GSM移動電話機的測試

　　一、引言

　　隨著移動通信的迅速發(fā)展，GSM移動電話用戶的數(shù)量也正在以驚人的速度增長著。由于市場的需求，目前各生產(chǎn)GSM移動電話機的廠商都在不斷地推出各種型號的移動電話機，尤其是國內(nèi)的生產(chǎn)廠商。明顯的，在市場上可以看到更多型號和更具有個性化的移動電話機。這為打算購買GSM移動電話機的消費者提供了廣闊的選則空間。

　　對于消費者來說，移動電話機的性能和質(zhì)量是他們最關(guān)心的問題。為了保證廣大移動通信用戶能夠得到優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)質(zhì)量，最大限度的保護他們的權(quán)益，政府主管部門對GSM移動電話機實行進網(wǎng)證管理制度。本文就GSM移動電話機的進網(wǎng)測試進行簡要的介紹。

　　二、測試標準

　　GSM移動電話機遵循的測試標準為YD/T 1215-2002《900/1800MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)設(shè)備測試方法：移動臺》。替代了YD/T 884-1996 《900MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)移動臺設(shè)備技術(shù)指標及測試方法》。

　　三、測試內(nèi)容及方法

　　GSM移動電話機進網(wǎng)測試主要包括的測試項目有：外觀和包裝測試、業(yè)務(wù)與功能測試、射頻性能測試、電磁兼容性(EMC)測試、環(huán)境適應(yīng)性測試、壽命測試、電池和充電器測試。

　　1、外觀和包裝的測試主要是檢查移動電話機包裝盒的外觀和移動電話機本身的外觀是否符合要求，以及移動電話機的所有配件是否齊全。

　　2、業(yè)務(wù)和功能測試是根據(jù)規(guī)范所要求的測試項目在實際的GSM網(wǎng)絡(luò)上進行撥打驗證。檢查移動電話機能否到達規(guī)范要求的預(yù)期結(jié)果，以保證移動電話機在實際的GSM網(wǎng)絡(luò)上能夠正常的工作。

　　3、射頻性能測試包括兩部分：發(fā)射機的性能測試和接收機的性能測試。發(fā)射機要求的技術(shù)指標包括：相位誤差和頻率誤差，發(fā)射機輸出功率,突發(fā)脈沖定時和突發(fā)脈沖的功率/時間包絡(luò)。接收機要求的技術(shù)指標是參考靈敏度(靜態(tài)和多徑衰落)。

　　射頻指標測試的信道為ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number)的高、中、低端三個信道，信道號分別為1、62、124 (GSM900)；513、699、884(GSM1800)。

　　發(fā)射機的相位誤差和頻率誤差是指實際測量的頻率、相位與理論期望的頻率、相位之差。

　　測試系統(tǒng)如圖所示，無線綜合測試儀模擬基站設(shè)備(TE：Test Equipment)，與被測的移動電話機(MS)相連，進行通信并測量RF指標。



　　MS通過RF電纜線與TE相連，根據(jù)通用呼叫建立程序建立起一個電路交換模式的呼叫。TE對MS發(fā)射的一個脈沖進行均勻采樣，得到其相位軌跡，其最小采樣率不小于294個采樣點/脈沖。TE根據(jù)已知的比特模式和調(diào)制器的定義，計算出期望的相位軌跡，將兩條軌跡相比較計算出相位軌跡誤差，通過此相位軌跡誤差做出一條線性回歸線，該回歸線的斜率即為頻率誤差，每個采樣點與回歸線的差值就是該點的相位誤差，TE計算相位誤差的均方根值。

　　發(fā)射機輸出功率是指在一個突發(fā)脈沖的有用信息比特時間上，傳遞到外接天線或MS內(nèi)部天線輻射的功率平均值。測試系統(tǒng)的連接方法如圖1所示。MS通過RF電纜線與TE相連，根據(jù)通用呼叫建立程序建立起一個電路交換模式的呼叫。TE對MS發(fā)射的一個脈沖進行均勻采樣。根據(jù)脈沖調(diào)制識別采樣點，TE識別出147個有用比特的中心，訓(xùn)練序列比特13到比特14的躍變點作為定時參考點。TE計算147個有用比特對應(yīng)的采樣點平均值即為發(fā)射機輸出功率。

　　突發(fā)脈沖定時是指MS接收和發(fā)送之間的時間間隙。在時間提前量為0的情況下，MS應(yīng)在接收到相應(yīng)突發(fā)脈沖后延遲3個脈沖周期后發(fā)射信號。該定時是以訓(xùn)練序列的13比特到14比特的躍變點為基準。TE識別出MS發(fā)射的突發(fā)脈沖中的躍變點與TE發(fā)送給MS的突發(fā)脈沖中相應(yīng)的躍變點相比較，得出突發(fā)脈沖定時。

　　突發(fā)脈沖的功率/時間包絡(luò)的測試。將在測量發(fā)射機功率中得到的功率采樣點排列在圖2的包絡(luò)框架中作吻合性測試，有用發(fā)射比特的中心為0dB功率參考點。



　　圖2 正常突發(fā)脈沖的功率/時間包絡(luò)框架

　　接收機參考靈敏度是指在達到規(guī)定的BER或FER的條件下MS接收機的輸入電平。測試MS的靜態(tài)參考靈敏度的測試連接圖如圖1所示。MS通過RF電纜線與TE相連，根據(jù)通用呼叫建立程序建立起一個電路交換模式的呼叫。TE指令MS完成業(yè)務(wù)信道的環(huán)回并傳送擦除幀的信息。TE發(fā)送的有用信號電平到達MS的RF接口處，應(yīng)為參

　　考靈敏度電平-102dBm。TE將發(fā)給MS的信號數(shù)據(jù)與經(jīng)過MS接收機解調(diào)和解碼以后的數(shù)據(jù)進行比較，檢查幀擦除指示，TE通過檢查II類連續(xù)比特最小樣本數(shù)序列，判定II類比特殘余比特差錯事件的數(shù)目，這些比特取自BFI置0的幀，BFI置0表示此幀為差錯幀。TE計算出II類殘余比特誤碼率(RBER)。

　　移動電話機與基站之間是靠無線信號進行傳輸?shù)摹Ｗ杂煽臻g的環(huán)境非常復(fù)雜，基站信號在傳輸過程中經(jīng)散射、衍射、反射等到達移動電話機的接收端。實驗室通過衰落模擬器模擬RF信道上的各種多經(jīng)衰落模式。在模擬的多徑環(huán)境下，測試移動電話機的多徑模式下的參考靈敏度。測試連接圖如圖3所示。標準要求測試三種傳播模式：TUhigh(平坦城市)、RA(郊區(qū))和HT(山區(qū))。測試原理和靜態(tài)參考靈敏度相同。



　　4、電磁兼容性測試按照YD 1032-2000要求的限值和測試方法進行測試。

　　5、環(huán)境適應(yīng)性測試包括低溫、高溫、恒定濕熱、振動和跌落。低溫按照GB2423.1-89 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A：低溫試驗方法中第9條 試驗Ab：非散熱試驗樣品溫度漸變的低溫試驗進行。將MS不包裝、不通電，放入試驗箱中，使試驗箱溫度達到-10℃ (對于手持式MS)或-20℃(對于便攜式或車載式等其它MS)，溫度穩(wěn)定后持續(xù)4小時，然后在ARFCN中間范圍上測試發(fā)射機相位誤差、頻率誤差、最大功率級發(fā)射功率和接收機靜態(tài)參考靈敏度。試驗后進行話音通信檢查,話音通信應(yīng)能正常進行。高溫試驗是按照GB2423.2-89 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B：高溫試驗方法中第8條 試驗Bb：非散熱試驗樣品溫度漸變的高溫試驗進行。MS不包裝、不通電，放入試驗箱中，使試驗箱溫度達到55℃，溫度穩(wěn)定后持續(xù)4小時，測試方法和要求與低溫相同。恒定濕熱是按照GB2423.3-93 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Ca：恒定濕熱試驗方進行。MS不包裝、不通電，放入試驗箱中，使試驗箱溫度達到40℃，濕度達到93%，溫度穩(wěn)定后持續(xù)48小時，測試方法和要求與低溫相同。振動試驗按照GB/T2423.13-1997 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fdb：寬頻帶隨機振動――中再現(xiàn)性和ETS 300 607-1進行。MS通電、不包裝，牢固地水平規(guī)定在試驗臺上。在對MS進行振動測試時，采用以下頻率/幅度：

　　頻率 隨機振動ASD (加速度譜密度)

　　5Hz～20Hz 0.96m2/s3

　　20Hz～500Hz 0.96m2/s3 (20Hz處)，其它-3dB/倍頻程

　　振動試驗要求在線測試。即在振動過程中，在ARFCN中間范圍上測試發(fā)射機相位誤差、頻率誤差。將MS按照直立和側(cè)立的位置固定在試驗臺上，重復(fù)振動測試。

　　試驗后進行外觀檢查和話音通信檢查, 外觀要求無嚴重開裂、變形、屏幕顯示正常、按鍵正常，話音通信要求能正常撥打、接聽電話。跌落試驗按照GB2423.8-1995 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Ed：自由跌落的試驗方法進行試驗。手持式MS跌落高度為1.0m。MS通電但不包裝以每個面向下跌落2次，6面共計12次。試驗后進行外觀檢查和話音通信檢查, MS不應(yīng)有損壞，但允許機殼輕微開裂，話音通信應(yīng)能正常進行。對于顯示屏可見面積不小于機殼正面表面積40%或25cm2的手持式MS跌落高度為0.5m。允許液晶屏損壞，但通話功能應(yīng)正常。

　　6、壽命測試的按鍵壽命是將MS不包裝不開機固定在測試設(shè)備上，以不小于0.6牛頓的力按任意選定的一個數(shù)字鍵，按壓的速率為40-60次/分，按壓10萬次。試驗完成后該鍵外觀應(yīng)無開裂破損，按鍵功能應(yīng)正常。 翻蓋(滑蓋)壽命將MS不包

　　裝不開機固定在測試設(shè)備上，以40-60次/分的速率翻蓋(滑蓋)5萬次。試驗完成后翻蓋(滑蓋)的外觀應(yīng)無開裂破損，翻蓋(滑蓋)功能正常。

　　7、電池和充電器測試：鋰離子的電池性能測試按照GB/T 18287-2000的要求，測試項目包括：電源的標識、額定容量、充電性能、放電性能、安全性能。充電器安全性應(yīng)滿足YD/T965-1998的要求。測試項目包括：額定電源容差、標記和說明、對地泄漏電流、抗電強度。

　　四、結(jié)束語

　　自GSM蜂窩移動通信開始商用以來，移動用戶每年幾乎以翻番的速度在增長著。移動用戶迅速增長的同時，移動通信的業(yè)務(wù)也在發(fā)生著變化，雖然現(xiàn)在的主導(dǎo)業(yè)務(wù)仍是話音業(yè)務(wù)，但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也有日趨增長的趨勢。隨著GPRS、移動夢網(wǎng)的開通，網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供越來越多的具有個性化的服務(wù)。同時能夠支持這些功能的移動電話機也在不斷的推陳出新。隨著3G步伐的臨近，讓我們共同期待著移動通信的美好未來吧。