當(dāng)前無線通訊是個(gè)潮流，GSM手機(jī)、CDMA手機(jī)、WCDMA手機(jī)、WLAN的研發(fā)、生產(chǎn)如火如荼，在這些無線設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)中都有校準(zhǔn)，其意義和目的何在？

一、大批量生產(chǎn)無線發(fā)射、接收設(shè)備時(shí)，通常情況下，為什么都需要校準(zhǔn)？

在大批量生產(chǎn)無線發(fā)射、接收設(shè)備時(shí)，如GSM手機(jī)、CDMA手機(jī)、WCDMA手機(jī)、WLAN、Bluetooth時(shí)，在通常情況下，為什么都需要對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行校準(zhǔn)？這是由于生產(chǎn)這些無線發(fā)射、接收設(shè)備時(shí)，所用元器件的絕對(duì)精度通常不足以滿足設(shè)備頻率、功率電平和其它參數(shù)的性能目標(biāo)。因此，順理成章，降低系統(tǒng)性能偏差的方式之一就是使用更加昂貴的、精度更高的、一致性更好的元器件。但是，在現(xiàn)實(shí)情況下，每個(gè)無線設(shè)備生產(chǎn)廠商都刻意要給用戶提供價(jià)廉物美的產(chǎn)品，因此在成本的壓力下，設(shè)計(jì)人員通常不會(huì)選用昂貴的、精度更高的、一致性更好的元器件作設(shè)計(jì)，而是走到了相反的方向，這樣校準(zhǔn)就成為研發(fā)生產(chǎn)中不可或缺的一環(huán)，它會(huì)極大地減少無線發(fā)射、接收設(shè)備對(duì)元器件的要求，降低材料成本，最終降低整個(gè)無線發(fā)射、接收設(shè)備的成本。

二、無線發(fā)射、接收設(shè)備通常需要校準(zhǔn)的指標(biāo)

1、頻率

目前通常的無線設(shè)備，不論是GSM手機(jī)、CDMA手機(jī)、WCDMA手機(jī)、WLAN、或者Bluetooth，都是將發(fā)射機(jī)、接收機(jī)集成為一體，且用內(nèi)部晶體振蕩器，在壓控振蕩的控制下合成所需要的接收和發(fā)射各個(gè)信道上的中心頻率。發(fā)射信道上的中心頻率是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到你生產(chǎn)出的無線設(shè)備所發(fā)射出去的信號(hào)，是否會(huì)被其它接收設(shè)備正確識(shí)別、解調(diào)出來。反之亦然，如果你生產(chǎn)出的無線設(shè)備接收信道的中心頻率不準(zhǔn)，它也是無法對(duì)接收到的、需要的信號(hào)作正確識(shí)別和解調(diào)。同時(shí)，如果你生產(chǎn)出的無線設(shè)備所發(fā)射出去的信號(hào)中心頻率不準(zhǔn)的話，在多用戶系統(tǒng)中，還可能會(huì)極大的干擾別人。

不論是GSM、CDMA，WCDMA、還是WLAN、Bluetooth，協(xié)議對(duì)信道（包括接收和發(fā)射）的中心頻率都盡可能設(shè)計(jì)成線性，而頻率合成的線性設(shè)計(jì)較易實(shí)現(xiàn)，但在批量生產(chǎn)時(shí)，所有生產(chǎn)出的產(chǎn)品，在所有信道上都能達(dá)到協(xié)議所要求的頻率精度，這對(duì)硬件設(shè)計(jì)是個(gè)挑戰(zhàn)。因此這些無線設(shè)備一般都設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字壓控振蕩來保證發(fā)射和接收頻率的精度，校準(zhǔn)頻率的全部物理含義就是精確的實(shí)測(cè)出數(shù)字壓控振蕩的斜率和節(jié)距，將此數(shù)學(xué)模型寫入設(shè)備中。設(shè)備在正常工作時(shí)，按照此模型計(jì)算出控制數(shù)字壓控振蕩的數(shù)字控制量，來調(diào)諧發(fā)射、接收頻率，使之達(dá)到其協(xié)議要求精度。

前文已提到信道（包括接收和發(fā)射）的中心頻率是線性的，且線性設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)，因此頻率校準(zhǔn)只需在一個(gè)信道上校準(zhǔn)即可，至于是校準(zhǔn)發(fā)射信道的頻率，還是校準(zhǔn)接收信道的頻率，這與廠家的設(shè)計(jì)有關(guān)，但它們的校準(zhǔn)方法略有不同。

2、功率電平

在多用戶系統(tǒng)中，協(xié)議一般會(huì)對(duì)設(shè)備所發(fā)出的信號(hào)功率電平有一個(gè)較為嚴(yán)格的、復(fù)雜的要求，這是由于如果設(shè)備所發(fā)出的信號(hào)功率電平偏低，那么在噪聲環(huán)境或多徑情況下，通信質(zhì)量會(huì)變得很差，影響用戶自己的正常使用；如果設(shè)備所發(fā)出的信號(hào)功率電平偏高，那么這會(huì)嚴(yán)重影響到其它用戶的通信，直至降低系統(tǒng)的用戶容量。因此GSM、CDMA、及其3G的協(xié)議對(duì)發(fā)射功率電平都有要求和控制，而普通元器件（尤其射頻元器件）的一致性、精度、線性都不是很好，因此發(fā)射功率的校準(zhǔn)是極其重要的。

功率電平校準(zhǔn)一般分為兩大類，一類是功率輸出線性校準(zhǔn)，這類校準(zhǔn)是非常重要的，且是非做不可的。在做這種校準(zhǔn)時(shí)，一般是在一個(gè)指定的信道上，從高功率到低功率作較為完整的校準(zhǔn)，這種校準(zhǔn)是為了保證設(shè)備能準(zhǔn)確輸出系統(tǒng)所要求的各個(gè)功率電平，修正無線設(shè)備輸出的非線性。這類校準(zhǔn)與設(shè)計(jì)有非常大的關(guān)系，不同的設(shè)備設(shè)計(jì)方案，其校準(zhǔn)方案也不同，但大致可分為兩種。其中一種校準(zhǔn)方案需在多次測(cè)試后，建立功率電平輸出數(shù)學(xué)模型，按照這個(gè)數(shù)學(xué)模型去校準(zhǔn)設(shè)備，求出每個(gè)設(shè)備自己的、較為準(zhǔn)確的功率電平輸出公式；另一種校準(zhǔn)方案則是用補(bǔ)償數(shù)組的辦法，精確測(cè)出為達(dá)到各個(gè)功率電平，所應(yīng)施加的激勵(lì)。其中建立數(shù)學(xué)模型的方式的校準(zhǔn)過程比較短，速度比較快，但校準(zhǔn)精度沒有采用補(bǔ)償數(shù)組的辦法高。

功率電平校準(zhǔn)的另一大類是輸出功率與頻率響應(yīng)的校準(zhǔn)。在作這種校準(zhǔn)之前，無線設(shè)備，不論是GSM、CDMA，WCDMA、還是WLAN、Bluetooth，在不同的信道上所輸出的功率電平并不是很一致、很平坦的，這是由于無線設(shè)備從產(chǎn)生基帶信號(hào)到射頻發(fā)射這部分電路的頻率響應(yīng)可能會(huì)有些抖動(dòng)或變化，這些抖動(dòng)或變化導(dǎo)致設(shè)備在不同信道上發(fā)射功率不是很一致、很平坦，為了彌補(bǔ)在不同信道上的輸出功率電平的這種“抖動(dòng)”，應(yīng)對(duì)無線設(shè)備在不同信道上的功率輸出作不同的“補(bǔ)償”。這種校準(zhǔn)至少在三個(gè)以上的信道上來完成，分別是高頻率、中頻率、低頻率的信道。實(shí)際校準(zhǔn)中，為了減少這種由于頻向?qū)е碌恼`差，會(huì)選擇更多的信道。與前一種功率電平校準(zhǔn)相比，這種校準(zhǔn)只是在指定信道上做某個(gè)功率電平的簡(jiǎn)單校準(zhǔn)。當(dāng)然，現(xiàn)在很多設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)已可以盡可能的保證輸出頻率響應(yīng)，因此這些設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，并不是都要校準(zhǔn)頻率響應(yīng)，如果要做這個(gè)校準(zhǔn)，當(dāng)然最好是在功率輸出線性校準(zhǔn)之后再作頻率響應(yīng)校準(zhǔn)。

3、RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）

為保證通信質(zhì)量和越區(qū)切換，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻率選擇或系統(tǒng)功率控制功能。基站一般要求移動(dòng)臺(tái)報(bào)告所接收到信號(hào)強(qiáng)度，以便系統(tǒng)作出正確的選擇和決定。因此移動(dòng)臺(tái)所報(bào)告的接收信號(hào)強(qiáng)度是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）的校準(zhǔn)與功率電平校準(zhǔn)非常類似，它一般也分為兩大類校準(zhǔn)，一類為RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）精度的校準(zhǔn)，另一類就是由于移動(dòng)臺(tái)對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)的響應(yīng)不同，所引起的RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）誤差的校準(zhǔn)，因此很多廠家也把這種校準(zhǔn)稱之為RSSI信道補(bǔ)償校準(zhǔn)。

由于目前手機(jī)，尤其是GSM手機(jī)，RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）的測(cè)量各個(gè)廠家都有各自的設(shè)計(jì)，因此RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）精度校準(zhǔn)也是各有各的方法，但大體原理是一致的，那就是為了保證在不同大小的接收信號(hào)下，在解調(diào)前信號(hào)大小是一致的，電路中都會(huì)有個(gè)AGC電路，AGC工作時(shí)的放大倍數(shù)與RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）成線性比例關(guān)系；因此校準(zhǔn)AGC的放大倍數(shù)，保證AGC的輸出結(jié)果，就是在對(duì)RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）精度校準(zhǔn)，目前大多數(shù)廠家都把RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）精度的校準(zhǔn)說成是AGC校準(zhǔn)，本文以后也延續(xù)這個(gè)叫法。AGC校準(zhǔn)的方法一般是施加一個(gè)已知大小的信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，由移動(dòng)臺(tái)報(bào)告接收信號(hào)強(qiáng)度（RSSI），移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的接收信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）與真實(shí)值的誤差，就是AGC的誤差，從這點(diǎn)也可以看出，AGC的校準(zhǔn)是要通過移動(dòng)臺(tái)RSSI的報(bào)告來完成的。AGC校準(zhǔn)的原理雖然大體相似，但不同廠家，其AGC電路的設(shè)計(jì)是不同的，故AGC校準(zhǔn)要校準(zhǔn)的具體內(nèi)容，校準(zhǔn)的具體方式和方法是有很大差別的。

正如前文所述，RSSI信道補(bǔ)償校準(zhǔn)是為了克服由于頻率響應(yīng)所造成的誤差，因此不論是哪個(gè)廠家，RSSI校準(zhǔn)方案大體都是相同的：在不同的信道上，在相同的外部輸入信號(hào)下，移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）的誤差，作為各個(gè)信道的RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度）的補(bǔ)償值。值得注意的是，一般廠家都要求，在作RSSI校準(zhǔn)前，都要先做AGC的校準(zhǔn)，關(guān)于這個(gè)要求也是容易理解的。

4、電池的校準(zhǔn)及其他的校準(zhǔn)

電池的校準(zhǔn)及其他的一些校準(zhǔn)，如溫度校準(zhǔn)、直流偏置校準(zhǔn)等等，都是對(duì)基帶電路中的A/D的參考電壓的校準(zhǔn)，以保證A/D讀數(shù)的準(zhǔn)確，這些校準(zhǔn)一般都是測(cè)量A/D的斜率和截距。隨著技術(shù)的發(fā)展，這些校準(zhǔn)在很多廠家的設(shè)計(jì)中已經(jīng)被回避掉了，也就是現(xiàn)在很多廠家的設(shè)計(jì)中已經(jīng)不再校準(zhǔn)這些內(nèi)容了。

本部分簡(jiǎn)要介紹了為什么要校準(zhǔn)無線設(shè)備，校準(zhǔn)無線設(shè)備的一些主要內(nèi)容，其實(shí)嚴(yán)格意義上講，每種制式的移動(dòng)臺(tái)，其校準(zhǔn)要求與目標(biāo)差很多，也就是GSM、CDMA，WCDMA的校準(zhǔn)差很多。這點(diǎn)其實(shí)不難理解，GSM的發(fā)射功率是按級(jí)別來控制，CDMA，WCDMA是發(fā)射功率是被連續(xù)控制的，從這點(diǎn)上看，對(duì)發(fā)射功率的校準(zhǔn)，GSM、CDMA，WCDMA一定是不一樣的，但一樣的是校準(zhǔn)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，一定是校準(zhǔn)發(fā)射功率的非線性和頻率響應(yīng)。另外，正如前文所述，各個(gè)廠家在電路設(shè)計(jì)上的不同，即便是相同制式的移動(dòng)臺(tái)，如都是GSM的移動(dòng)臺(tái)，其校準(zhǔn)內(nèi)容以及校準(zhǔn)方法也是不同的，但核心離不開前文所述內(nèi)容。

至于校準(zhǔn)的其他方面，筆者會(huì)在以后的幾個(gè)部分去談。

在上文中筆者簡(jiǎn)要介紹了無線設(shè)備校準(zhǔn)的意義和目的，以及主要要校準(zhǔn)的射頻項(xiàng)目，接下來，筆者會(huì)介紹一些在作校準(zhǔn)時(shí)，遇到的一些細(xì)小的問題。

三、無線設(shè)備校準(zhǔn)的三大塊

不論是GSM手機(jī)、CDMA手機(jī)、WCDMA手機(jī)、WLAN、或者Bluetooth，其實(shí)無線校準(zhǔn)就是三大塊內(nèi)容；頻率校準(zhǔn)；發(fā)射電平校準(zhǔn)（后文簡(jiǎn)稱發(fā)射校準(zhǔn)）；接收信號(hào)強(qiáng)度指示校準(zhǔn)（后文簡(jiǎn)稱接收校準(zhǔn)）。當(dāng)然，圍繞這三大塊，不同制式的無線設(shè)備所要校準(zhǔn)的具體內(nèi)容和方法是不同的，而且可能相差甚遠(yuǎn)，即便相同制式的無線設(shè)備，由于各廠家的設(shè)計(jì)不同，其校準(zhǔn)的具體內(nèi)容和方法也是不同的。但不論哪種制式、哪個(gè)廠家的設(shè)計(jì)，其校準(zhǔn)的核心離不開這三大塊。

1、在校準(zhǔn)無線設(shè)備時(shí)，校準(zhǔn)各個(gè)項(xiàng)目時(shí)有先后順序嗎？ 

前文已述無線設(shè)備的校準(zhǔn)分為三大塊，那校準(zhǔn)這三大塊有先后順序嗎？答案是肯定的，校準(zhǔn)一定是要先從頻率校準(zhǔn)開始，這是由于，不論是發(fā)射校準(zhǔn)，還是接收校準(zhǔn)，它們都是在某個(gè)信道上來做校準(zhǔn)，而且都還要做頻率響應(yīng)校準(zhǔn)，如果沒有先作頻率校準(zhǔn)，而直接作發(fā)射或接收校準(zhǔn)，此時(shí)控制信道頻率的控制值，是用的無線設(shè)備里的缺省值，這個(gè)值可能是對(duì)的，也可能是不對(duì)的，如果不對(duì)，那么無論是作的發(fā)射校準(zhǔn)，還是接收校準(zhǔn)，校準(zhǔn)結(jié)果都會(huì)受到一個(gè)頻率響應(yīng)導(dǎo)致的校準(zhǔn)誤差，頻率偏得越遠(yuǎn)，這種誤差會(huì)越大，而這個(gè)誤差是可以通過先作頻率校準(zhǔn)而回避掉的。

至于是先作發(fā)射校準(zhǔn)，還是先做接收校準(zhǔn)，這個(gè)到目前還沒有什么關(guān)系，當(dāng)然，有的廠家由于設(shè)計(jì)的原因，對(duì)此也是有要求的。另外，正如上文談到的，發(fā)射校準(zhǔn)和接收校準(zhǔn)都要做頻率響應(yīng)校準(zhǔn)，這種校準(zhǔn)最好是最后來做，這是由于頻率響應(yīng)校準(zhǔn)有可能是基于前面校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)的。

2、要在測(cè)試模式下校準(zhǔn)無線設(shè)備

我們都知道，不論是GSM手機(jī)、CDMA手機(jī)、WCDMA手機(jī)、WLAN、或者Bluetooth，它們都是有協(xié)議的，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，為了給更多的用戶提供更快更好的服務(wù)，協(xié)議是越做越復(fù)雜。這些設(shè)備在出廠前都會(huì)做個(gè)測(cè)試，這種測(cè)試會(huì)模擬無線設(shè)備在真實(shí)環(huán)境（也就是協(xié)議模式）下的狀況，此時(shí)無線設(shè)備為達(dá)到最佳通訊效果，會(huì)及時(shí)響應(yīng)協(xié)議命令，自動(dòng)調(diào)整自己的狀態(tài)。在這種情況下，無線設(shè)備是受協(xié)議控制和調(diào)整的，此時(shí)很難校準(zhǔn)。為了達(dá)到校準(zhǔn)的目的，應(yīng)將無線設(shè)備置為測(cè)試模式（有的也叫開發(fā)模式），此時(shí)無線設(shè)備不再響應(yīng)協(xié)議命令，而是受控于計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)，你可以把無線設(shè)備設(shè)為你想要的狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，校準(zhǔn)就容易的多。

3、校準(zhǔn)無線設(shè)備的大體流程

1）、通過計(jì)算機(jī)將無線設(shè)備設(shè)為測(cè)試模式；
2）、配置各種儀表，形成校準(zhǔn)的無線環(huán)境；
3）、設(shè)置儀表和無線設(shè)備，使之進(jìn)入要求的狀態(tài)；
4）、讓儀表（或無線設(shè)備）發(fā)出無線信號(hào)；
5）、讓無線設(shè)備（或儀表）進(jìn)行測(cè)量，并讀取測(cè)量值；
6）、重復(fù)步驟3到5，得到一組測(cè)量結(jié)果（有些時(shí)候，有些項(xiàng)目不需要重復(fù)步驟3到5）；
7）、基于測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，得到某項(xiàng)指標(biāo)的校準(zhǔn)結(jié)果；
8）、將測(cè)量結(jié)果寫入無線設(shè)備（有些時(shí)候，有些項(xiàng)目不執(zhí)行此步）；
9）、重復(fù)步驟2到8，完成所有項(xiàng)目的校準(zhǔn)；
10）、將所有的校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備；

在以上流程中，有些校準(zhǔn)是不需要執(zhí)行第十個(gè)步驟的，倒不是說不需要將校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備，恰恰相反，如果不把校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備中，校準(zhǔn)是起不到作用的，不需要執(zhí)行第十個(gè)步驟的原因是，在執(zhí)行步驟八時(shí)，就已經(jīng)把所有的校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備里了。

4、校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備中

前文已述校準(zhǔn)結(jié)果一定要寫入無線設(shè)備中，只有這樣，無線設(shè)備工作時(shí)才能達(dá)到最佳效果。校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備的本質(zhì)是：把校準(zhǔn)結(jié)果寫到無線設(shè)備中指定地址的flash里，無線設(shè)備在正常工作時(shí)，會(huì)到這些地址中取出這些校準(zhǔn)修正值，來修正要發(fā)出或收到的無線信號(hào)，當(dāng)然這個(gè)修正過程基本上是在基帶或中頻來完成的。

眾所周知，flash的寫入一定是塊寫入，因此將校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備的flash里時(shí)，一定要特別注意，應(yīng)先將塊內(nèi)的數(shù)據(jù)讀出，再修改要寫入地址里的數(shù)據(jù)，最后，把整塊數(shù)據(jù)再寫入flash里。當(dāng)然，現(xiàn)在很多無線設(shè)備已把這塊內(nèi)容放在無線設(shè)備自己內(nèi)部中了，或者用函數(shù)給封裝起來了，在作校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)，有時(shí)并不容易發(fā)現(xiàn)這個(gè)過程。但是在作校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)把數(shù)據(jù)寫入無線設(shè)備后，校準(zhǔn)并沒有起到應(yīng)有的作用，或者無線設(shè)備不工作，要重新給無線設(shè)備灌裝軟件才工作，那多半是在將校準(zhǔn)結(jié)果寫入無線設(shè)備時(shí)出了問題。

四、校準(zhǔn)無線設(shè)備所需要的儀器儀表

校準(zhǔn)無線設(shè)備一般有兩種解決方案：

1、用中測(cè)儀的方案
1）、計(jì)算機(jī)：控制無線設(shè)備，執(zhí)行校準(zhǔn)過程。
2）、綜測(cè)儀：給無線設(shè)備提供各種無線環(huán)境、測(cè)量無線設(shè)備所發(fā)出信號(hào)的功率、頻率等。
 
2、前文已述，校準(zhǔn)無線設(shè)備是在測(cè)試模式下，因此校準(zhǔn)不一定要用綜測(cè)儀，當(dāng)然用綜測(cè)儀校準(zhǔn)更快更容易。
1）、計(jì)算機(jī)：控制無線設(shè)備，執(zhí)行校準(zhǔn)過程。
2）、功率計(jì)：測(cè)量無線設(shè)備所發(fā)出信號(hào)的功率。
3）、信號(hào)源：給無線設(shè)備提供各種無線信號(hào)。
4）、頻譜分析儀：測(cè)量無線設(shè)備所發(fā)出信號(hào)的頻率，有些校準(zhǔn)方案的頻率校準(zhǔn)是在接收信道上校準(zhǔn)，此時(shí)，只需有信號(hào)源即可，不需頻譜分析儀。

以上兩個(gè)方案繁簡(jiǎn)自明，但方案二最大好處是，有可能充分利用你現(xiàn)有儀表，無須再投資。

五、校準(zhǔn)無線設(shè)備最后幾個(gè)小問題

1、在作校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能的在屏蔽室，或屏蔽盒里，用傳導(dǎo)方式來完成，這樣才能最大減少干擾對(duì)校準(zhǔn)的影響，不建議在開放空間，用耦合的方式來進(jìn)行校準(zhǔn)。
2、校準(zhǔn)前一定要先確定儀表輸出端到無線設(shè)備輸入端的線纜損耗，且要補(bǔ)償這個(gè)損耗，這樣才能保證校準(zhǔn)結(jié)果。
3、由于目前校準(zhǔn)無線設(shè)備都要在測(cè)試模式下完成，也就是要在計(jì)算機(jī)控制無線設(shè)備的狀況下來完成，因此做校準(zhǔn)一定要有控制無線設(shè)備的函數(shù)，且一定要編程校準(zhǔn)，手動(dòng)已不大可能了。