为不同无线通信标准构建同一的测试平台

NI中国射频产品专员 胡宗敏, NI中国市场部经理 朱君

目录

1.无线技术
2. 以软件为中心的无线测试平台
3.更多相关资源

从事无线通信领域设计和测试的工程师如今正面临着前所未有的挑战，众多的无线通信标准已经给人一种眼花缭乱的感觉，并且伴随着科技的飞速进步，市场需求的不断扩大，新的无线应用标准还会更加迅猛地涌现。由于各种技术都有其优势和特性，所以目前看来，没有一个标准能够唯一地垄断市场。

本文写作的目的不是为了深入探讨不同无线通信标准的优劣，而是意在指出在市场上多种标准共存的情况下，工程师们如何通过一个同一的、以软件为核心的平台，实现多种标准的测试，从而跟上技术发展的步伐。

无线技术

无线技术在传统上被认为是电信产业中的纵深部分，并且这一技术正横向扩展至许多非传统市场。现在无线技术已经成为一项默认的设备功能，例如，芯片将多种无线技术集成至板上；采用ZigBee或GSM方式的无线远程抄表系统，汽车使用蓝牙技术实现无波段通信；通过无线通信实现胎压的监测；RFID技术的广泛使用；PC的外设采用无线方式连接；工业依赖无线传感器来提供实时数据从而监督和控制各种操作等等。

回顾一下无线网络，我们可以看到这些技术大致可以归入：无线个人区域网络、局域、城市域以及最新的地区性区域网络。其中，无线广域网络还可以归入蜂窝技术范畴。

无线个人区域网络（WPAN）非常活跃而且包含许多各种不同的技术，它是无线家庭的核心。目前正被广泛应用于解决家庭电缆过多的超宽带正是运用了这种技术中的UWB协议，它使您可以在家中任何地方放置平板电视而不用看到繁复的电缆。ZigBee是针对工业部门的，无线可使HVAC、照明和传感器控制可以放置在任何地方而无需电缆。

个人区域网络扩展出去就是局域网络（WLAN），这里最主要的技术是802.11。802.11a/b/g是人们所熟悉的名字。

无线城域网络（WMAN）包含即将采用的WiMAX。802.16-2004包含两种定点标准，一种在11GHz以下，另一种视距标准扩展至66GHz。由于802.16e将漫游功能添加至WiMAX，可以预言，它将是一种非常有发展前途的技术。

无线区域网络（WRAN）的作用范围最为广泛。其中，802.22是一种正在开发的崭新标准，它可以在54至862 MHz标准电视频道的频率范围内发挥作用。由于WRAN的范围可超过40km，802.22将极有可能为WiMAX提供支持 。

如果用时间轴表现各种不同的标准，许多标准的演化过程会变得十分清晰，而新标准的开发正以前所未有的速度进行着。在2000年之前，并存的标准只有四五种，并且生命力较长，到今天，这种情况被颠覆。由于新标准如雨后春笋般出现，每个标准的生命周期被大大缩短。

以下列出的是一些正在研发阶段的新兴的无线标准：

* OFDM（正交频分复用）——这一技术正逐渐得以普及而且正在许多新标准中得以实现。

* 4G 蜂窝技术

* 认知无线电——作为802.22标准的一部分，这一技术可搜寻空频谱，以便在出现冲突或者通信流时使用。然后通信流就被转移至其他未使用的频谱。

* Ad Hoc和传感器网络

* 软件无线电（Software Defined Radio ，SDR）——SDR使用可重复配置的硬件，例如FPGA，使得硬件可以适用于不断变换的网络要求。

* 多输入多输出系统（MIMO）——在这些系统中，多个天线用来提高系统容量。

* 超宽带（Ultra-Wideband ，UWB）——在第一代设备上（3.1至4.8GHz），每通道使用完整的528MHz并且以480Mbit/s的速率传输数据。

以软件为中心的无线测试平台

在所有这些新标准同时出现和共存的情形下，设备生产商、测试工程师和设计师面临着许多挑战。通常RF设备的购买周期是5至7年，但新标准和新技术的推出周期是每两年一轮，购买的RF设备将会很快过时。面对这样的挑战，越来越多的公司正采用一种以软件为核心的平台，并配合模块化硬件，从而来满足不断发展的技术需求。像这样以软件为核心的平台可以帮助用户有能力在第一时间测试最新的标准，加快其产品或解决方案的上市时间；而且只要在软件上进行调整就可以符合新的标准，具备极强的灵活性；而且对于工程师本人而言，可以在系统中加入自己的知识产权技术，获得技术上的主动权，使这些技术不再只是握在标准厂商或者机构手中。

一直倡导这种“以软件为核心的测试测量构架” 概念的是National Instruments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新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，再一次领导业界趋势。1998年，NI与其他测试测量企业共同组成了