手机射频知识
射频测试基础知识
射频测试基础知识
射频测试（RF）是一种用于测试和确认收发信号质量和可靠性的
测试方法。
该测试确认收发信号能够成功地从一个位置传播到另一个
位置，测试通常用于手机，无线路由器，低噪声放大器（LNA）和电缆
连接。
这是一种不可或缺的测试方法，可以帮助检查和监测关键部件，从而确保收发信号被正确地接收和发送。
做射频测试的最重要的是，要对电讯认证或认可进行评估，并检
查收发信号与标准之间的兼容性。
传播和发射电台必须能够传播和接
收符合一定标准的信号，而不会影响邻近范围内的其他设备。
射频测
试可以确保收发设备合规操作，并确保电信设备不会对用户或周边环
境造成健康或安全的问题。
此外，射频测试还可以检测信号传播的物理特性，从而加强设备
的可靠性和性能。
通过射频测试，可以进行范围测试，测试噪声，相
位扭曲度，失真，等人口等变量。
在一些情况下，射频测试还可以用
于检查元件的参数，如驱动放大器的额定输出功率，滤波器的带宽等
参数。
最后，射频测试通常用于调试设备，以便做出必要的调整，以确
保收发信号能正常运行。
如果收发信号不正常，可以通过检查射频测
试结果来确定问题，以改善信号的表现。
总之，射频测试是一种测试收发信号的重要方法，可以检测出电
讯认证的兼容性，以及电信设备对邻近范围内的其他设备的影响情况，可以检测物理特性，确保设备的可靠性和性能以及调试错误的收发信
号以提高信号的性能。
手机射频基础知识
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射频基础知识
射频= Radio Frequency (RF) → 无线
中波广播 短波广播 RFID 调频广播 (无线)电视 遥控模型 个人移动通信 WLAN, Bluetooth(ISM Band)
530-1700 kHz 5.9-26.1 MHz 13 MHz 88-108 MHz 54-88, 174-220 MHz 72 MHz 900MHz, 1.8, 1.9, 2 GHz 2.4-2.5GHz, 5-6GHz
DCS1800 手机发：1710～1785MHz；手机收：1805～1880MHz。
• GSM的调制方式是BT=0.3的GMSK，调制速率为 270.833千波特，0.3表示了高斯滤波器的带宽和比特率 之间的关系。 • 在GSM中，数据的比特率被选择为正好是频偏的4倍， 这可以减小频谱的扩散，增加信道的有效性。
7
传输线
• 同轴线或同轴电缆(coaxial cable) • 平行双线(twin-lead, two wire) • 微带线(microstrip)
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波动方程和特性阻抗
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元器件和寄生参数
– 分立无源元件的高频模型 电阻、电容和电感的阻抗在高频时往往与它们的标称值有很大的 偏差，这时寄生元件造成的，它们降低了元件的品质因数和自谐 振频率 – 自谐振频率 频率高到一定的程度，元件的阻 抗会由原来的感性变成容性或由 容性变成感性，这说明寄生效应 已经占据主导地位，元件无法再 工作。例如右图中一个电感电抗 随频率的变化。
1 复帧 = 26 TDMA帧（120ms） 0 1 24 25 0
1 复帧 = 51 TDMA帧（3060/13ms) 1 49 50
1 TDMA帧 = 8 时隙（120/26 = 4.615ms） 0 1 2 3 4 5 6 7
智能手机的射频通信技术
智能手机的射频通信技术随着科技的不断发展，智能手机已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
我们使用手机进行通信、浏览网页、玩游戏等等，而这一切都得益于手机中的射频通信技术。
射频通信技术是指利用电磁波在空间中传输信息的技术，主要包括无线电、微波和红外线通信等。
在智能手机中，主要使用的是无线电和微波通信技术。
这两种技术不同的频率范围让它们在不同的场景中得到广泛应用。
无线电通信主要是指家用电视机、收音机等无绳电器之间的通信，其频率范围为3kHz至300GHz，而微波通信则更加适合于高速数据传输，其频率范围为300MHz至300GHz。
智能手机使用的通信技术主要包括蜂窝网络（cellular network）、WiFi（无线局域网）、蓝牙（Bluetooth）和NFC（近场通信）等。
其中，蜂窝网络是最主要的通信方式，它可以通过基站、天线等设施实现对手机的无线信号覆盖，这些设施可以覆盖一定范围内的地面。
而WiFi、蓝牙和NFC则更适合于近距离无线通信，可以在房间内或者馆内内部实现高速数据传输。
其中，蜂窝网络使用的技术主要包括2G、3G、4G和5G等。
每一代技术的提升，都意味着更高的数据传输速度、更好的网络覆盖范围和更稳定的网络连接。
目前，5G技术的出现将彻底改变手机通信的形态，极大地提高了通信速度、稳定性和延迟。
此外，智能手机中的射频通信技术也不断发展着，例如智能天线技术。
智能天线技术使用射频信号进行调制，能够根据通信距离、信号强度等因素自动调节天线的功率，以最大程度地提升信号的质量和传输速度。
再例如，MIMO技术。
MIMO是多输入多输出（Multiple-input multiple-output）技术的缩写。
它通过使用多个天线来提高传输速度和质量，可以抵消干扰和传输中损失的信号，大大提高了天线的效率。
目前，MIMO技术已经被广泛应用于4G和5G等高速数据传输网络中。
综上所述，射频通信技术是智能手机中非常重要的一部分。
手机射频原理
手机射频原理
手机射频原理指的是手机通信过程中使用的射频技术原理。
手机通过天线接收到的射频信号经过解调和处理后，可以实现语音通信、数据传输和无线上网等功能。
手机射频原理主要包括以下几个方面：
1.调制解调：手机将用户的语音、数据等信息转换为射频信号，并通过调制技术将其嵌入到射频信号中传输。
而在接收端，手机通过解调技术将接收到的射频信号转换为可识别的语音或数据。
2.射频信号传输：手机使用频带进行射频信号传输。
不同频段
对应不同的通信服务，如2G、3G、4G、5G等。
手机通过天
线接收到的射频信号会经过滤波、放大等处理，然后再进行信号的解调和处理。
3.天线技术：手机通过天线在空气中接收和发送射频信号。
手
机天线通常是一个小型的金属贴片或杆状天线，安装在手机外壳内部或外部。
天线设计的合理性和性能能直接影响手机的信号接收和发送质量。
4.功率控制：手机发送射频信号时需要控制信号的功率。
功率
控制可以确保信号在传输中的稳定性和可靠性。
同时，通过功率控制，手机可以根据信号强度调整对基站的访问。
除了以上几个方面，手机射频原理还涉及到信道编解码、调制
编码、信号处理和多址技术等相关技术。
这些技术共同作用，使手机能够实现无线通信功能。
手机射频工作原理
手机射频工作原理
手机射频工作原理主要包括信号传输、调制解调、发射接收等几个方面。
首先是信号传输部分。
手机射频信号主要以电磁波的形式传输，传输的频率一般在800MHz至2.6GHz之间。
手机通过天线接
收到的信号经过放大、滤波、混频等处理后，得到基带信号。
接着是调制解调部分。
基带信号需要通过调制技术转换成射频信号才能传输出去。
手机一般采用调频(FM)和相移调制(PSK)
等调制方式，将基带信号转换成高频射频信号。
同时，在接收端，手机通过解调技术将接收到的射频信号转换成基带信号。
最后是发射接收部分。
手机通过发射天线将调制好的高频射频信号发射出去，同时通过接收天线接收到的射频信号。
在发射和接收过程中，手机还需要进行功率控制、频率同步、信道选择等操作。
手机射频工作的基本原理就是通过信号传输、调制解调、发射接收等过程实现无线通信。
同时，手机还通过天线、放大器、滤波器、混频器等元件来实现信号的放大、选择和转换。
手机射频介绍(理论实操)
使用频率: GSM900,DCS1800,PCS1900.
✓GSM: Group Special Mobile－－－中国 ✓DCS: Data Communication System－－－中国 ✓PCS: Personal Communication System－－－美国
行业进步
GSM手机知识培训
SEC.SCORE
培训目的：使学员了解手机发展历程和通 讯技术以及GSM手机电路结构分析 培训方式：课程讲授 考核方式：提交培训心得，试题测试
行业进步
1
课程刚要
一： GSM发展历程 二： GSM通讯技术 三： GSM手机组成及原理 四： V3手机电路结构与分析
行业进步
2
一： GSM发展历程
❖
信道数目：GSM：124(1--124)；DCS：374(512--885)
❖ 信道间隔频率：200KHZ
❖ 功率等级GSM：15(5--19)；DCS ：16(0--15)
❖
灵敏度：GSM：-102dBm/BER＜2%；DCS： -100dBm/BER＜2%
❖ 频率误差：＜±0.1ppm
❖ RMS--均方根相位误差：＜5°
❖ 峰值相位误差：＜20°
行业进步
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二、手机原理
❖1. 开机原理 ❖2. 接收原理 ❖3. 发射原理
行业进步
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1. 开机原理
❖ 当接上电池或电源供电时，电源管理器得到稳定的工作电压，32KHz开始 振荡，只要后备电池有足够的供电电压，32KHz就会一直处于工作状态， 按下开机键，电源管理器的一脚得到一个持续的高电平，内部检测到该电 平做出开机动作送出各路的工作，13MHz得到这个电压开始工作输出 13MHz信号，经过中频处理器整形放大后送往CPU，CPU得到13MHz后通 过串行总线控制电源输出复位信号对CPU、FLASH、和弦进行复位，CPU 复位以后会先访问内部ROM并根据内部ROM的程序发出一路信号至I/O连
射频(RF)基础知识
●什么是RF？答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。
2. 当今世界的手机频率各是多少（CDMA，GSM、市话通、小灵通、模拟手机等）？答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz；CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。
3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高？答：首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识，然后可以选择一些芯片组，研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。
● 4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么？答：其目的是在实施设计之前，让设计者对将要设计的产品有一些认识。
5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么？答：基本原则是使EMC最小化。
6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU，这里的ABB、DBB和PMU等各代表何意？答：ABB是Analog BaseBand，DBB是Ditital Baseband，MCU往往包括在DBB芯片中。
PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。
将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。
7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能？二者有何区别？答：其实MCU和DSP都是处理器，理论上没有太大的不同。
但是在实际系统中，基于效率的考虑，一般是DSP处理各种算法，如信道编解码，加密等，而MCU处理信令和与大部分硬件外设（如LCD等）通信。
8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么？答：首先，可以选择一个RF专题，比如PLL，并学习一些基本理论，然后开始设计一些简单电路，只有在调试中才能获得一些经验，有助加深理解。
9. 推荐RF仿真软件及其特点？答：Agilent ADS仿真软件作RF仿真。
射频基础知识
1、射频RF （Radio Frequency ）是指频率较高，可用于发射无线电频率，一般常指几十到几百兆赫的频段，即VHF-UHF 频段。
2、由传输系统引导向一定方向传输的电磁波称为导行波。
3、传输线的几何长度（l ）与其上传输电信号的波长（λ）之比l /λ ，称为传输线的相对长度或者叫电长度。
只要线的几何长度l 与其传输电信号的波长λ可以比拟时（通常为十分之一左右或以上），即可视为长线4、）。
（相应公式dB .1-V 1V lg 20R L += RL= -20log Γ VSWR=min max V V =Γ-Γ+11 5、确定移动通信工作频段可从以下几方面来考虑：①电波传播特性；②环境噪声及干扰的影响；③服务区范围、地形和障碍物影响以及建筑物的渗透性能；④设备小型化；⑤与已经开发的频段的干扰协调和兼容性；⑥用户需求及应用的特点。
1.8GHz 频段安排如下：1710~1725MHz 移动台发 1805~1820MHz 基站发（共15MHz ） 1745~1755MHz 移动台发1840~1850MHz 基站发（共10MHz ）1710~1785MHz 移动台发1805~1880MHz 基站发6、“多址”（Multi Access ）是指在多信道共用系统中，终端用户选择通信对象的传输方式，在陆地蜂窝移动通信系统中，用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN 码”等多种方式进行选址，它们分别对应地被称为“频分（Frequency Division ）多址”、“时分（Time Division ）多址”和“码分（Code Division ）多址”。
简称FDMA, TDMA 和CDMA.7、Pt （dBm ）=10lg 1mW W ）（m Pt8、No= KT B （W ） No （dBw ）=－174 dBm + 10lgB （G121，C114）9、当编码器每20ms 取样一次，线性预测声域分析抽头为8时，输出260bit ，此时编码速率为260/20=13Kbits/s ，即为全速率信道。
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GSM手机射频测试指导目录序言 (2)第一章测试条件 (3)1.1 正常测试条件 (3)1.2 极限测试条件 (3)1.3 震动条件 (3)1.4 其它测试条件及规定 (4)1.5 附件要求 (5)第二章发射机指标及其测试 (6)2.1 发射载波峰值功率 (6)2.2 发射载频包络 (11)2.3调制频谱（Spectrum Due to Modulation） (15)2.4开关频谱（Spectrum Due to Switching） (18)2.5频率误差（Frequency Error） (20)2.6相位误差（Phase Error） (22)2.7传导杂散骚扰（Conduct Spurious Emissions） (24)2.8发射峰值电流和平均电流 (27)第三章接收机指标及其测试 (29)3.1接收灵敏度（Rx Sensitivity） (29)3.2接收信号指示电平（RX Level） (33)3.3接收信号指示质量（RX Quality） (35)第四章其余测试补充 (38)4.1 RC滤波电路对PA－RAMP的影响 (38)4.2 PA匹配调整 (42)4.3天线开关指标测试 (42)第五章附录 (44)序言目前国家对手机的质量问题越来越重视，对于手机质量的客户满意度和返修率也一致关注。
其中，GSM手机的射频问题仍然是一个影响手机质量、开发进度和生产效率的重要因素。
为了保证产品的品质和性能符合GSM规范和国家标准，需要在手机测试方面建立一套完整、科学的测试体系。
为此我们参照GSM规范欧洲标准、国家邮电部移动通信技术规范、国家信息产业部通信行业标准以及日常积累的测试经验编写了这份射频测试规程。
本规范的目的是针对研发阶段的GSM手机提供一个较全面测试和校准的指标依据，尽量保证研发阶段GSM手机的点测指标满足FTA、CTA与批量生产点测指标要求，使手机的射频问题尽可能在研发阶段暴露出来并在量产前解决，同时为评估手机的RF点测性能、指标余量、一致性、稳定性提供参考依据，另外为不熟悉测试的新员工提供一些指导。
本文主要内容包括射频指标术语解释，发射机和接收机部分射频指标的测试方法，测试结果，测试参考标准等，最后还给出了指标超标的一般分析。
由于我们射频知识与经验有限，不足之处请指导。
第一章测试条件手机的测试条件包括测试环境条件、测试温度、湿度条件、测试电压及震动测试等内容。
民用设备的测试一般应在正常测试条件下进行，如有特殊要求时，也可在极限条件下进行测试。
鉴于移动站的特殊使用环境，下面将对移动站的测试条件作重点介绍。
1.1 正常测试条件对于移动站来说，正常测试温度和湿度条件应为以下范围的任意组合：温度：15—35℃相对湿度：25—75％正常测试电压应为设备的标称工作电压，其频率(测试电源)应为标称频率±lHz范围内。
对于用在车载整流铅酸电他上的无线设备，其正常测试电压应为电池标称电压的1.1倍。
1.2 极限测试条件对于移动站，极限测试条件应为极限电压部极限温度的任意组。
其中对于手持机来说极限环境温度为－10～＋55℃。
对于车载台和便携式移动站来说，其极限测试温度为－20～＋55℃。
极限测试电压对于使用交流市电的移动站，为其标称电压的0.9～1.1倍。
对于采用汞／镍镉电池的移动站，极限测试电压为其标称电压的0.9～1.0倍。
对于采用整流铅酸电他的移动站来说，极限测试电压为其标称电压的0.9～1.3倍。
在极限温度下的测试过程：对于高温，当实现温度平衙后，移动站在发射条件下(非DTx)开机1分钟再在空闲模式(idle mode)(非DTx)下开机4分钟，Ms应满足规定的要求。
对于低温，当实现温度平衡后，移动站应在Ms空闲模式(非DTx)下开机1分钟再进行测试，Ms应满足规定的要求。
1.3 震动条件在震动条件下测试移动站，应采用随机震动，其震动频率范围和加速度频谱密度(ASD)如下：在频率为5～20Hz范围内，其震动ASD为0.96m2／s3。
在频率为20～500Hz范围内，在20Hz时ASD为0.96m2／s3，其它频率为－3dB／倍频程。
1.4 其它测试条件及规定1．系统模拟器(SS)系统模拟器是一系列测试设备的总称，它是一个功能性工具，能对被测设备提供必要的输入测试信号并能分析被测设备的输出信号以实施GSM规范中所有的测试、市场上现存的测试仪器可以实现全部或部分系统模拟器的测试功能。
如HP8922B／E／G系列、R／S公司的CMD54、CMD52及CRTS02、04、24系列等可以提供对移动站和基站不同级别的测试。
在测试基站时，系统模拟器可以模拟移动站和网络在A(或Abis)接口及空中接口(Um接口)对基站进行测量。
在测试移动站时，系统模拟器可以模拟基站及网络在空中接口(Um接口)对移动站进行测量。
2．衰落和多径传播棋拟器(MFs)多径衰落模拟器(MFS)在功能上也属于系统模拟器的一部分，它主要用于在无线干扰性能测量中模拟真实的移动无线信道上的宽带多径传播条件。
它能提供由COST207和GSM05.05建议中所规定的标准多径传播模式。
其中包括典型的城市区地形(TU)、农村地形(RA)、丘陵地形(HT)及专门用于测试均衡器性能的传播模式(EQU)。
MFS应能模拟上述多径传播条件下从车速3km／h到250km／h范围内的多径分布，特别是使用车速为3、50、100和250km／h的情况。
3．标准测试信号系统测试设备应能产生下列标准测试信号作为测试输入信号：(1)标准测试信号Co：它是未调制的连续载波信号。
(2)标准测试信号C1：它是标准的GSM调制信号，其调制数据为010l格式信号输入到信道编码器输入端。
信道编码器可由测试方法来选择测试和加密模式。
在非跳频模式采用该信号时，其它未使用的时隙发送空闲突发脉冲串(dummy burst)，且功率电平相对于使用时隙而变化。
以上两种标准测试信号都是用于表示有用信号，对于无用信号(即干扰信号)有下列三种标准测试信号：(3)标准测试信号I0：为未调制的连续载波信号。
(4)标准测试信号I1：为GSM调制载波信号，其结构遵照GSM信号突发(burst，称为突发脉冲或简称突发。
下同)结构，但其所有调制比特(包括突发中的训练序列部分)皆直接为随机或伪随机数据流。
(5)标准测试信号I2：为标准的GSM调制信号，但与C1信号不同，其突发的训练序列部分为标准的GSM训练序列，但突发中的数据比特(包括比特58和59)皆为随机或伪随机数据流。
1.5 附件要求1、采用相同标准的射频线和转接头，要求包括转接头在内GSM频段各信道间的损耗值小于0.5dB, 损耗值差异小于0.2dB；DCS频段各信道间的损耗值小于1dB, 损耗值差异小于0.3dB, 特性阻抗含转接头应在50±5 欧姆内。
2、射频综合测试仪采用CMU200或HP8960。
频谱分析仪采用HP或AGILENT 系列。
3、RF带阻滤波器BANDREJECT FILTER要求对相应发射频段的信号衰减30 dB以上，对二次、三次谐波衰减(插入损耗)小于1.5 dB, VSWR小于1.3:1，输入额定功率大于1W。
4、测试时, 手机在与综测仪建立连接时BS TCH信号强度设为-60dBm，当测试误码率时，BS信号标准为-102dBm。
5、测试设备通常为：综合测试仪R&S CMU200 或Agilent 8960网络分析仪Agilent 8753ES频谱分析仪Agilent E4404B信号发生器R&S SMIQ 06B示波器6050A直流电源Keithley屏蔽箱、陷波滤波器、RF衰减器、射频连接线等；第二章 发射机指标及其测试2.1 发射载波峰值功率1、 定义：指发射机载波功率在一个突发脉冲的有用信息比特时间上的平均值。
即对该载频时隙突发脉冲串的有用信息比特部分（即时隙中段突发的有用信息比特部分，对常规信道为147比特，对允许接入信道（RACH ）为87比特）测量的功率的平均值。
2、 目的：如果发射功率在相应的级别达不到指标要求，会造成很难打出电话的毛病，即离基站近时容易打出而离基站远时不易打出困难，往往表现出发射时总是提示用户重拨号码。
如果发射功率在相应的级别超出指标的要求，一方面可以客服空中损耗，降低对接收机接收灵敏度的要求，但则会造成电池损耗大，待机时间短；另外扩大小区覆盖范围，引入邻道干扰。
则需测量发射机的载波输出功率是否符合GSM 规范的指标。
3、 测量：（1）、仪器连接如图一，点测或耦合测试；CMU200MS图一（2）、测试原理：手机发射部分由发射信号形成电路、功率放大电路、功率控制电路三个单元组成。
GSM频段分为124个信道，功率级别为5－33dBm，即LEVEL5-LEVEL19共15个级别；DCS频段分为373个信道（512－885），功率级别为0－30dBm，即LEVEL0-LEVEL15共15个级别；每个信道有15个功率等级，测试时选上、中、下三个信道对每个功率等级进行测试，每个功率等级以2dBm增减。
表1 各频段载波频率与信道编号表由于手机不断移动，手机和基站之间的距离在不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的，基站根据距离远近的不同向手机发出功率级别信号，手机收到功率级别信号后会自动调整自身的功率，离基站远时发射功率大，离基站近时发射功率小。
具体过程如下：手机中的数据存储器存放有功率级别表，当手机收到基站发出的功率级别要求时，在CPU的控制下，从功率表中调出相应的功率级别数据，经数／模转换后变成标准的功率电平值，而手机的实际发射功率经取样后也转换成一个相应的电平值，两个电平比较产生出功率误差控制电压，去调节发射机激励放大电路、预放、功放电路的放大量，从而使手机的发射功率调整到要求的功率级别上。
（3）、测试方法：首先由MS按照一般的呼叫建立过程在一个绝对射频频道号（ARFCN）为60～65之间的TCH信道上建立一个呼叫，并将该MS的功率控制电平设置为其最大功率等级。
※CMU200与MS建立连接的一般设置如节末附图。
连接完成后，选择Power，激活功率列表。
在每个频段上，选择高中低三个信道，从低到高选择几个功率级别进行功率测试，记录测试数据。
GSM频段选1、62、124 三个信道；DCS频段选512、698、885 三个信道。
对每个功率级别进行测试。
4、结果：测试示意图：5、技术要求POWER CONTROL LEVELGSM900(dBm) DCS1800(dBm)标准值（dBm）校准范围极限范围标准值（dBm）校准范围极限范围0 30 ±0.2 ±0.31 28 ±0.2 ±22 26 ±0.2 ±23 24 ±0.2 ±24 22 ±0.2 ±25 33 ±0.2 ±0.3 20 ±0.2 ±26 31 ±0.2 ±2 18 ±0.2 ±27 29 ±0.2 ±2 16 ±0.2 ±28 27 ±0.2 ±2 14 ±0.2 ±29 25 ±0.2 ±2 12 ±0.2 ±210 23 ±0.2 ±2 10 ±0.2 ±211 21 ±0.2 ±2 8 ±0.3 ±212 19 ±0.2 ±2 7 ±0.4 ±213 17 ±0.2 ±2 6 ±0.5 ±214 15 ±0.2 ±2 5 ±0.5 ±215 13 ±0.2 ±2 3 ±0.8 ±216 11 ±0.2 ±217 9 ±0.2 ±218 7 ±0.4 ±219 5 ±0.5 ±26、超标若测试的信道功率指标超差，可通过校准使其回到正常值。