从事无线通讯规划和测验的工程师现在正面临着史无前例的应战，很多无线通讯规范让人目不暇接，伴随着科技的飞速前进，新规范还会更迅猛地呈现。因为各种技能各具优势和特性，所以现在看来，没有一个规范能仅有地垄断商场。本文意在指出在多种规范共存的状况下，工程师怎么通过一个同一的、以软件为中心的渠道完结多种规范的测验，然后跟上技能开展的脚步。
尽管无线技能在传统上被认为是电信业中的纵深部分，但这一技能正横向扩展至许多非传统商场。现在，无线技能现已成为一项默许的设备功用，例如：芯片将多种无线技能集成至板上、选用ZigBee或GSM方法的无线长途抄表体系、轿车运用蓝牙技能完结无波段通讯、通过无线通讯完结胎压监测、RFID技能的广泛运用、PC外设选用无线连接、工业依靠无线传感器监督和操控各种操作等等。
现有无线技能分类
回忆无线网络，咱们能够看到无线技能大致能够归入：无线个人区域网络、局域、城域以及地区性区域网络。其间，无线广域网络还能够归入蜂窝技能的领域。图1比较了不同网络所对应的规划，图2则比较了不同无线规范所对应的规划。
无线个人区域网络(WPAN)包含许多各种不同的技能，是无线家庭的中心。现在正广泛使用于处理家庭电缆过多的超宽带正是运用了这种技能中的UWB协议，通过它用户能够脱节繁复的电缆，在家中任何地方自由地放置平板电视。ZigBee针对工业部门，可使HVAC、照明和传感器操控能够放置在任何地方而无需电缆。
无线局域网络(WLAN)是个人区域网络的扩展，首要技能是802.11，其间802.11a/b/g较为人们所熟知。
无线城域网络(WMAN)包含行将选用的WiMAX。802.16-2004包含两种定点规范，一种在11GHz以下，另一种视距规范扩展至66GHz。因为802.16e将周游功用添加至WiMAX，因而能够预见，它将是一种非常有开展前途的技能。
无线区域网络(WRAN)的效果规划最为广泛。其间，802.22是一种正在开发的簇新规范，它能够在54～862MHz规范电视频道的频率规划内发挥效果。因为WRAN的规划可超越40km，802.22将极有或许为WiMAX供给支撑。
未来无线技能爆发期望
假如用时刻轴表明各种不同的规范，许多规范的演化进程将变得非常明晰，而新规范的开发正以史无前例的速度进行着，如图3所示。在2000年之前，并存的规范只需四五种，且生命力较长，而今日，这种状况现已彻底推翻。因为新规范如漫山遍野般呈现，每个规范的生命周期被大大缩短。
以下列出一些正在研制阶段的新式无线规范：
◆ OFDM(正交频分复用)――这一技能正逐渐遍及，而且正在许多新规范中完结
◆ 4G蜂窝技能
◆ 认知无线电――作为802.22规范的一部分，这一技能可搜索空频谱，以便在呈现抵触或许通讯流时运用，将通讯流通移至其他未运用的频谱中
◆ Ad Hoc和传感器网络
◆ 软件无线电(Software Defined Radio，SDR)――SDR运用可重复装备的硬件，例如FPGA，使硬件能够适用于不断改换的网络要求
◆ 多输入多输出体系(MIMO)――在该体系中，运用多个天线以进步体系容量
◆ 超宽带(Ultra-Wideband，UWB)――在第一代设备上(3.1～4.8GHz)，每个通道能够运用完好的528MHz并以480Mbit/s的速率传输数据
并存规范应战测验难度
在一切这些新旧规范一起呈现和共存的景象下，设备出产商、测验工程师和规划师将面临许多应战。一般RF设备的购买周期是5～7年，但新规范和新技能的推出周期是每两年一轮，购买的RF设备将会很快过期。
以软件为中心的测验渠道应对自若
面临这样的应战，越来越多的公司正选用一种以软件为中心的渠道，并合作模块化硬件，然后满意不断开展的技能需求。以软件为中心的渠道能够协助用户有才能在第一时刻测验新规范，加速其产品或处理计划的上市时刻;只需调整软件就可契合测验新规范的要求，具有极强的灵敏性;关于工程师自己而言，能够在体系中参加自己的知识产权技能，取得技能上的主动权，技能将不再仅仅握在规范厂商或许安排手中。
美国国家仪器公司(National Instruments，NI)一向倡议“以软件为中心的测验丈量架构的概念，自1986年推出其旗舰软件LabVIEW之后，NI一向在协助工程师通过这一改造性的图形化编程言语，进步他们的工作效率。这以后，NI于1997年推出了根据PC的行业规范测验渠道PXI。1998年，NI与其他测验丈量企业一起组成了PXI体系联盟，迄今为止该联盟现已具有超越70家会员公司和1200余种PXI产品，其功用包含从电源、DMM到RF，运用户可根据特定的测验需求进行挑选和组合。
现在，LabVIEW、PXI和模块化仪器现已成为工程师和科学家们开发和测验新技能(包含无线规范)的必备东西。在以下两个事例中，将看到德州大学奥斯汀分校的研讨人员运用这一技能在短短6周时刻内开发一个根据4G的体系;以及一家本地公司开发测验1C2G RFID体系的成功计划。
实践之中见真知
MIMO-OFDM 4G体系原型规划
这是一个极具代表性的实例，阐明通过该渠道怎么快速地对体系进行原型规划和开发。OFDM(正交频分复用)是一种多载波数字通讯调制技能，它挑选相互之间正交的载波频率作子载波，运用多个子载波并行传输。OFDM技能能够战胜CDMA在支撑高速率数据传输时信号间搅扰增大的问题，而且具有频谱效率高、硬件施行简略等长处，因而OFDM被视为第四代移动通讯体系中的中心技能。MIMO(多输入多输出)运用多个天线完结多发多收，在不需要添加频谱资源和天线发送功率的状况下，能够成倍地进步信道容量。
MIMO-OFDM结合了MIMO和OFDM的优势，可一起提高无线通讯体系的速度、规划和可靠性，现在已写入WLAN 802.11n以及WiMAX 802.16规范之中。业界广泛重视的第四代移动通讯的研讨还处于初期阶段，其基本功用、中心技能还处于设想阶段，MIMO-OFDM也是构建4G体系的抢手计划之一。
德州大学奥斯汀分校(the University of Texas in Austin)开发了MIMO-OFDM 4G体系，在UT无线网络和通讯实验室Robert Heath教授的指导下，三论理学生在6个星期内规划了一个4G体系的原型。
该实验室之所以挑选根据软件的模块化测验渠道，是因为通过现成可用的NI RF矢量信号发生器、RF矢量信号分析仪、LabVIEW软件和调制解调东西包，研讨人员们便可站在一个较高的起点上，然后专心于中心部分的开发。在完结规划工序的时分，需要为MIMO无线通讯体系构建原型，而且为理论研讨供给实践的验证。传统方法是选用贵重的专用硬件，如此一来编程耗时，且很难维护。运用集成NI软件和无线产品后，德州大学奥斯汀分校的研讨人员就能够创立一个无线通讯体系，包含调制、同步和均衡等各种要素。此外，该硬件也是彻底可编程的，为新的开发和测验要求供给了便当。
这些研讨人员所选用的硬件便是一种巩固的、根据PC的丈量和自动化渠道PXI。PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的巩固性、模块化及Eurocard机械封装的特性，添加了专门的同步总线，而且PXI的操控器运转Windows操作体系，然后使它成为丈量和自动化体系的高功用、低成本运载渠道。图4是PXI总线结构，PXI总线除了具有133MB/s的高速数据吞吐量外，还有准确的触发总线、同步时钟以及用于设备间数据传输的本地总线，然后大大进步了体系的功用。
根据软件的模块化测验渠道少不了一个灵敏的软件渠道。LabVIEW便是一个专门为工程师规划的图形化编程言语。LabVIEW前面板能够通过用户的自定义来显现各种用户界面，在这个事例中的前面板图上(图5右上角)，您能够看到学校的两幅图片――上面一幅是原始的相片，下面一幅则是通过4G体系传输之后康复的图片。此外，您还能够看到星座图和一些进行的丈量。德州大学奥斯汀分校运用这一技能成功取得了4G处理计划，现在加州大学伯克利分校的相关人员也在运用相同的设备进行相似的研讨。
C1G2 RFID标签测验计划
1类、2代(C1G2)的RFID规范是世界RFID规范安排EPCglobal新近推出的规范，其规则了运转在超高频(UHF)、即860～960MHz频率规划内的RFID标签和阅览器之间的通讯协议。C1G2供给了一种速度更快、更安全、全球供认且布置费用更低价的规范。至今，欧洲和北美现已承受了这种规范。
C1G2将美国的标签阅览速度进步到大约每秒1，500次，欧洲为每秒600次，假如运用现在技能，标签阅览速度为100～300次。运用C1G2时，写入速度是现在产品的两倍。选用这种算法以及扩频技能，使阅览器在可承受间隔和不同频率上有挑选地与不同标签通讯。此外，该规范处理了阅览器间的搅扰问题，敞开空间UHF的读取间隔可达10～20英尺。在维护标签信息和用户隐私方面，C1G2包含口令维护读拜访和永久确定内存内容的功用，并将口令的长度由8位添加到32位。C1G2选用杂乱的防抵触算法，大大进步阅览器在读取区域中一次性读取很多标签的才能。现在在大型超市购物结帐时，需要把产品一件件取出以便读取条码信息，在繁忙时段往往形成收银处的拥堵。假如选用C1G2技能，只需推车通过感应区域，就能够完结推车内一切产品信息的读取，这个进程或许只需要难以置信的一秒钟。
C1G2规范RFID带来了很多长处的一起，也给出产厂商在规范化测验时出了难题。因为规范较新且协议杂乱，对测验设备的功用要求很高，特别是RF实时应对才能，关于出产RFID产品的半导体出产厂商来说，这无疑是推迟产品面世的一大妨碍。当各大公司尚未在商场上推出测验处理计划的时分，我国一家工程类公司――上海聚星仪器首先开宣布支撑C1G2规范悉数指令的测验设备。
如图6所示，该测验计划根据NI射频模块化仪器硬件。其间，中频处理硬件为内嵌强壮运算才能的FPGA的软件无线电渠道NI RF RIO(Reconfigurable I/O)，软件根据LabVIEW图形化编程环境完结，每次RFID标签的应对通讯时刻可在400～500微秒内完结。现在，该测验计划正在承受RFID规范化安排的验证。
综上所述，面临着商场上呈现越来越多的无线使用规范，以软件为中心的测验渠道选用高功用的模块化硬件和灵敏的软件渠道，为工程师们供给一个同一的渠道来进行各种规范的测验，可轻松地满意不断改变的商场需求。这一方面使技能改造者能够不再受制于测验厂商的约束，另一方面又可协助那些规划较小、但实力不俗的公司在快速开展的商场上具有较高的竞争力，成为商场先行者。
