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GSM手机校准和测试原理


校准

一般,手机校准包括4个部分:
1. ADC校准
包括GPADC(General purpose analog to digital converter)校准和电池校准。GPADC是用来测试外部模拟源的模数转换器,可以用来测试电池电压和温度。GPADC校准就是校准Greenstone内部的一个基准,使AD转换的精度最佳。电池校准就是在GPADC上,通过测量电池正常工作的极限两点,得到两点间的slope,这里称为battery sensor gain,最终可以得到这两个点之间能够线性表示电压的线段,来测量实际电池电压的变化。

2. AFC校准
包括crystal校准和AFC gain校准。Crystal校准是满足手机在开机时,系统的coarse frequency error最接近于‘0’。AFC gain校准是得到一个线性的fine frequency tuning区间,当手机工作时,用这个区间的gain来动态调整frequency error。

3. AGC校准
AGC校准就是校准手机接收链路的板级插入损耗,使接收功率误差最小。

4. APC校准
APC校准包括PA profile校准,PA offset校准和PCL versus power校准。PA profile校准就是校准手机的发射曲线,满足曲线可以覆盖手机正常发射的有用功部分。PA offset校准就是校准手机发射low frequency和high frequency的offset,通过这个offset对low frequency和high frequency发射时的功率误差进行统一补偿。PCL versus power校准,就是可以改变PCL对应的发射功率的大小。举例来说,正常时PCL=5对应的发射功率应是33dBm左右,可以通过PCL versus power校准,将PCL=5时的发射功率调整为32dBm左右,降低1dB。有时,通过此校准可以改善手机开关谱和调制谱,节省手机发射功率消耗。
 

 测试

测试的目的就是用来检测手机的发射,接收性能。一般,只有正常校准后的手机才能进行正常的测试。测试包括发射测试和接收测试,按照GSM协议要求,判断测试结果的正确性。这里所说的测试都是最基本的静态条件下的测试。
1. 发射性能测试
基本的发射性能测试包括:

(1)Power error
功率误差,测试手机按照PCL发射时,发射功率是否满足GSM协议要求此PCL下的功率要求。详细请参考协议。发射功率过小时,容易造成很难拨出电话。发射功率过大时,会造成电池损耗大。
(2)Frequency error
频率误差,发射信号的频率与该绝对射频频道号对应的标称频率之间的差。检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。若频率稳定达不到要求(±0.1ppm),手机会出现信号弱或无信号。
(3)Phase error
相位误差,发射机发射信号的相位与理论最好信号之间的相位只差。检验发射机调整信号的准确度和噪声特性。要求平均值RMS≤5°,峰值≤20°。
(4)Switch spectrum
开关谱,发射功率切换时,在载频的临近频带上产生的射频频谱。体现在开关脉冲引起的邻道干扰。测试选取最大功率发射时,±400KHz,±600KHz,±1200KHz,±1800KHz处,与标称值的相对值的大小来判断好坏。
(5)Modulation spectrum
调制谱,信号经过调制后,在载频的临近频带上产生的射频频谱。体现在带外频谱辐射引起的邻道干扰。测试选取最大发射功率时,±100KHz,±200KHz,±250KHz,±400KHz,±600KHz,±800KHz,±1000KHz,±1200KHz,±1400KHz,±1600KHz,±1800KHz处的频谱,与标称值的相对值的大小来判断好坏。
2. 接收性能测试
(1)RX Sensitivity
接收灵敏度,在满足一定的误码率条件下,接收机输入端输入的最小信号电平。仪器上的表现为2类残余比特误码率(RBER)。要求在最大发射功率下,GSM/DCS在-102dBm/-100dBm接收信号下,8200 samples的二类RBER小于2.439%。
(2)RX Level
接收信号电平,指手机在不同功率时,接收信号的强度。基站通过手机报告的RX level,调节手机工作。若手机报告的RX level不准确,则导致网络向手机发出错误指令,造成不必要的小区切换。
对于GSM900:
输入BS TCH信号强度-102dBm,RXL=8±2;
输入BS TCH信号强度-85dBm,RXL=25±2;
输入BS TCH信号强度-60dBm,RXL=50±2;
对于DCS1800:
输入BS TCH信号强度-100dBm,RXL=10±2;
输入BS TCH信号强度-80dBm,RXL=30±2;
输入BS TCH信号强度-60dBm,RX=50±2;
(3)RX Quality
接收信号质量,指手机在不同功率时,接收信号的强度,是手机产生的对接收信号质量的评价,在通信中作为射频功率控制和切换。
对于GSM900:
输入BS TCH信号强度-102dBm,RXQ≤4;
输入BS TCH信号强度-80dBm,RXQ≤1;
输入BS TCH信号强度-60dBm,RXQ≤1;
对于DCS1800:
输入BS TCH信号强度-100dBm,RXQ≤4;
输入BS TCH信号强度-80dBm,RXQ≤1;
输入BS TCH信号强度-60dBm,RXQ≤1;
RXL是手机报告给基站接收信号的质量,RXQ是手机对接收信号质量的评价。通常,RXL和RXQ是相互对应的。若RXL正常,RXQ不正常,则可能此时外界存在干扰信号,基站会重新分配新的频道给手机。若RXQ正常,RXL不正常,则说明接收链路匹配可能有问题,需要调整匹配。

后面会详细介绍各个部分的实现。

未完待续。。。。。。


 
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