终端测试大揭秘：手机运动员们的“身高体重”门槛有多高？

源自：媒体滚动

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上传时间: 2023-5-7 10:24

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　　继上一期的协议测试后，今天带来的是终端测试大揭秘系列的射频检测，就让我们继续通过一种大家熟知的“身高体重”达标检测来分析如何让手机成为一名满足基本要求的合格通信“运动员”。
　　检验项目：“身高体重”达标检测之射频检测
　　对于手机来说，射频检测就是检验手机的“身高体重”能否符合“通信运动”的身体素质检测，它是一种检测手机接收和发射射频信号能力的检测项目。
　　什么是射频信号？
　　在人们的日常生活中，大家随处可见各种各样的色彩，实际上，不同的色彩感觉对应着不同的电磁波。在由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论中，人们将电磁波谱中人眼可以感知的部分称为可见光。而射频信号与人们可以感知到的可见光信号不一样，对于人类来它说是属于看不见，摸不到的信号。研究表明，当电磁波的频率低于100khz时，地表会吸收在空中传递的电磁波信号，而但当电磁波频率高于100kHz时，电磁波就可以在空气中广泛传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频信号。
　　射频信号的关键要素是什么？
　　射频信号最关键的2个关键要素就是频率和带宽。
　　我们先来了解一下射频信号的频率。射频技术在无线通信领域中被广泛使用，我们熟悉的蜂窝网络、蓝牙、WiFi等技术都是采用的射频频段。为了避免造成不同技术间的使用冲突，使得电信和信息网络能够得以增长和持续发展，这些技术的使用场景被极其影响力的国际电信联盟组织（该组织是主管信息通信技术事务的联合国机构，负责分配和管理全球无线电频谱与卫星轨道资源，制定全球的电信标准）分配到了不同的频率上。在中国，国家的工信和信息化部会免费向运营商分配最优秀的频率，以推动中国通讯产业的快速发展。因而在移动通信系统中，频率可以说是最重要的资源。
　　除了频率，在通信系统中还会用到频段、带宽等概念。频段指得是两个频率之间人为设定的范围，比如在国际的频率分配表中，n78频段的频率范围为3300MHz至3800MHz，总计500M带宽。而在中国国内，中国联通和中国电信分别分配到了n78频段中3500MHz至3600MHz和3400MH至3500MHz的频率范围，各计100M带宽。
　　射频信号的检测项目是什么呢？
　　在通信系统中，手机和基站之间交互主要是两种场景，一种是从手机端发射射频信号至基站，一种是接收从基站传过来的射频信号，在手机内部可以使用射频芯片以及射频链路将发射接收到的射频信号进行处理成有效信号。因此，在射频测试中，我们主要是面向发射机测试和接收机测试两种测试场景，围绕着频率、带宽的合理限值范围进行检测。这些所谓的合理限值范围也就成为了检验手机的“身高体重”能否符合“通信运动”的身体素质达标检测项目。
　　比如，对于5G技术而言，单用户的最高下载速率能达到1Gbps，但实际用户使用的速率场景往往用不到这么巨大。因而为了合理地使用频率这一珍惜资源，3GPP标准中制定了一系列的带宽来应对不同的使用场景，比如在低速率场景时，我们可以5M、10M的带宽来发送数据以降低终端的功耗。那么，对于5G终端，我们就需要检测不同的频率、不同的带宽下终端是否都可以正常地发射和接收信号。
　　除了频率、带宽的合理限值范围，我们还会进行发射发射、接收灵敏度、功率控制、频率泄漏等一系列基本能力检测。

• 　　发射功率：发射功率是手机所发射出来给基站的信号强度。过量的最大输出功率有可能干扰其他信道或其他系统，而较小的最大输出功率会降低网络的覆盖率。
  
• 　　接收灵敏度：接收灵敏度是接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率。接收灵敏度越高，手机越可能在网络信号弱的时候保持一定的连接能力。
  
• 　　功率控制：网络会控制小区内的手机发射到基站时的信号电平能够维持在一个相等水平，所以能够听从网络侧的功率控制命令并保持正确的功率也非常重要。
  
• 　　频率泄露：原本手机的信号应集中在所需要频率的使用范围内，但实际上在通信系统中都会或多或少产生一些额外的能量扩散到其他频率范围内，所以就需要把这些能量控制在非常低的范围内。
  

　　总之，通过各项射频测试，不仅可以评估电子设备射频通路的可靠性和稳定性，确保设备确保电子设备在正常使用条件下能够正常工作，并且还可以确保它们不会受到外部干扰，同时也不会对其他设备的使用产生不良影响。
　　射频信号的检测标准是什么？
　　与人类运动员的选拔标准类似，在3GPP标准中也规定了一系列的射频技术参数指标表来指导手机进行射频通信活动。我们就是根据3GPP的相关标准，对射频信号进行检测。
　　以发射机测试中的最大发射功率为例，前面我们介绍过，过大的发射功率将增大对其他信道或者系统的干扰，而过小的发射功率将影响到覆盖范围，因而手机的发射功率就必须保持在一个合理的身高空间范围内。在3GPP TS38.521-1的测试规范中，针对不同的发射功率等级，制定了不同的限值要求。比如功率等级为2的手机终端，它的限值参考标准为26dBm，而功率等级为3的手机终端，它的限值参考标准则为23dBm。那么如果一款功率等级为2的手机终端，测试出它的最大发射功率接近26dBm，那么这款手机就在最大发射功率这个项目上，“身高体重”就是达标的。
　　射频信号是如何检测的呢？
　　与协议测试系统相比，除了使用模拟基站的测试仪表综测仪外，射频一致性测试系统则需要更多的测试组件，如信号源、频谱分析仪、功率计等设备，用于对射频信号的功率、频谱范围等进行测量。
　　以最大发射功率测试过程为例，在测量数据开始前，综测仪会向手机发送上行功率控制“up”指令，来指导手机按照最大发射功率进行信号发送。之后启动测量过程，相关的测试仪表就会记录在有效信道带宽中的平均功率，最后则基于门限值对所采集到的数值进行结果判定。而在整个发射功率测试的过程中为了保证测试的准确性，手机和基站间的上行交互将仅保留PDCCH信道的连接，并且不会产生不必要的回环数据。　编辑：李珮雯