1. 导言
软件界说的无线电技能是20世纪90年代初由美国人Joe Mitola首要提出的[1]。他提出软件界说的无线电(简称软件无线电)便是由软件进行信道调制解调的无线电。这样的数字通讯体系的少量射频参数由硬件射频前端决议，实践的通讯协议主要由软件界说。也便是说体系能够依据实践信道条件和用户需求挑选恰当的编码和调制办法，完结自习惯通讯的才能。这个软件界说无线电的理论为军事通讯带来了挨近无限的灵活性，所以醍醐灌顶的通讯体系规划师们一开端就得到了高强度的研制资金投入。跟着20世纪末高功用中频器材逐渐商品化，主要是高速AD、DA和中频处理器材的商品化，无线通讯终端产品规划者和测验丈量仪器规划者逐渐沐浴到了软件无线电的甘霖。由此催生成熟了软件界说的射频仪器和软件界说的无线通讯产品。
2. 软件无线电在手机和丈量仪器中的运用
在无线通讯范畴，手机和他们的检测设备不谋而合地选用了软件界说无线电的技能。图1和图2分别是典型的检测体系和手机的原理框图。软件无线电给测验丈量仪器和被丈量的无线通讯设备都带来了灵活性。对仪器而言，通过调用不同的软件就能够检测不同通讯协议的被测件。对通讯设备而言，通过下载不同的软件就能够用不同的通讯协议通讯。其间软件能够有不同的承载渠道。软件能够安装在计算机硬盘或许闪盘上，能够下载到DSP或许FPGA上。关于手机，大多以后者方式运转。关于仪器，大多选用微软-英特计算机渠道。
图 1软件无线电检测典型体系原理框图
图 2手机电子典型结构原理框图
在仪器方面，又分为关闭结构和敞开结构两种门户。关闭结构仪器供给必定数量协议的完好的无线测验丈量功用。用户通过调用程控指令，如GPIB指令，就能够完结对被测件的各项测验。仪器内部构架对运用者不揭露。协议扩展或测验功用扩展彻底依靠仪器供货商。这个门户以安捷伦(Agilent)和罗德施瓦茨(Rhode and Schwarz)为代表，仪器有闻名的8960和CMU200。这类使传统的仪器，在仪器供货商内部，它们是软件界说的，对运用者，它们是预界说的。敞开结构仪器树立在揭露的规范总线结构上，各个仪器模块(也称模块化仪器)由揭露的计算机函数操控。仪器供货商、第三方软件开发商或许用户自己开发的软件通过调用这些函数组合合作数字信号处理和测验丈量算法软件，完结对被测件的各项测验。协议和测验功用的扩展能够由任何具有才能的人开发。这个门户以美国国家仪器(National Instruments)为代表，PXI仪器渠道便是它倡议的。
表 1关闭和敞开结构通讯检测仪器比照
现在，敞开式结构的总线根本只要PXI和VXI可选。因为这两种总线不能够支撑许多无线通讯协议要求的纳秒级精度的应对同步，又因为开发信令协议栈的技能难度，在敞开式体系上只见到WiFi、蓝牙、RFID等少量协议的信令测验体系，至今没有看到GSM、CDMA等常见协议的模仿通话测验体系。对这点，能够通过增强仪器中频实时处理才能来供给条件，也能够干脆撤销信令测验来解决问题。前者源自测验丈量供货商，后者源自出产厂。当今年来职业开展的趋势，导致信令测验的削减或许撤销成为出产测验的根本要求。
3. 从通话测验到参数测验
模仿通话的功用测验
首要回忆一下传统的手机无线检测。传统上咱们运用一台具有基站信令协议栈的射频检测仪器。这台仪器和被测设备通过无线协议的空中接口树立模仿通话，在模仿通话的一起检测手机的功用。一般咱们称这种仪器为综测仪。这儿的空中接口是通讯协议中基站无线收发机和终端(如手机)无线收发机之间的一个界面，实践运用的时分是通过空气，但检测的时分也能够通过电缆联接。这种运用综测仪模仿通话的检测办法使用规范规则的协议指令，使得射频检测和产品内部规划无关，能够习惯特定协议下任何厂商规划和制作的移动终端。模仿通话的检测办法独占了无线测验职业，直到最近几年，无线终端产品出产厂的赢利越来越难以支撑这种测验办法带来的出产本钱。
测验丈量仪器对出产本钱的压力来自仪器折旧分摊到每一台被测件的本钱。其间仪器费用包含为了习惯不同被测件协议有必要的仪器晋级费用。假定各种仪器都有挨近的寿数，出产本钱就能够分解为三个主要因素，仪器价格、测验速度和晋级费用。价格低、速度快、晋级费用低，出产本钱就低。
20世纪末，出产本钱的操控是通过仪器降价和测验流程并行化完结的。因为手机出产量飞速上升，数万美元的仪器不再是一台两台地购买，而是几十上百地收购。所以综测仪的规划和制作本钱得以下降，导致实践价格明显下降。另一方面，射频检测流程也由一台仪器对一台被测件晋级为一台仪器对2-4台被测件，使得被测件发动和非射频检测时刻不占用综测仪时刻。所以测验时刻也得到削减。
但是，最近3-5年无线通讯协议飞速开展。第三代(3G)通讯已成实践，第三代(4G)通讯呼之欲出。一起单台终端集成多个协议也成为开展趋势。一台手机不仅仅要支撑GSM、EDGE、CDMA还要支撑WiFi和蓝牙。支撑第三代通讯协议的手机还要兼容GSM和EDGE。与此一起综测仪的晋级好像到头了，WiFi、蓝牙、WiMax等无线通讯的检测需求别的购买无线检测仪器。一会儿无线出产设备在3-5年间需求多少出资成为了不知道数。大规模的出产使不能树立在不知道数上的，所以各个无线出产厂开端寻觅确定出产本钱的良策。
图 3 综测仪检测手机原理框图
射频参数测验
操控无线产品出产检测本钱的办法便是用射频参数测验代替信令通话测验。从逻辑上讲，便是把射频检测和数字电路检测别离。关于软件无线电产品，已然调制解调都是软件完结的，射频检测应该只需要检测产品射频前端的参数就能够了，和协议信令没有关系。而数字电路能够由软件校验和数字端口读写完结。技能上射频参数测验能够分为2类，射频校准参数测验和射频功用参数测验。其间前者丈量被测件的发射功率操控参数、接纳灵敏度操控参数、频响均衡参数等等和无线终端收发操控相关的参数。后者丈量被测件的发射频谱曲线、边带呼应、交调失真、杂散频谱辐射、频率准确度等等和射频前端质量相关的参数。实践上，射频校准参数测验现已在出产厂存在很多年了，但是直到近几年来功用参数测验能够代替通话测验才逐渐成为业界一致。
从测验办法来说，这是由功用检测向功用参数检测的过渡，也是由黑箱测验向白箱测验的过渡。从技能上讲，是由规划结构关闭向规划结构部分敞开的过渡。从手机测验原理框图来看，参数测验用数字通讯端口操控被测件，指令被测件进入特定的测验形式，然后被测件能够发射测验信号，或许接纳测验信号并将收到的信号或信号参数通过通讯端口发回测验仪器。图 4是射频参数测验的原理框图，能够比照图 3，咱们用数字端口操控手机(或其他无线通讯设备)代替了空中接口操控。其间数字端口往往是低电压逻辑的串行通讯接口。参阅表 2，无线终端的规划者有必要向测验体系研制工程师揭露部分数字操控指令，而且将一部分终端研制过程中的测验代码整合为终端测验形式软件，使得出产检测时能够下载到被测件上运转。
无线终端规划者对测验指令的敞开使得射频参数测验成为可能，而软件界说的射频仪器杰出的功用又对参数测验起到了火上加油的作用。这些以PXI总线为代表渠道的模块化仪器，有时也被称作虚拟仪器或许组成仪器。模块化的PXI射频仪器同享132M字节/秒的本地总线，一起具有较强的触发同步功用，所以某些项目的测验能够成倍加快。曩昔校准手机是论几十秒仍是一二百秒，现在选用新的校准信号形式，校准一个GSM通道的时刻能够做到1秒以内。
图 4 手机射频参数检测原理框图
表 2 功用检测和参数检测的比照
表 4 被测件接纳功用参数丈量信号和剖析
4. 软件无线电的无线测验体系示例
软件无线电构架的测验体系早在2003年就已运用于我国SCDMA手机的出产检测，参见图 5。典型的根据PXI的射频检测仪器装备见图 6。通过多年开展，现在在NI PXI渠道上，上海聚星现已完结了GSM、EDGE、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、BP机、GPS等多种射频协议的检测。部分示例程序界面如图 7和图 8。NI公司方案2008年推出根据PXI和PXIe的新一代软件无线电模块化仪器，这些模块将在PXI和PXIe总线渠道上供给更大的射频频率规模、更宽的实时带宽和更强的实时信号处理才能，信任它们是值得我们等待的通讯检测产品。
图 5 根据PXI软件无线电渠道的SCDMA出产检测仪
图 6 典型NI根据软件无线电构架的射频检测体系原理框图
图 7 聚星仪器无线测验工具包WiFi数据组帧界面
图 8 聚星仪器无线测验工具包WiFi 54Mbps 64QAM OFDM解调示例界面
5. 定论
软件无线电的理论由来已久，根据软件无线电构架的无线终端和检测仪器也现已成为商场干流。但是因为技能保密等原因，大多数出产检测，尤其是OEM出产厂的检测，仍然沿袭传统的模仿实践通讯信令的功用检测。所幸在商场条件下，根据软件无线电构架区分界面的参数检测仍然孕育成型。越来越多的仪器供货商向用户敞开仪器基带数据，越来越多的第三方射频测验丈量软件在商场上呈现。这个无线终端测验从黑箱到灰箱测验的过渡，除了给出产厂带来经济利益之外，必然也提高了无线出产的技能含量。敞开结构的软件无线电模块化仪器在此间起到了关键作用。
