趙衛(wèi)東

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手機射頻生產(chǎn)測試方案優(yōu)化

趙衛(wèi)東

（維沃移動通信有限公司）

針對手機射頻生產(chǎn)與研發(fā)測試參數(shù)多、復(fù)雜等問題，提出一種手機射頻生產(chǎn)測試方案。以WCDMA為例，闡述手機射頻生產(chǎn)的主要測試項目；然后介紹手機射頻生產(chǎn)測試硬件系統(tǒng)組成；最后介紹手機射頻生產(chǎn)測試方案與優(yōu)化方法，對手機生產(chǎn)制造測試有一定的參考價值。

射頻生產(chǎn)；測試方案；優(yōu)化

隨著全球移動通信業(yè)的迅速發(fā)展，手機已成為人民生活中不可缺少的一個重要物品[1]。手機生產(chǎn)制造商必須提供功能強大、品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，才能在市場競爭中立于不敗之地[2-3]。常見的手機射頻模塊包括Wi-Fi、BT、GPS和NFC，只有射頻模塊功能正常，通話、導(dǎo)航、藍牙傳輸和Wi-Fi上網(wǎng)等功能才能正常使用[4-5]。手機出廠前，為使手機的各射頻器件工作在最佳狀態(tài)，需校正各射頻指標，例如頻率、功率等[6-7]；為確保手機射頻功能正常，必須對各項射頻指標進行全面的測試[8-9]。本文主要討論手機射頻生產(chǎn)測試方案，希望能給相關(guān)的手機生產(chǎn)測試研究人員提供借鑒和參考。

1　手機射頻生產(chǎn)測試與研發(fā)測試的區(qū)別

在研發(fā)設(shè)計階段，對手機進行各種測試，包括天線方向性測試、輻射特性的OTA暗室測試等[10]。測試項目中，發(fā)射參數(shù)有TRP、NHPRP；接收參數(shù)有TIS、NHPIS；在實際網(wǎng)絡(luò)下的外場測試包括通話測試、搜網(wǎng)測試、接通率測試等，及高低溫、鹽霧、冷熱沖擊、防水、跌落測試等惡劣環(huán)境下的可靠性測試。經(jīng)過一系列測試，基本能夠保證手機的設(shè)計輸出質(zhì)量。

研發(fā)測試主要特點：

1)測試項目多，詳細評估手機的指標是否滿足設(shè)計質(zhì)量要求；

2)測試周期長，一臺手機需要多人合作，經(jīng)多個工作日才能完成各種測試；

3)測試成本高，測試設(shè)備精度高，測試項目復(fù)雜，周期長，導(dǎo)致測試成本較高；

4)測試輸出質(zhì)量好，經(jīng)過研發(fā)測試通過的個體機器質(zhì)量是合格的。

研發(fā)測試通過不等于手機批量成品功能正常。手機在大批量生產(chǎn)過程中，由于來料一致性、貼片工藝、裝配工藝和制程控制等原因，可能造成手機射頻指標不滿足產(chǎn)品要求。因此須將手機射頻測試覆蓋到每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并要求在最短時間內(nèi)，通過必要的測試項目，以降低成本。

射頻生產(chǎn)測試主要特點：

1)測試時間短，大批量生產(chǎn)中，時間就是成本，單位時間內(nèi)產(chǎn)出的手機越多，其成本就越低；

2)測試成本低，須通過可靠、簡化的測試方案，降低測試成本；

3)測試輸出質(zhì)量要求高，雖然測試時間短，沒有使用高精密儀器進行測試，但因是手機上市前的最后一道品質(zhì)檢驗關(guān)口，測試要求較高。

2　手機射頻生產(chǎn)測試方案研究

2.1手機射頻生產(chǎn)測試項目的選擇

手機射頻性能參數(shù)眾多，本文選擇具有代表性的參數(shù)作為測試項目。手機主要通過接收機測試和發(fā)射機測試完成生產(chǎn)射頻測試。下面以手機通話、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)的測試指標說明常見的射頻生產(chǎn)測試項目。

以WCDMA為例，表1列出發(fā)射機和接收機的測試項目。1)主要通過與發(fā)射功率、發(fā)射頻率相關(guān)的一系列測試項目評估和驗證手機發(fā)射特性指標；2)通過接收電平、誤碼率指標來檢驗手機的接收特性。

表1　WCDMA的測試項目

2.2手機射頻生產(chǎn)測試硬件系統(tǒng)

手機射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)是指以計算機為核心，在PC程序指令的控制下，為完成手機射頻測試任務(wù)而組合起來的測量儀器和其他設(shè)備的有機整體。

手機射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)框圖、系統(tǒng)組成分別如圖1、圖2所示，主要包括6部分：

1)控制部分，系統(tǒng)的指揮、控制中心，包括PC、單片機、控制總線；

2)程控設(shè)備，通過程序控制能完成一定測試或控制任務(wù)的硬件，如程控電源、信號源、綜合測試儀、射頻控制開關(guān)、伺服系統(tǒng)等；

3)總線與接口，連接PC與各種程控儀器、設(shè)備通路的硬軟件接口，完成命令、數(shù)據(jù)的傳輸與交換，如GPIB接口、PXI、串口、網(wǎng)絡(luò)接口等；

4)測試軟件，為完成測試任務(wù)而開發(fā)的各種應(yīng)用軟件，如測試主程序、驅(qū)動程序、測試結(jié)果打印程序、I/0程序、數(shù)據(jù)庫處理程序等；

5)被測對象，如手機，需要通過有線或者無線的方式與PC、設(shè)備相連；

6)輔助設(shè)備，如機械手、傳送帶、氣動夾具等，用于將被測單元運送到指定位置，固定后等待測試。

圖1　手機射頻生產(chǎn)測試系統(tǒng)框圖

3　手機射頻生產(chǎn)測試方案實施與優(yōu)化方法

測試系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)完成后，下一步的工作就是將系統(tǒng)應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中。有幾種測試方案可供手機射頻批量生產(chǎn)測試使用：

1)分段部署測試，手機生產(chǎn)過程中，同一個產(chǎn)品功能，不同生產(chǎn)階段，部署不同測試方案，能夠更好地控制成本和提升產(chǎn)品制造質(zhì)量。常規(guī)情況下分2階段進行：板測階段，射頻以RF點測為主，確保手機主板功能正常；整機測試，以確保裝配和整機天線特性功能正常。

2)信令與非信令結(jié)合，射頻信令測試與非信令測試各有優(yōu)缺點，信令成本高，但最接近實網(wǎng)；非信令成本低，但部分手機指標不支持非信令測試方案。將2種方案同時應(yīng)用于手機生產(chǎn)測試，可做到質(zhì)量與成本的平衡。

3)詳細測試與精簡測試結(jié)合，產(chǎn)品研發(fā)階段，輸出不穩(wěn)定，設(shè)計、來料都可能存在問題，需詳盡測試射頻相關(guān)的每一個指標，以最大化識別設(shè)計與來料缺陷。量產(chǎn)階段，設(shè)計缺陷已解決，來料特性也相對穩(wěn)定，可采用精簡測試方案以降低測試成本、提高測試效率。

4)多站合一測試方案與乒乓測試，手機功能越來越復(fù)雜、頻段多、功能多。傳統(tǒng)測試是按照功能模塊定義測試站，比如校準站、綜測站、GPS站、Wi-Fi站，BT站。通過算法優(yōu)化，將GPS、BT、Wi-Fi三站合一，可最大化減少系統(tǒng)等待時間和操作員取放板時間，提高測試效率。另一方面，每個射頻功能在測試過程中，都需要先進入對應(yīng)測試模式后才能開始測試。在進入測試模式的過程中，儀器處于等待狀態(tài)，通過測試方案優(yōu)化，使1臺儀器同時與2臺手機相連接，A手機測試過程中，B手機提前進入測試模式，A手機測試完成，B手機無需等待，可直接測試，以此提高儀器利用率。

5)一發(fā)多收方案與ListMode方案，在手機接收電平等項目測試過程中，每臺手機接收的信號要求都是一樣的。因此，1臺儀器可與多臺手機同時進行連接，儀器以廣播的形式發(fā)出信號，多臺手機同時接收到信號，同時并行測試，提升測試效率。ListMode方案解決了PC與儀器之間頻繁交互通信而導(dǎo)致測試效率降低的問題。常規(guī)測試中，每測試1個信道，儀器需要初始化配置1次。通過ListMode方式，PC通知儀器接下來要測試的每個頻段信息，一次性將需求信息傳送至儀器，儀器接收后，按照此清單逐一測試，可大大減少PC與儀器之間的交互時間。

4　結(jié)語

手機的射頻功能是手機關(guān)鍵功能，射頻功能異常，會導(dǎo)致用戶無法正常通話。為保證手機的品質(zhì)和性能符合用戶的期望，各手機廠商需在手機測試方面建立一套完整、科學(xué)的測試體系，才能持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 劉春斌.手機生產(chǎn)線在線測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].北京:北京郵電大學(xué),2010.

[2] 楊繼華.關(guān)于手機射頻測試技術(shù)的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(6):145.

[3] 孫小進.LTE 和LTE-A 通用射頻測試方案設(shè)計要點及實際應(yīng)用[J].電子制作,2013(15):145-146.

[4] 白星龍.GSM/WCDMA手機射頻電路的設(shè)計與測試[D].西安:西安電子科技大學(xué),2013.

[5] 閆營崗.具有藍牙、WiFi和模擬電視功能的手機射頻前端技術(shù)研究[D].成都:電子科技大學(xué),2012.

[6] 沈聰.一種簡化的WCDMA_GSM七頻段手機射頻前端的設(shè)計與開發(fā)[D].上海:東華大學(xué),2012.

[7] 蘇少博.移動無線通信與射頻識別一體化物聯(lián)網(wǎng)手機設(shè)計[D].成都:電子科技大學(xué),2011.

[8] 郗丹.雙模手機射頻前端技術(shù)研究[D].西安:西安電子科技大學(xué),2011.

[9] 李波.GSM手機射頻測試技術(shù)的實用系統(tǒng)構(gòu)建研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2005.

[10] 高劍平.GSM/GPRS手機射頻電路設(shè)計[D].成都:電子科技大學(xué),2003.

Optimization of Mobile RF Production Test Scheme

Zhao Weidong

(Vivo Communication Technology Co., Ltd.)

Focusing on the problems in the production of mobile phone, such as many parameters and complicated problems, a complete and scientific testing program for mobile phone RF production is put forward. Firstly, the paper describes the major test items of mobile radio production, introduces the hardware system of mobile radio production test, and then introduces the implementation and optimization method of mobile radio production test. It provides some reference value for mobile phone manufacturing test researchers.

RF Production; Test Scheme; Optimization

趙衛(wèi)東，男，1983年生，工程師，主要從事電子設(shè)計開發(fā)相關(guān)工作。