多無線通信終端并行自動化射頻測試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

摘 要：無線芯片的自動化校準和驗證已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機等無線終端產(chǎn)品制造線，其測試功能和測試時間是當前無線芯片生產(chǎn)商在選擇測試儀表和進行產(chǎn)品線搭建的關(guān)鍵因素。本文介紹了手機無線芯片校準和測試的主要項目和原理，并介紹了基于RS公司儀表開發(fā)的多無線芯片的自動化校準測試系統(tǒng)，以及它在滿足測試功能的情況下帶來的測試時間上面的改進。

關(guān)鍵詞：無線芯片；自動化校準驗證系統(tǒng)；射頻；GSM WCDMA LTE

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 18-0000-01

隨著移動通信技術(shù)日新月異的快速發(fā)展和各種無線產(chǎn)品的普及，手機等無線終端漸漸成為人們生活中的必不可少的一部分，而且隨著使用人群的擴大和更新?lián)Q代的加速，無線芯片的生產(chǎn)規(guī)模也不斷加大，而且手機等無線終端產(chǎn)品上面無線芯片覆蓋的技術(shù)越來越多，例如 GSM、WCDMA、LTE、WLAN、BT、GPS等無線技術(shù)，而這些功能在生產(chǎn)的時候都需要進行射頻等測試。傳統(tǒng)的應(yīng)用于蜂窩通信測試的儀表，如安捷倫公司的8960，羅德施瓦茨公司的CMU200等，往往只支持2G/3G、藍牙等技術(shù)的測試功能，而無法支持LTE、WiFi等新興技術(shù)的測試功能，因此生產(chǎn)線上的測試設(shè)備面臨更新?lián)Q代的需求。如果按照傳統(tǒng)的測試方法，隨著測試功能的增加，不但測試儀表會不斷增加，而且測試時間也會成倍的增加，這樣使得無線終端生產(chǎn)商的成本不斷增加。因此，快捷的測試速度與全面的測試功能，便成為無線產(chǎn)品生產(chǎn)商在選擇無線測試儀表時所需要考慮的問題。為了適應(yīng)這種需求，部分儀表商開始推出測試功能全面，又能夠支持多部無線終端同時測試的設(shè)備，如羅德與施瓦茨公司的CMW+CMWS，Anristu公司的8870等。這樣的設(shè)備既能夠滿足持續(xù)演進的無線技術(shù)的測試需求，又能夠在測試時間上面得以改進，提高生產(chǎn)效率，從而降低測試成本。本文中提及的多芯片并行測試系統(tǒng)是將羅德與施瓦茨公司的CMW+CMWS儀表進行了開發(fā)，它既具備生產(chǎn)所需要的校準驗證功能，又具備良好的平臺適應(yīng)性，還在測試流程上面進行了改進，充分利用儀表，給無線終端生產(chǎn)商帶來經(jīng)濟效益。

一、無線終端射頻測試項目

在無線終端生產(chǎn)時，終端的無線芯片的射頻校準和驗證是其中最重要的環(huán)節(jié)之一。由于每個手機經(jīng)過貼片之后存在一些細微差異，如果不進行射頻校準和驗證，則無法保證生產(chǎn)的無線產(chǎn)品能夠滿足質(zhì)量要求。無線通信芯片進行射頻校準和驗證中的一些具體項目和原理如下所述：

（一）射頻校準

射頻校準主要是對無線通信的射頻模塊各項性能進行調(diào)整，以確保該模塊在后續(xù)的射頻驗證環(huán)節(jié)能夠通過測試，在進入市場后能夠在客戶端進行正常通信，滿足客戶需要。無線終端射頻校準一般包括功率校準、頻率校準、接收強度校準、極化調(diào)制校準等方面。

（二）射頻驗證

射頻驗證則是對無線通信芯片的各項射頻性能進行驗證，以滿足國際組織對不同技術(shù)制定的一系列物理層的規(guī)范要求。在無線通信產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)測試中，通常不可能對測量規(guī)范中的所有要求項目都進行嚴格的測試，而將一些與協(xié)議相關(guān)的項目和產(chǎn)品特性的嚴格的測試項目在研發(fā)階段進行確保，故而在生產(chǎn)測試中通常將重點集中在對終端發(fā)射機和接收的硬件測試上，測試與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的關(guān)鍵射頻性能，一般分為發(fā)射機性能和接收機性能。

二、測試設(shè)備選擇和搭建

CMW是羅德與施瓦茨公司推出的一臺功能強大的寬帶無線綜測儀，它具備GSM、WCDMA、CDMA、EVDO、TD-SCDMA、LTE、WIFI、Bluetooth、GPS、WiMax、CMMB等無線標準的測試功能。CMW集成的通用信號產(chǎn)生和分析功能能夠滿足無線芯片的發(fā)射機和接收機校準，它所提供的測量功能支持多種無線技術(shù)的驗證，而且它所支持的List Mode功能能夠大大減少校準和綜測的時間，減少產(chǎn)線測試成本。當前主流的芯片公司（如高通、MTK、Intel、Broadcom、Marvell、展訊、聯(lián)芯等）的測試平臺已經(jīng)支持了CMW的自動化校準和驗證功能。

圖1 CMW和CMWS測試環(huán)境搭建和應(yīng)用

CMWS是羅德與施瓦茨公司推出一款配合CMW使用的射頻矩陣開關(guān)系統(tǒng)，它具備三行、24個射頻端口。如圖1所示，CMW能夠提供兩個通道，每個通道都有單獨的信號分析和信號產(chǎn)生模塊，經(jīng)過和CMWS連接之后，信號分析和信號產(chǎn)生模塊能夠分成8路，這樣每個通道可以最多連接8個單天線的手機進行測試，雙通道最能夠支持多達16部手機的串并行測試，這樣可以充分使用儀表，提升測試效率，減少測試時間，從而節(jié)約測試成本。

三、測試系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用

由于“多無線通信終端并行自動化射頻測試系統(tǒng)”在同一時刻測試的最大被測件達到16個，出現(xiàn)問題的幾率大幅增加，為了保證測試軟件的運行的穩(wěn)定性，在進行自動化軟件設(shè)計的時候要充分考慮到各方面的風險，以具備良好的容錯性和健壯性，防止各種可預見的問題和未知的錯誤。

在傳統(tǒng)方式下，一部待測件在測試的時候會經(jīng)歷測試夾具裝載、加電、啟動、測試、卸載等幾個步驟，其中待測件的測試前準備和測試后卸載時間為30s左右，而測試時間為71.2s，這樣總耗時為101.2s。如果使用多無線通信終端并行自動化射頻測試系統(tǒng)，我們可以將待測件的連接如圖1所示，處于藍色虛線框中的八個端口所連接的手機進行測試的時候，綠色虛線框中的八部手機處于測試夾具裝載、手機上電、手機啟動等預備測試動作。等藍色虛線框中的八部手機完成測試，綠色虛線框中的八部手機即可進入測試，而藍色虛線框中的八部手機則進行測試夾具卸載，并加載的手機進行測試前的預備工作，如此反復，這樣達到無縫測試的目的，最大限度的利用儀表。按照這種方式，測試8部手機的時間可以縮短為199.1s，而按照傳統(tǒng)測試，測試8部手機的時間為101.2s*8=809.6s，故測試效率提升為原來的809.6s/199.1s≈4倍，如表1列出了傳統(tǒng)串行方式和多無線通信終端并行射頻測試時間對比。

四、結(jié)論

測試時間是影響無線產(chǎn)品生產(chǎn)成本的一個重要因素，多無線芯片并行自動測試系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)單無線芯片自動化測試系統(tǒng)而言可以大幅減少測試時間和人員操作時間，向無線產(chǎn)品生產(chǎn)商提供了一種新型的測試模式，它的推廣和應(yīng)用能夠縮減產(chǎn)品的測試成本，能夠有效提高產(chǎn)品的競爭力。

參考文獻：

[1]3GPP TS 36 121-1：User Equipment（UE）conformance specification.

[2]3GPP TS 36.521-3：3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）；User Equipment（UE）conformance specification；Radio transmission and reception；Part3：Radio Resource Management（RRM）conformance testing（Release 9）.

[3]羅德與施瓦茨公司.RS?CMWS：increased efficiency in wireless device production.www.rohde-schwarz.com.