手機射頻生產測試方案優化

趙衛東

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手機射頻生產測試方案優化

趙衛東

（維沃移動通信有限公司）

針對手機射頻生產與研發測試參數多、復雜等問題，提出一種手機射頻生產測試方案。以WCDMA為例，闡述手機射頻生產的主要測試項目；然后介紹手機射頻生產測試硬件系統組成；最后介紹手機射頻生產測試方案與優化方法，對手機生產制造測試有一定的參考價值。

射頻生產；測試方案；優化

隨著全球移動通信業的迅速發展，手機已成為人民生活中不可缺少的一個重要物品[1]。手機生產制造商必須提供功能強大、品質優良的產品，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、導航、藍牙傳輸和Wi-Fi上網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，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測試方案，希望能給相關的手機生產測試研究人員提供借鑒和參考。

1　手機射頻生產測試與研發測試的區別

在研發設計階段，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，發射參數有TRP、NHPRP；接收參數有TIS、NHPIS；在實際網絡下的外場測試包括通話測試、搜網測試、接通率測試等，及高低溫、鹽霧、冷熱沖擊、防水、跌落測試等惡劣環境下的可靠性測試。經過一系列測試，基本能夠保證手機的設計輸出質量。

研發測試主要特點：

1)測試項目多，詳細評估手機的指標是否滿足設計質量要求；

2)測試周期長，一臺手機需要多人合作，經多個工作日才能完成各種測試；

3)測試成本高，測試設備精度高，測試項目復雜，周期長，導致測試成本較高；

4)測試輸出質量好，經過研發測試通過的個體機器質量是合格的。

研發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品要求。因此須將手機射頻測試覆蓋到每個生產環節，并要求在最短時間內，通過必要的測試項目，以降低成本。

射頻生產測試主要特點：

1)測試時間短，大批量生產中，時間就是成本，單位時間內產出的手機越多，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檢驗關口，測試要求較高。

2　手機射頻生產測試方案研究

2.1手機射頻生產測試項目的選擇

手機射頻性能參數眾多，本文選擇具有代表性的參數作為測試項目。手機主要通過接收機測試和發射機測試完成生產射頻測試。下面以手機通話、數據業務相關的測試指標說明常見的射頻生產測試項目。

以WCDMA為例，表1列出發射機和接收機的測試項目。1)主要通過與發射功率、發射頻率相關的一系列測試項目評估和驗證手機發射特性指標；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手機射頻生產測試硬件系統

手機射頻生產測試系統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而組合起來的測量儀器和其他設備的有機整體。

手機射頻生產測試系統框圖、系統組成分別如圖1、圖2所示，主要包括6部分：

1)控制部分，系統的指揮、控制中心，包括PC、單片機、控制總線；

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

3)總線與接口，連接PC與各種程控儀器、設備通路的硬軟件接口，完成命令、數據的傳輸與交換，如GPIB接口、PXI、串口、網絡接口等；

4)測試軟件，為完成測試任務而開發的各種應用軟件，如測試主程序、驅動程序、測試結果打印程序、I/0程序、數據庫處理程序等；

5)被測對象，如手機，需要通過有線或者無線的方式與PC、設備相連；

6)輔助設備，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　手機射頻生產測試系統框圖

3　手機射頻生產測試方案實施與優化方法

測試系統設計開發完成后，下一步的工作就是將系統應用于大批量生產中。有幾種測試方案可供手機射頻批量生產測試使用：

1)分段部署測試，手機生產過程中，同一個產品功能，不同生產階段，部署不同測試方案，能夠更好地控制成本和提升產品制造質量。常規情況下分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)信令與非信令結合，射頻信令測試與非信令測試各有優缺點，信令成本高，但最接近實網；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種方案同時應用于手機生產測試，可做到質量與成本的平衡。

3)詳細測試與精簡測試結合，產品研發階段，輸出不穩定，設計、來料都可能存在問題，需詳盡測試射頻相關的每一個指標，以最大化識別設計與來料缺陷。量產階段，設計缺陷已解決，來料特性也相對穩定，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，手機功能越來越復雜、頻段多、功能多。傳統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。通過算法優化，將GPS、BT、Wi-Fi三站合一，可最大化減少系統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，通過測試方案優化，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致測試效率降低的問題。常規測試中，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　結語

手機的射頻功能是手機關鍵功能，射頻功能異常，會導致用戶無法正常通話。為保證手機的品質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、科學的測試體系，才能持續提升產品質量。

[1] 劉春斌.手機生產線在線測試系統的研究與設計[D].北京:北京郵電大學,2010.

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

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

[4] 白星龍.GSM/WCDMA手機射頻電路的設計與測試[D].西安:西安電子科技大學,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研究[D].成都:電子科技大學,2012.

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

[7] 蘇少博.移動無線通信與射頻識別一體化物聯網手機設計[D].成都:電子科技大學,2011.

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

[9] 李波.GSM手機射頻測試技術的實用系統構建研究[D].蘇州:蘇州大學,2005.

[10] 高劍平.GSM/GPRS手機射頻電路設計[D].成都:電子科技大學,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

趙衛東，男，1983年生，工程師，主要從事電子設計開發相關工作。