以软件为中心的无线测验渠道的规划与使用

无线技能现已渗透到人们日子的方方面面，正在改变着人们的日子。纵观整个无线测验职业，咱们能够看到一些显着的趋势与应战：首要，测验的自动化程度越来越高，对射频测验的速度要求也越来越苛刻。其次，许多新式的产品会在同一个设备上集成多种无线通讯规范。再次，各种新的无线通讯规范的不断涌入也为测验带来很大压力。

NI提出的根据PXI的无线测验渠道供给了一种“打破常规”的处理思路。即运用根据PXI的模块化射频组件，用户经过软件界说仪器的功用，并完结自界说的无线测验运用。这种方法为工程师们供给了高性能的射频模块，用户自界说的UI以及继续更新的适用于不同无线通讯规范的工具包。经过体系集成，终究将得到一个快速、灵敏且具有高精度的射频测验计划。针对快速演进的通讯协议，根据NI PXI的无线测验计划，只需求晋级与之相对应的最新无线工具包，即可进行最新规范的测验。

软件为中心的无线测验渠道概述

NI一向倡议“以软件为中心的测验丈量架构”。在射频范畴，这个理念与“软件无线电(Software Defined Radio)”不约而同。根据现成可用的模块化射频与中频设备，经过LabVIEW软件和丰厚的射频与无线工具包，工程师即可快速完结射频与无线运用的规划、开发和测验的悉数流程。

PXI是一种根据PC技能的面向测验丈量和自动化运用的巩固渠道，交融最新商业可用的PCIe总线技能确保了上下变频后的中频信号能够被实时并继续的数字化到PC进行处理。NI PXI的操控器选用了最新的多核处理器，能够敷衍任何杂乱的通讯算法。另一方面，NI PXI射频模块的品种非常丰厚，包含频率规模可达26.5GHz的RF信号剖析仪与发生器，矢量网络剖析仪，微波开关，射频放大器与衰减器以及功率计等，足以应对大部分的无线射频运用。

软件界说的模块化测验渠道天然少不了一个齐备灵敏的软件渠道。一个完好的射频运用软件开发渠道应该包含如图1所示的三层架构：体系服务和驱动层，测验运用开发软件，测验体系管理软件。

体系服务和驱动层是衔接软件开发环境和硬件设备的枢纽。除了起到设备驱动的效果，这一层还包含了硬件设备管理，确诊测验等功用。

图1：NI射频与无线运用软件渠道

测验运用开发软件即运用程序开发环境。LabVIEW就是一个专门为工程师规划的图形化编程言语，除了和PXI硬件的无缝衔接外，它还集成了数以千计的信号处理和剖析算法，以及调制解调，频谱剖析等各种工具包，针对射频运用，能够完结功率谱、相邻信道走漏比（ACLR）、差错矢量起伏（EVM）等一系列丈量。在LabVIEW敞开的软件环境中，用户还能够完结带有自主产权的射频算法，用以应对最新的无线通讯协议规范。

体系管理软件层坐落软件架构层次中的最顶层。特别关于自动化测验，测验管理软件能够协助用户大幅缩短软件开发时刻，优化测验战略，大大提高测验功率。

提高射频丈量速度

软件界说的射频丈量体系的中心优势之一就是比传统射频仪器高得多的丈量速率。详细来讲，NI PXI渠道交融了最新的PCI Express总线技能能够进行高速的数据传输，交融最新的多核处理器技能能够进行快速的信号处理。针对中频与基带信号的实时处理需求的运用，能够直接将信号经过Peer to Peer技能传送到带有FPGA的协处理模块直接进行高速的自界说信号处理。

现在，国际干流移动终端厂商针对移动设备选用非信令测验的方法也大大减少了射频测验的时刻。NI PXI渠道则是施行非信令测验的最佳渠道，如图2所示。NI PXI嵌入式操控器具有多种I/O衔接方法，包含GPIB、串口、并口、千兆以太网以及USB，可用于和移动设备衔接，进行形式操控，丈量成果读取等功用。射频模块则针对待测设备收发射频信号进行测验。

图2：根据NI PXI的非信令测验

选用PXI提高射频测验速度的一个典型的事例是TriQuint公司运用NI PXI和LabVIEW缩短了射频功率放大器的特征化时刻。现代的功率放大器需求满意更为多样化的需求，被规划成能够在多频带多调制形式下作业。别的，射频功放的特征化测验还需求在多种频率、电平、温度和功率规模下测验，完结一个典型组件的特征化进程需求大约30,000到40,000行测验数据。假如运用传统的机架射频测验设备，每行数据大约需求10秒搜集，这样每个独立组件需求超越110小时进行测验。根据NI PXI的处理计划运用高速数据总线、高性能多核CPU和并行丈量算法完结了尽可能快的测验速度。此外，NI GSM/EDGE丈量套件和用于WCDMA/HSPA+的NI丈量套件运用组成丈量，一切丈量能够运用一组I/Q数据完结。终究，运用NI PXI将测验时刻从两周缩短为大约24小时。表1 比较了传统测验台和PXI测验台的丈量时刻和速度提高。

表1：在单个丈量序列中，PXI测验台完结快了6至11倍。时刻是根据100帧的丈量得到的。

添加体系可扩展性

软件界说的射频丈量体系的另一个优势在于添加体系的可扩展性。现在的智能手机能够支撑多频段，多个无线规范，事实上，更多情况下，除了射频部分测验，还可能进行音视频接口以及电池功率等方面的测验。模块化仪器供给的灵敏性与可扩展性为像有这样需求的测验供给了很大的空间。

PXI现已成为干流的模块化架构测验体系，现在有超越50家的PXI体系联盟（PXISA）供给超越1500种的PXI模块化仪器，仅NI就供给超越500种PXI模块。模块化仪器自身品种的多样性也使得许多射频运用成为可能。比方带有FPGA的协处理模块能够进行在线频谱监测，运用PXI的高速存储设备能够完结射频信号的继续流盘与回放等。

易于兼容最新通讯规范

软件界说的射频体系能够很好的支撑最新的通讯规范。一方面，在任何一个通讯规范初期，没有商业可用的通用测验计划时，NI PXI作为一个敞开的、自定制的测验渠道，能够由科研人员和工程师开发自己算法和测验序列；另一方面，NI公司一向继续投入新一代无线通讯规范的测验，不管是硬件产品仍是软件工具包都走在该范畴的前列。

以802.11ac测验为例，不管从带宽，丈量杂乱度，调制阶数与现在的WLAN规范802.11n比较，都有明显的提高。NI于2012年1月发布了测验802.11ac WLAN芯片组和设备的先行支撑，并于巴塞罗那举行的国际移动通讯大会(MWC)上展现了最新的802.11ac测验处理计划，能够支撑包含20，40，80和80+80 160MHz各种带宽的信号接纳(Rx)和发送(Tx)，并支撑高达4X4 MIMO的装备。NI测验处理计划兼具满意的灵敏性，除了802.11ac，相同能够向下兼容，测验802.11a/b/g/n设备。

总结：

综上所述，NI射频测验计划结合高性能的射频模块与灵敏的软件渠道，协助工程师们大大提高了射频测验速度，增添了体系的灵敏性，易于兼容最新的通讯规范，能够轻松地满意不断改变的市场需求，最大程度上维护测验厂商的财物出资报答。