信令测试手机在每级增益下基带接收到的电平，结果就得到精确增益表。由于不同频率下信号的增益可能略有差别，另外还必须对不同信道的增益表进行补偿。 三、综合测试(Final_Test) 三、综合测试(Final_Test) 点测： 接触式测试方式，即将高频头直接插入手机内射频测试头对手机整体电性能进行测试的方式； 综测： 通过综合测试软件平台结合相关测 试设备对手机综合电性能进行测试的过程；1、综测原理；2、测试条件：2、测试条件：1.测试温湿度条件 正常温、湿度测试条件应是下列温度和相对湿度的任意组合条件： 温度：15－35℃， 湿度：20%-75% 。 2.电源条件 测试过程中，被测设备的电源应由测试电源代替，测试电源的内阻应尽可能低，以便可以忽略电源内阻对测试结果的影响。 测试电源的供电电压应是被测设备的标称供电电压，其供电电压的准确度也应符合被测设备所规定的标称供电电压。null3.标准测试信号 测试设备应生成下列信号: Cx信号表示有用信号 ；Ix表示无用信号； Co信号为无调制连续载波信号； I0信号为未调制的连续载频信号； I1信号为类似GSM信号结构的GMSK调制的射频信号； I2信号为具有有效训练序列的标准GSM信号。null4 .天线耦合器 耦合损耗不超过30dB，输入阻抗为50Ω,在温度范围为 －25℃――＋60℃时，耦合器的特性参数不发生变化。 5.测试工装夹具 射频线的要求: 1.从屏蔽箱到综合测试仪之间的射频线长度为不大于90cm； 2.屏蔽箱内部从转接头到天线耦合片或高频头长度为30cm； 3.所使用材料要求为标准屏蔽射频线；null测试箱的要求 点测系统测试箱还要求确保高频头与手机接触良好，不得存在高频头顶偏、顶针断等情况；场测系统测试箱要求屏蔽箱内部六个面全部贴上吸波材料，吸波材料的吸收效果要求达到20dB。 天线耦合片的要求： 天线耦合片只在场测系统中使用，天线耦合片的固定要求在手机平放在固定夹具上时，手机天线靠近天线耦合片，且手机天线与天线耦合片凹槽保持平齐，天线耦合片要求可以前后左右移动。6、测试标准：6、测试标准：2、综测项目及其分析：2、综测项目及其分析：1、发射功率：指在一个突发脉冲的有用信息比特时间内，基站传送到手机天线或收集及其天线发射的功率的平均值。 测试目的：由于手机在使用过程中不断移动，手机和基站之间距离不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的，基站根据与手机距离的远近不同，向手机发出功率级别信号null(GSM900频段下的功率等级从PCL5到PCL19，以2dB为步进，DCS1800频段的功率等级从PCL0到PCL15，以2dB为步进)，手机收到功率级别信号后，会自动调节发射功率。离基站近发射功率小，离基站远发射功率大。如果发射功率在相应的级别达不到指标要求，就无法克服信号传输过程中的空中损耗，造成发话困难，即离基站近时可以打出，离基站远时很难打出，往往表现出发射时老是提醒用户重拨号码。如果发射功率在相应的指标上超出，又会增加电池损耗并形成邻道干扰。所以必须测量在一定PCL下的发射功率，以确保其功率在GSM规范的范围内。nullnull2、频率误差 ：考虑了调制和相位误差的影响后，发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。 2、频率误差 ：考虑了调制和相位误差的影响后，发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。 测试目的：它通过测量手机的I/Q信号并通过相位误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差。即由f=ΔΦ/2πΔt,得相位误差的长期变化趋势。 通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小，则表示频率合成器能很快地切换频率，并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定，手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求，手机将出现信号弱甚至无信号的故障，若基准频率调节范围不够，还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。技术要求：技术要求：GSM900频段： 若Fe<40Hz，则频率误差为优； 若40Hz =< Fe <=60Hz，则频率误差为优； 若60Hz =< Fe <=90Hz ，则频率误差为一般； 若Fe>90Hz,则频率误差为不合格。 GSM1800频段： 若Fe<80Hz，则频率误差为优； 若80Hz =< Fe <=100Hz，则频率误差为优； 若100Hz =< Fe <=180Hz ，则频率误差为一般； 若Fe>180Hz,则频率误差为不合格。 3、相位误差 ：发射机的相位误差是指测得的实际相位与理论期望的相位之差。 3、相位误差 ：发射机的相位误差是指测得的实际相位与理论期望的相位之差。 测试目的：理论上的相位轨迹可根据一个已知的伪随机比特流通过0.3GMSK脉冲成形滤波器得到。相位轨迹可看作与载波相位相比较的相位变化曲线。连续的1将引起连续的90度相位的递减，而连续的0将引起连续的90度相位的递增。峰值相位误差表示的是单个抽样点相位误差中最恶略的情况即离回归线最远的值，而均方根误差表示的是所有点相位误差的恶略程度，是一个整体性的衡量即所有点的相位误差和其线性回归之间的差的均方根值。 null4、调制频谱：调制频谱指数字比特流信息经GMSK调制后在临近频带上所产生的频谱。 4、调制频谱：调制频谱指数字比特流信息经GMSK调制后在临近频带上所产生的频谱。 测试目的：由于GSM调制信号的突发特性，因此输出射频频谱应考虑由于调制和射频功率电平切换而引起的对相邻信道的干扰。在时间上，连续调制频谱和功率切换频谱不是同时发生的，因而输出射频频谱可分为连续调制频谱和切换瞬态频谱。连续调制频谱是由GSM调制而产生的在其标称载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。其测试目的是防止带外频谱辐射，以免引起邻道干扰（指本频道对邻频道产生的干扰）。 null5、开关频谱：开关频谱是指由于功率切换而在标称载频的临近频带上产生的射频频谱。 5、开关频谱：开关频谱是指由于功率切换而在标称载频的临近频带上产生的射频频谱。 测试目的：即由于调制突发的上升和下降沿而产生的在其标称载频的不同频偏处（主要是在相邻频道）的射频功率。其测试目的是防止频段切换时的开关脉冲对邻频道产生干扰。 nullnull6、功率模板（功率斜坡）： 6、功率模板（功率斜坡）： 由于GSM系统是一个TDMA系统，8个用户共用一个频点，手机只在分配给他的时隙内工作，然后在其他时隙内关闭，如果TX功率边沿出了模板，会影响其他用户，如果TX功率的有用信号的平坦度不够，会影响自己的发射信号质量，所以测试手机信号是否符合功率模板也是非常重要的。nullnullnullGSM系统的训练序列 GSM系统的训练序列 7、RX误码率 ：7、RX误码率 ：接收误码率是指基站发送给手机一定电平的数据信号，手机接收到这个数据信号后对它进行解调还原，然后再发送给基站，基站接收解调后的数据和原来的比较，两者之差的百分比形式即为接收误码率。主要有三种衡量参数即帧删除率、残余误码比特率和误比特率，我们一般测试的是误比特率。一般采用Loop C（Loop A环回模式用于标准误码率的测试，Loop B环回模式用于残余比特误码率的测试）环回模式对快速误码率进行测试，在Loop C环回模式中，没有信道编码、解码的过程，所以其测试速度比较快。8、接收电平、接收质量 8、接收电平、接收质量 由于移动台和基站都会测量接收信号的电平和质量来决定越区切换和调整发射端的输出功率，当手机在使用时，由于有多经干扰、多谱勒效应等衰减，手机接收下行链路的信号电平会发生改变，基站将利用手机的RX LEVEL，了解手机接收信号的强弱，如果有临近的RX LEVEL比正在使用的高，基站就会要求手机做越区切换，所以如果RX LEVEL报告有误，就会 导致不必要的切换，偏高的汇报则会导致切换较晚甚至掉话。在接收质量低而接收电平不低时，表明本信道可能存在一个外来干扰信号，基站需要给手机分配新的频点或启用跳频模式。一般来说RX QUAL超过7，RX LEVEL是0时，肯定会掉网。3、测试系统的实现3、测试系统的实现1、硬件系统的搭建： null2、测试软件的介绍； 测试数据的分析；null测试的初始化过程： ******** Init MS ********* InitMs......OK! ReadSwRevision......OK! GetSignalFrom...N_2_1_8_M_STELLA.H...OK! Initial...COM1......OK! *********Success ********** ReadFailFlag......OK! ReadPassFlag......OK! ReadGoldFlag......OK! ReadPcbNo......OK! CheckPcbNo......OK! ReadImeiNo......OK! CheckImeiNo...nullThe SW in MS is right...Go On! MS has Same IMEI with you input...Go On! Turn Phone On......OK! GSM Location Update by MS...mcc:1;mnc:1...OK! Check...IdleCurrent (10--150mA):79......OK! Comm Establish...OK! null********** GSM RF Test ********** TX( Channel: 1 Power:5 ) AV_POWER(33.0--31.3dBm): 32.0 POWER_RAMP: Match PH_PEAK(-20--20 ): 4.4 PH_RMS(-5--5 ): 1.1 FREQUENCY(-180--180Hz): -25.8 RX( Channel: 1 Signal:-60.0) RX_Quality( =0 ): 0 RX_Level(46--54 dBm): 50 BER( Channel: 1 Signal:-102) BER_meas( <=2.4 %): 0.109649 SPEC( Channel: 1 ) Mod Spec : PASS Sw Spec : PASS nullTX( Channel:512 Power:0 ) AV_POWER(30.0--28.3dBm): 29.4 POWER_RAMP: Match PH_PEAK(-15--15 ): 3.1 PH_RMS(-3--3 ): 1.0 FREQUENCY(-180--180Hz): 49.7 RX( Channel:512 Signal:-60.0) RX_Quality( =0 ): 0 RX_Level(48--52 dBm): 49 BER( Channel:512 Signal:-102) BER_meas( <=2.4 %): 0.36882 SPEC( Channel:512 ) Mod Spec : PASS Sw Spec : PASS ********* SUCCESS *********** Check...CommCurrent (100--450mA):252......OK! InitMs......OK! GSM Release by net...OK! Output to File......OK! WaitMsOff......OK! Initial...COM1......OK!天线测试(Antenna_Test） 天线测试(Antenna_Test） 采用点测方式进行综合测试时，要求增加天线测试，以验证手机天线、匹配电路以及天线连接的质量，达到控制与保证手机整体性能的目的。天线测试标准： 天线测试标准： IMEI号打印（IMEI_Download）IMEI号打印（IMEI_Download）IMEI号下载及打印软件：指用于将指定的IMEI号下载入手机内、并打印出相应的IMEI号贴纸的软件平台。 1、条形码的编码规则 2、条形码的打印方法 3、汉字的打印方法null3、小IMEI号下载及打印工位 A、组成设备 电脑（PC）一台、105SE/SLZebar打印机一台、直流电源、串口数据线、导线等； B、IMEI号下载平台：ADI IMEI Print System Ver2.5 （该软件为ADI公司设计） C、LOT号编码规则(由12位组成) 其中：第一位代表年； 第二位代表月； 第三位代表日；null 第四位代表生产车间 ； 第五位代表生产线； 第六位代表班次； 第七位代表主屏LCD厂家代码 ； 第八位第8位代表次屏LCD厂家 ； 第九位第9位代表FLASH厂家 ； 第十位第10位代表软件平台 ； 第十一位代表LCD类别靓彩纯情普通版； 第十二位代表 锁网机标识； 例如：56M3AAA1A1L0表示：2005年6月22日3车间A线白班生产，主屏厂家为夏普，次屏LCD厂家为天马，FLASH厂家是东芝，软件平台为MTK，LCD类别为靓彩屏，非锁网机。null注意事项 ①需要自检当前所下载IMEI号是否紧接上一个 IMEI号； ②每天上班之后需要将LOT号更改为当天LOT号； ③需要更换机型或更改IMEI号号段时，应该通知跟线PE进行更改； ④必须认真做好IMEI号下载记录； 综述 以上所述的几个工位均为总装线测试工位，每个工位的操作员均不得擅自更改电脑内软件平台上的参数设置，要求严格按照作业指导书上的操作步骤进行操作。 null国际移动台识别码 IMEI=TAC+FAC+SNR+SP/CK TAC：型号批准，由型号认准中心分配 6 FAC：工厂装配码 2 SNR：产品序列号 6 SP/CK：阶段1，全为0 ；在阶段2，为校验位。 1 包装（Packing）包装（Packing）条码系统的介绍 DCOM技术的运用 触发器的运用null 谢谢! 谢谢!生产技术部 杨光海 200408