cdma 1x手機射頻性能入網測試

劉立平 馬治國

（工業(yè)和信息化部電信研究院南方分院 深圳 518048）

2008年5月23日，電信行業(yè)第三次重組，產生中國電信、中國聯通、中國移動三大全業(yè)務運營商，中國電信向中國聯通收購CDMA業(yè)務。同年10月1日起，CDMA業(yè)務的經營主體由中國聯通變更為中國電信。通過中國電信的積極運營，截至2009年12月，CDMA用戶數突破5000萬。2009年中國CDMA手機銷量超過3000萬部，比2008年增長315%，2010年亦是中國電信發(fā)力前行的一年。為了對消費者負責和保障CDMA產業(yè)鏈的健康發(fā)展，對CDMA手機進行上市前的入網測試就顯得尤為必要，其中射頻測試是最基本也是最重要的測試項目。本文對CDMA手機入網測試中的射頻測試項目進行介紹和分析。目前市面上的CDMA手機基本都是2.5G的cdma2000 1x單載波制式的手機，本文主要針對這種制式的手機進行介紹。

1 射頻測試必要性

在現實中，不同廠家開發(fā)的手機和網絡設備可以在任何時候任何地方進行互連互通，正是由于他們在開發(fā)的時候都遵循著同一核心規(guī)范。一致性測試就是驗證在商用前網絡和手機的行為規(guī)范是否與核心規(guī)范所規(guī)定的行為相一致的測試，包括射頻一致性測試、協議一致性測試和音頻一致性測試等。一致性測試是手機生命周期的各個環(huán)節(jié)中最為重要也最為復雜的測試，特別是協議一致性測試和射頻一致性測試，占了一致性測試很大部分的內容。

2 cdma 1x手機射頻性能入網測試項目

cdma 1x手機入網性能測試項目包括業(yè)務與功能檢驗、常溫射頻測試（接收機與發(fā)射機檢驗）、環(huán)境測試（低溫、高溫、恒定濕熱、振動）、可靠性檢驗（跌落、按鍵、翻/滑蓋、沖擊）、電池性能檢驗、充電器及接口、外觀、裝配和標識檢查。

cdma 1x終端的測試與無線配置RC密切相關，最具代表性的有：前向RC1反向RC1的配置：用于傳輸語音，速率9.6kbit/s；前行RC3反向RC3的配置：用于傳輸語音或數據，語音速率相同，傳輸數據時速率最高可達153.6kbit/s。RC1和RC2分別對應于IS-95A/B里的速率集1（9.6kbit/s）和速率集2（14.4kbit/s）。測試時RC的設置是根據規(guī)范的要求設置的。

CDMA業(yè)務信道包括基本信道FCH和補充信道SCH，SCH用于高速數據傳輸,采用 Turbo碼/卷積碼，理論峰值可達153.6kbit/s，如果手機芯片不支持SCH,則不進行相關SCH項目的測試，入網測試時會根據芯片能力選擇相應的射頻項目進行測試。

射頻測試依據的標準是YDC 023-2006,包括常溫環(huán)境下和極限環(huán)境條件下的測試，測試信道為283和384。

2.1 常溫條件下的射頻測試項目

2.1.1 發(fā)射機

（1）基準時間，移動臺基準時間取自用于解調的最早到來的多徑成分。當接收前向業(yè)務信道時，應使用移動臺基準時間作為反向業(yè)務信道的發(fā)送時間。在穩(wěn)態(tài)條件下，移動臺時間基準應在移動臺天線連接器處測量，在被用于解調的最早到達多徑成分出現時間的±1μs范圍內；

（2）反向導頻信道至碼分信道的時間/相位容限，指工作在RC3至RC5時，發(fā)射的反向導頻信道和其它碼分信道間所允許的時間誤差應小于±10ns、相位誤差不應超過0.15弧度；

（3）碼域功率，每個未激活的碼分信道的碼域功率應比組合的I和Q數據信道上測量的總輸出功率至少低23dB；

（4）待機/門控輸出功率，當以無線配置1和2中的可變數據速率傳輸方式工作時，或反向導頻信道門控或反向基本信道門控被激活時，移動臺僅當各門控開啟期間才以正常受控功率電平發(fā)射，每個周期定義為一個功率控制組。在門控關閉期間抑制發(fā)射的功率電平。本測試測量一個門控開啟功率控制組（1.25ms）時移動臺平均輸出功率的時間響應。測量結果應在模板內；

（5）碼分信道至反向導頻信道輸出功率準確度，穩(wěn)態(tài)操作時每個碼分信道與反向導頻信道之間移動臺平均輸出功率所允許的誤差。測量每個被激活的碼分信道到反向導頻信道的相對平均輸出功率。

2.1.2 接收機

（1）接收機靈敏度和動態(tài)范圍，移動臺接收機的射頻靈敏度是指當幀差錯率（FER）不超過規(guī)定值時在移動臺天線連接器口處測量的最小接收功率。移動臺接收機的動態(tài)范圍是指當FER不超過規(guī)定值時，在移動臺天線連接器口處測量的輸入功率的范圍。實際測試時是保證到達移動臺天線連接器口處的接收功率分別為-104dBm和-25dBm時，測量其FER值，分別在RC1和RC3下測試，FER應不超過0.5%；

（2）在加性高斯白噪聲條件下前向業(yè)務信道的解調，AWGN（無衰落或多徑）環(huán)境下前向業(yè)務信道解調性能用幀差錯率（FER）確定。對每種數據速率分別測量計算FER值；

（3）單頻抗擾度，當存在距指配信道中心頻率為給定頻率偏移單頻干擾信號的條件下，接收機在其指定信道頻率正確接收CDMA信號能力（FER）的量度；

（4）互調雜散響應衰減，指存在兩個CW干擾信號的條件下，接收機在指配信道頻率上正確接收CDMA信號能力(FER)的量度。這些干擾信號相互之間及其與指定信道頻率之間是相互獨立的，致使兩個CW干擾信號在接收機非線性器件上出現三階互調，產生在有用CDMA信號頻帶內的干擾信號。

2.2 極限環(huán)境條件下的射頻測試項目

主要包括低溫、高溫、恒定濕熱和振動條件下的射頻測試。根據YD/T 1539-2006《移動通信手持機可靠性技術要求與測試方法》要求，把移動臺放進低溫箱（-10±3）℃ 2h后在線測，即移動臺仍處于低溫環(huán)境下測試其射頻性能；高溫（55±3）℃，2h后在線測；恒定濕熱環(huán)境溫度 40 ℃，相對濕度90%～95%，48h后測；振動是把移動臺水平、直立、側立放置在振動臺上，測試手機受到受控振動時的頻率準確度和波形質量因數。下面簡要介紹低溫、高溫、恒定濕熱環(huán)境下的射頻測試項目。

2.2.1 發(fā)射機

（1）頻率準確度、波形質量因數，載波頻率誤差Δf應在±300Hz范圍內。波形質量因數ρ應大于0.944；

（2）發(fā)射機傳導雜散，在移動臺天線連接器處測量的在指配CDMA信道帶外頻率上的輻射；

（3）開環(huán)輸出功率范圍，移動臺由其平均輸入功率估算其開環(huán)平均輸出功率。接收到的功率加上發(fā)射的功率應等于-73dB。測試時使得到達手機端的接收功率分別為-25dBm、-65dBm和-93.5dBm，則手機應該發(fā)射的功率分別為-48dBm、-8dBm、-20dBm，容限是±9.5dB；

（4）閉環(huán)功率控制范圍，移動臺對于其開環(huán)估計應提供閉環(huán)調節(jié)。調節(jié)是作為有效接收的功率控制比特的響應。調節(jié)的范圍是由移動臺最大輸出功率和開環(huán)估值之差與移動臺最小輸出功率和開環(huán)估值之差確定；

（5）最大射頻輸出功率，在移動臺天線連接器處測量的移動臺發(fā)射的最大功率加上移動臺制造商推薦的天線增益。天線增益由使用的射頻信號測量程序和計算EIRP或ERP的適當的天線增益決定。分RC1和RC3兩種配置測試，指標應在23～30dBm范圍內，如果手機支持SCH信道，還要測加上SCH信道后的功率；

（6）最小受控輸出功率，當閉環(huán)和開環(huán)功率控制表示為最小輸出時，在移動臺天線連接器處測量的輸出功率，也是分RC1和RC3模式測。

2.2.2 接收機

接收機靈敏度和動態(tài)范圍，與常溫時的測試方法和指標要求一致。

3 cdma 1x手機射頻性能入網測試經驗及要點

我國的CDMA頻段是上行: 824.64～848.37MHz，下行: 869.64～893.37MHz，入網測試選擇2個信道進行測試，分別是283和384信道，要求手機能直接注冊到基站模擬器并起呼，所以需要把這2個信道添加到手機開機時的預選信道中去。

射頻性能測試采用射頻線來連接手機和基站模擬器的，所以手機在布板設計初期就需要考慮射頻口的位置，方便測試工程師用射頻線進行連接測試，如果射頻口位于電池下則需要提供假電池進行測試。

大部分功放模塊PA在溫度變化時都會有溫漂現象，使得手機輸出的最大功率超出23～30dBm，所以對PA設置溫度補償系數，但是注意不要調整過多，否則恐怕會使發(fā)射傳導雜散超標，同時要注意各參數之間的關聯，不要影響到其它的射頻指標。

單頻抗擾度和互調雜散響應衰減都是測量手機在較強干擾的條件下測量其接收性能，按照標準，基站功率分別設置為-101dBm、-90dBm和-79dBm，如果這項測試不合格，可以查詢低噪聲放大器LNA在相應頻率下的增益切換點，看是否設置在這些值附近，調整LNA的切換點有可能使測試合格。

校準手機功率使用的儀表要注意定期計量校準，首先要保證計量儀表的性能。

一般來說，射頻測試都能通過，因為CDMA很多都是單芯片解決方案，芯片本身一般不會出現很嚴重問題，如果某些射頻指標不過，可能是匹配電路設計的不好，可以適當調整匹配電路的電容、電感值，使指標有所改善。