数字移动通信综合测试仪高效校准方法

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摘要：本文介绍了基于“一机多用”技术的数字移动综合测试仪全自动校准系统，用于高效实现数字移动综合测试仪的快速校准测试。该系统可以有效地利用已有的矢量信号发生器和矢量信号分析仪等标准器同时开展多台数字移动综合测试仪的校准工作，在有限标准器的条件下大幅度提高检定员的工作效率，对计量机构具有非常好的市场价值与推广意义。

关键词：数字移动综合测试仪；一机多用；全自动校准

数字移动综合测试仪，是一种支持2G、3G、4G、5G、蓝牙、WiFi等各种制式通信质量检测的综合测试仪器，广泛应用于智能手机研发、生产、检测、维修的全生命周期中，是手机整机生产企业所必需且保有量大的关键设备。校准数字移动综合测试仪使用到的计量标准器主要为矢量信号发生器和矢量信号分析仪。这两款标准器需要配齐全部制式的选件方可完成综测仪全制式的校准，而且价格十分昂贵。数字移动通信综合测试仪的定期校准具有一个鲜明的产业特色，许多计量单位可能只有一到两套标准设备，却往往需要在很短时间内完成企业成百上千台数字移动综合测试仪的校准任务，产生少套标准器短期校准大量仪器的尖锐冲突，计量参数的完整性、准确性难以得到可靠的保障。为了解决这一问题，本文提出了“一机多用”技术方案，可以有效地利用单套标准器，同时校准两台数字移动综合测试仪，配合采用全自动校准系统，可以大幅度地提高校准效率，降低人为校准带来的误差，切实解决企业的校准需求。数字移动综合测试仪主要的依据方法是各个制式的校准方法文件《JJF1443-2014LTE数字移动通信综合测试仪校准规范》、《JJF1276-2011宽带码分多址接入(WCDMA)数字移动通信综合测试仪校准规范》、《JJF1204-2008TD-SCDMA数字移动通信综合测试仪校准规范》、《JJF1177-2007CDMA数字移动通信综合测试仪校准规范》、《JJF1131-2005TDMA-GSM数字移动通信综合测试仪校准规范》、《JJF1278-2011蓝牙测试仪校准规范》和《JJF1277-2011无线局域网测试仪校准规范》[1-5]。

校准项目繁多、参数设置复杂，手动校准可能需要一天时间校准两到三台设备，远远无法满足企业的需求。故本文针对数字移动综合测试仪的校准项目开发了一套全自动校准系统。全自动校准系统使用到计量标准器有矢量信号发生器、矢量信号分析仪、频率计、功率探头。数字移动综合测试仪主要由信号发生器单元和信号分析仪单元两大模块组成，故全自动校准系统针对这两大模块将校准项目分为两大类，如图1所示，即矢量信号分析仪、频率计和功率计校准综测仪的信号输出功能模块，而矢量信号发生器用于校准综测仪的信号测量与分析功能模块。“一机多用”需要两台控制电脑同时控制矢量信号发生器和矢量信号分析仪并分别连接两台被检设备，系统设计流程如图2所示，连接被检设备A和B，使用矢量信号发生器校准完被检设备A的信号分析单元，使用矢量信号分析仪校准完被检设备B的信号发生器单元，然后两个设备A和B再分别互调校准剩下的单元参数。数字移动综合测试仪自动校准系统采用C#语言进行编写[6]，按照系统设计流程，分别对GSM、CDMA、WCDMA、LTE、蓝牙、WiFi制式进行编写，以GSM制式为例。GSM信号分析仪的校准的时候矢量信号发生器发射合适的GSM信号，由数字移动综合测试仪测量峰值相位误差、均方根相位误差、频率误差，按照规程要求从E-GSM和DCS1800频道分别选择合适的不同频率进行测量。GSM信号发生器的校准的时候数字移动综合测试仪发射GSM波形包文件，由矢量信号分析仪测量信号的峰值相位误差、均方根相位误差、频率误差、幅度误差，同时测量数字移动综合测试仪发射出的不同频率信号。而在进行蓝牙测试的时候需要测试不同的调制方式，在规程里称为GFSK调制、π/4-DQPSK调制、8DPSK调制，而在矢量信号发生器和矢量信号分析仪中体现为DH1、2DH1、3DH1，因此蓝牙校准中信号不但要变换不同的频率，还要变化不同的调制方式以及不同的码型。

软件的自动化校准程序界面如图3所示，分为设备连接模块、校准项目选择模块、校准人员地址等信息填写模块。SMW200A是矢量信号发生器，FSW43是矢量信号分析仪，SMW200A一键连接和SMW200Aallstart表示校准数字移动综合测试仪的矢量分析仪部分，FSW43一键连接和FSW43allstart表示校准数字移动综合测试仪的矢量信号发生器部分。经过实验测试，数字移动通信综合测试仪校准耗时比对如表1所示，常规自动化校准与“一机多用”自动化校准的每台数字移动综合测试仪的校准耗时相同，但采用“一机多用”技术实现的自动化校准较未采用该技术的自动化校准综合效率提升1倍，采用该校准系统，单人可同时开展两台综测仪的校准作业，综合效率为单人每小时可检5台综测仪，大幅提高校准效率，同时采用自动校准系统也可以降低人为校准带来的误差，提高校准的准确度。基于“一机多用”技术的数字移动通信综合测试仪高效校准方法可以有效地利用现有的标准器资源尽可能多的提高校准速度，降低购买多套标准器的负担，同时提高检定员的校准效率，，对计量机构具有非常好的市场价值与推广意义。

参考文献

[1]JJF1131-2005,TDMA-GSM数字移动通信综合测试仪校准规范[S].

[2]JJF1177-2007,CDMA数字移动通信综合测试仪校准规范[S].

[3]JJF1204-2008,TD-SCDMA数字移动通信综合测试仪校准规范[S].

[4]JJF1276-2011,宽带码分多址接入(WCDMA)数字移动通信综合测试仪校准规范[S].

[5]JJF1443-2014,LTE数字移动通信综合测试仪校准规范[S].

[6]杨浩,杨铁男等译.C#高级编程[M].北京:清华大学,2002.

作者：黎永涛 张伟 单位：广东省计量科学研究院东莞计量院 广东省无线智能互联设备产业计量测试中心