加速无线技术开发与测试的软件无线电架构

主动权。

下图显示了National Instruments的LabVIEW图形化的语言和NI的PXI平台，通过软件无线电的方法再现了上述通讯系统的功能框图。模块化的硬件除了完成物理上的上下变频过程外，其余的功能都是通过软件来完成的。

基于PXI和LabVIEW的软件无线电测试平台

一直倡导这种"以软件为核心的测试测量构架" 概念的是NI公司，自1986年推出其旗舰软件LabVIEW之后，NI一直在帮助工程师通过这一革命性的图形化编程语言，提高他们的工作效率。其 后，NI于1997年首推了基于PC的行业标准测试平台PXI，再一次领导了业界趋势。1998年，NI与其他测试测量企业共同组成了PXI系统联盟，迄 今为止该联盟已经拥有超过70家会员公司和1200余种PXI产品，其功能包括从电源、DMM到RF，使得用户可以根据他们特定的测试需求进行选择和组 合。

PXI作为一种坚固的、基于PC的测量和自动化平台，它结合了PCI/PCI Express的电气总线特性与CompactPCI的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性，增加了专门的定时和同步总线；其高达6GB/s 的背板总线带宽能够保证上下变频后的中频信号能够被实时并持续的数字化到PC进行处理；PXI的控制器采用了最先进的双核处理器并运行Windows的操 作系统，能够应付任何复杂的通讯算法。这些都使PXI成为无线测试理想的高性能、低成本的运载平台。

基于软件的模块化测试平台少不了一个灵活的软件平台。LabVIEW就是一个专门为工程师设计的图形化编程语言。除了和PXI硬件的无缝连接外，它 还集成了多达600种信号处理和分析的算法，以及调制解调、频谱分析等各种工具包，针对射频的应用，能够完成功率谱、峰值功率和频率、带内功率、邻频功率 等一系列的测量。在LabVIEW开放的软件环境中，用户还可以实现带有自主产权的射频算法，以满足日益发展的无线通信标准的需求。（见下图）

现在，LabVIEW、PXI和模块化仪器已经成为工程师和科学家们开发和测试最新技术（包括无线标准）的必备工具。在以下两个案例中，我们将看到 德州大学奥斯汀分校的研究人员使用这一技术，如何在短短6周时间内开发一个基于4G的系统；以及一家本地公司开发业界首个测试1C2G RFID系统的成功方案。

用户解决方案

用户解决方案1：对MIMO-OFDM 4G系统进行原型设计

这是一个极具代表性的实例，用来说明利用这个平台如何快速地对系统进行原型设计和开发。OFDM（正交频分复用）是一种多载波数字通信调制技术。它 选择相互之间正交的载波频率作子载波，利用多个子载波并行传输。OFDM技术能够克服CDMA在支持高速率数据传输时信号间干扰增大的问题，并且有频谱效 率高、硬件实施简单等优点，因此OFDM被视为是第四代移动通信系统中的核心技术。MIMO（多输入多输出）利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱 资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量。

MIMO-OFDM结合了MIMO和OFDM的优势，可同时提升无线通信系统的速度、范围和可靠性，现在已经被写入WLAN802.11n以及 WiMAX802.16标准之中。被业界广泛关注的第4代移动通信的研究还处于初期阶段，其基本功能、核心技术还处于构想阶段，MIMO-OFDM也是构 建4G系统的热门方案之一。

德州大学奥斯汀分校（the University of Texas in Austin）开发了MIMO-OFDM 4G系统，在UT无线网络和通信实验室Robert Heath教授的指导下，三名学生在6个星期内设计了一个4G系统的原型。

该实验室之所以选择基于软件的模块化测试平台，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软件和调制解调工具包，研究人员们已经站在一个很高的起点之上了，因此他们就可以专注于核心部分 的开发。在完成设计工序的时候，需要为MIMO无线通信系统构建原型，并且要为理论研究提供实际的验证。传统的方式是要用到昂贵的专用硬件，这样一来编程 很费时间，在研究室里也很难去维护。用了集成的NI软件和RF产品，德州大学奥斯汀分校的研究人员就可以快速的创建一个无线通信系统，包括调制、同步和均 衡等各种要素。

德州大学奥斯汀分校使用这种集成了LabVIEW软件和PXI硬件的技术成功获得了4G解决方案，现在加州大学伯克利分校的相关人员也在使用相同的设备进行类似的研究。

用户解决方案2：C1G2 RFID标签测试方案

1类、2代(C1G2)的RFID标准是国际RFID标准组织EPCglobal新近的标准。这项标准规定了运行在超高频(UHF)，即 860～960MHz频率范围内的RFID标签和阅读器之间的通信协议。C1G2提供了一种速度更快、更安全、全球承认并且部署起来费用更低廉的规范。至 今