高通平台校准原理介绍

高通平台校准原理介绍WCDMA校准部分祝琴2010年11月目录•校准概述•QSC6240平台校准原理—WCDMA的发射机和接收机校准—EDGE的发射机和接收机校准•校准项目校准概述•什么是校准•校准目的•校准内容•移动台如何利用校准数据•校准系统的硬件构成校准概述•什么是校准？•由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样的设计，也会表现出不同的电性能。•为了消除这种影响，每个手机在出厂之前都要对这些参数进行测量计算，得到一些参数误差数据，并把这些误差数据存储到一定的存储介质（一般为EEPROM）里，在手机正常使用过程中，CPU会读取这些数据并利用一定的算法对需要补偿的参数进行补偿。•在生产测试过程中，对需要补偿校正的数据测量计算并存入EEPROM里的过程，称之为校准.校准概述•校准目的•移动台的射频电路存在大量的模拟器件，模拟器件具有很大的器件离散性，为了保证每一个移动台的射频指标都满足行业标准（3GPP）的要求，保证WCDMA网络、GSM网络的性能，必须对每部移动台进行射频校准。•接收机校准——用户单元必须正确估计接收的最优信噪比，并为信号发射功率大小提供依据•发射机校准——用户单元必须在一个大的动态范围和正确的功率等级上发射校准概述•校准内容•补偿器件的非线性特性,提供绝对的功率参考•进行最大功率限定•提高接收灵敏度•提供频率补偿•提供温度补偿校准概述•NV：(Non-Volatile)非易失性存储器•射频相关的NV值–StaticRFNVitems:•Measuredonceperdesign.–MeasuredRFNVitems:•IsdeterminedbytheRFcalibrationprocess.•射频校准数据存储在动态NV•NV数据备份生成QCN文件，进行读写校准概述移动台如何利用校准数据•在工厂模式（FTM）下,校准得到的数据存储在AMSS的NV中；•在正常工作模式工作时，AMSS调用上述校准数据确保手机的射频指标。校准概述•校准系统的硬件构成WAgilent8960校准项目MSM6290和QSC6240平台校准项目差异校准项目MSM6290测试项QSC6240测试项WCDMATXLinearCalibration√LinearCalibration√TxvsFreqComp√TxvsFreqComp√HDETCalibration√HDETCalibration√TxLimvsFreq√TxLimvsFreq√RXTempCalibration√TempCalibration√LNACalibration√LNACalibration√WCDMAIM2Cal不用校准SUBRXDiversityCalibration√DiversityTest√EDGETXKVCOCalibration√PolarCalibration√PolarCalibration√RSBCalibrationRSBCalibrationPathDelayPathDelayCarrierSuppression√RXAFCCal√AFCCal√RxGainvsFreqcomp√RxGainvsFreqcomp√GSMIM2CalGSMIM2Cal校准项目MSM6290和QSC6240平台校准项目差异校准项目•WCDMARXCAL–TempCalibration温度ADC检测校准–LNACalibration接收灵敏度校准•WCDMATXCAL–LinearCalibrationPA线性校准，确保输出信号功率的准确度–TxvsFreqComp输出功率相对频率的补偿–HDETCalibration高功率检测电路校准，确保大功率时功控的精度–TxLimvsFreq最大功率下相对频率的补偿功率的表示方法功率的表示方法RxAGC和dBm的转换-106~-20.7dBm功率的表示方法TxAGC和dBm的转换-57.3~28dBmWCDMA接收机校准RXLNACalibration•接收机电路工作原理•接收机的信号强度随着手机离基站的距离的远近而改变。因此，接收机的路径增益要求是可变的，目的是补偿Rx信号强度的改变，保证天线处的宽范围的信号强度在解调器的输入端被压缩成一个近乎恒定的电平。•接收的射频信号在经过ADC转换后直接用DVGA(DigitalVariableGainAmplifier数字可变增益放大器)调整信号的强度，进入基带处理电路。WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•接收机电路工作原理框图•接收机校准主要包括：DVGAOffset校准和LNAOffset校准WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•校准过程中将读取的DVGAgainoffset和LNAoffset填入下表•对应的NV项为：—NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_I—NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_I—NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_2_I•阴影部分表示参考信道WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•DVGAOffset校准•表示从天线主口经过LNA和MIXER，到接收机内部的整个路径损耗值WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•DVGAGAINOffset-48实际值理想值WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_I•校准流程：1.置DUT工作于FTM模式，参考信道CH97432.置DUT工作于LNA的最大增益状态(GainState0)3.置综测仪8960输出功率-70dBm(NV_WCDMA_LNA_RANGE_FALL_I中定义)改变数据格式值为-152(AGCUnit)4.调用FTM命令GetDVGAOffset()，参数为-1525.GetDVGAOffset自动将获得的DVGAoffset值写入寄存器6.将GetDVGAOffset的返回值写入NV项NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_I.WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•FTM指令•GetDVGAOffset()包含的指令动作如下：1.首先将DVGAOFFSET清零2.置LNAgain状态为增益状态0（增益状态0为最大增益状态）3.加载NV_LNA_RANGE_FALL并必须改变其数据格式，令该值为expectedagc_value.4.读取RX_AGC10次并求其平均值（同样须改变其数据格式）令该值currentagc_value.5.DVGA_OFFSET=(currentagc_value)–(expectedagc_value).6.设置DVGA_OFFSETWCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•LNAOffsetWCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_I•校准流程：1.置DUT工作于FTM模式，WCDMA模式,参考信道CH97432.置DUT工作于LNAGainState13.置综测仪8960输出功率-66dBm(NV_WCDMA_LNA_RANGE_RISE_I中定义)改变数据格式值为-112(AGCUnit)4.调用FTM命令GetLNAOffset()需要两个参数：LNAoffsetindex(=1)LNAoffset(=-112)5.将GetLNAOffset的返回值写入NV项NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_I.WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_2_I•校准流程：1.置DUT工作于FTM模式，WCDMA模式,参考信道CH97432.置DUT工作于LNAGainState23.置综测仪8960输出功率-44dBm(NV_WCDMA_LNA_RANGE_RISE_2_I中定义)改变数据格式值为108(AGCUnit)4.调用FTM命令GetLNAOffset()需要两个参数：LNAoffsetindex(=2)LNAoffset(=108)5.将GetLNAOffset的返回值写入NV项NV_WCDMA_LNA_RANGE_OFFSET_2_I.WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•FTM指令•GetLNAOffset()包含的指令动作如下：1.读出当前LNAindexn2.在当前LNAindex(n)读取RX_AGC值10次并取其平均令该值为:previousRX_AGC3.将LNAindex改为n+1，在该LNAindexn+1上读取RX_AGC值10次并取其平均，令该值为：nextRX_AGC.若n=1，LNA_OFFSET=nextRX_AGC-previousRX_AGC若n=2，LNA_2_OFFSET=LNA_OFFSET+(nextRX_AGC-previousRX_AGC)WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•DVGA信道补偿校准NV_WCDMA_VGA_GAIN_OFFSET_VS_FREQ_IDatatype:8-bitsignedDatarange:-128to127各测试信道下测得的DVGAoffset与参考信道下测试的DVGAoffset值的差值----------------------------------------------------------------------------------------------•LNA信道补偿校准NV_WCDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ_INV_WCDMA_LNA_OFFSET_VS_FREQ_2_IDatatype:8-bitsignedDatarange:-128to127各测试信道下测得的LNAoffset与参考信道下测试的LNAoffset值的差值WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•校准频道列表•AMSS支持多达16个频率信道校准•可以选择16个信道的任何一个频道作为参考信道•参考频道的选中遵循如下原则–从校准列表中选取–选择的参考频道能使得与频率相关的校准项既有正值也有负值，以防止NV值溢出–理论上无论什么样的频道作为参考信道，最后都获得一样的结果WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•WCDAM发射机校准：每个BAND测试频点16个•WCDMA接收机校准：每个BAND测试频点16个•EDGE发射机校准：每个BAND测试频点3个•EDGE接收机校准：低BAND测试频点8个，高BAND测试频点16个WCDMA接收机校准RXLNACalibration(cont.)•测试频点WCDMA发射机校准LinearCalibration•发射机电路框图双工器PATransceiverBB定向耦合器PWR_DETPA_RANGE_1PA_RANGE_0VMODE0VMODE1SSBI1_DATASBDTWCDMA发射机校准LinearCalibration•线性校准的必要性•减少因射频功率放大器的非线性失真产生的新的频谱分量对相邻信道的干扰•WCDMA，调制方式上行BPSK，下行QPSK，恒定包络调制。W系统对ACLR要求越高,相应地对PA地线性要求就越高；ACLR指标是为防止发射机对邻近频点通道造成干扰而设定的指标，它是衡量发射机非线性失真程度的一个重要指标•HSDPA，调制方式为16QAM(正交调幅)，均峰比大WCDMA发射机校准LinearCalibration发射机电路工作原理图TX_AGC_ADJPDMTX_AGC_ADJpinWCDMA发射机校准LinearCali