為不同無線通信標準構建同一的測試平臺

MIMO- OFDM結合了MIMO和OFDM的優(yōu)勢，可同時提升無線通信系統(tǒng)的速度、范圍和可靠性，現(xiàn)在已經(jīng)被寫入WLAN802.11n以及 WiMAX802.16標準之中。被業(yè)界廣泛關注的第4代移動通信的研究還處于初期階段，其基本功能、核心技術還處于構想階段，MIMO-OFDM也是構建4G系統(tǒng)的熱門方案之一。

德州大學奧斯汀分校（the University of Texas in Austin）開發(fā)了MIMO-OFDM 4G系統(tǒng)，在UT無線網(wǎng)絡和通信實驗室Robert Heath教授的指導下，三名學生在6個星期內(nèi)設計了一個4G系統(tǒng)的原型。

該實驗室之所以選擇基于軟件的模塊化測試平臺，是因為通過現(xiàn)成可用的NI RF矢量信號發(fā)生器、RF矢量信號分析儀、LabVIEW 軟件和調(diào)制解調(diào)工具包，研究人員們已經(jīng)站在一個很高的起點之上了，因此他們就可以專注于核心部分的開發(fā)。在完成設計工序的時候，需要為MIMO無線通信系統(tǒng)構建原型，并且要為理論研究提供實際的驗證。傳統(tǒng)的方式是要用到昂貴的專用硬件，這樣一來編程很費時間，在研究室里也很難去維護。用了集成的NI軟件和無線產(chǎn)品，德州大學奧斯汀分校的研究人員就可以創(chuàng)建一個無線通信系統(tǒng)，包括調(diào)制、同步和均衡等各種要素。此外，該硬件也是完全可編程的，為新的開發(fā)和測試要求提供了便利。

這些研究人員所采用的硬件就是一種堅固的、基于PC的測量和自動化平臺——PXI。PXI結合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅固性、模塊化及 Eurocard機械封裝的特性，增加了專門的同步總線，并且PXI的控制器運行Windows操作系統(tǒng)。這使它成為測量和自動化系統(tǒng)的高性能、低成本運載平臺。PXI總線除了具有133MB/s的高速數(shù)據(jù)吞吐量外，還有精確的觸發(fā)總線、同步時鐘以及用于設備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋镜乜偩€，從而大大提高了系統(tǒng)的性能。下圖是PXI的總線結構。

基于軟件的模塊化測試平臺少不了一個靈活的軟件平臺。LabVIEW就是一個專門為工程師設計的圖形化編程語言。LabVIEW前面板可以通過用戶的自定義來顯示各種用戶界面，在這個案例中的前面板圖上，您可以看到校園的兩幅圖片——上面的一幅是原始的照片，下面的一幅則是經(jīng)過4G系統(tǒng)傳輸之后恢復的圖片。您還可以看到星座圖和進行的一些測量。

德州大學奧斯汀分校使用這種集成了LabVIEW軟件和PXI硬件的技術成功獲得了4G解決方案，現(xiàn)在加州大學伯克利分校的相關人員也在使用相同的設備進行類似的研究。

用戶解決方案2：C1G2 RFID標簽測試方案

1 類、2代(C1G2)的RFID標準是國際RFID標準組織EPCglobal新近標準。這項標準規(guī)定了運行在超高頻(UHF)、即860～960MHz 頻率范圍內(nèi)的RFID標簽和閱讀器之間的通信協(xié)議。C1G2提供了一種速度更快、更安全、全球承認并且部署起來費用更低廉的規(guī)范。至今，歐洲和北美已經(jīng)接受了這種標準。

C1G2 將美國的標簽閱讀速度提高到大約每秒1500次，歐洲為每秒600次，如果使用目前技術，標簽閱讀速度為100～300次。使用C1G2時，寫入速度是目前產(chǎn)品的兩倍。這種算法以及擴頻技術的采用，使閱讀器在可接受距離和不同頻率上有選擇地與不同標簽通信。此外，標準解決了閱讀器間的干擾問題，在開放空間，UHF的讀取距離可達10到20英尺。在保護標簽信息和用戶隱私方面，C1G2包括口令保護讀訪問和永久鎖定內(nèi)存內(nèi)容的功能，并將口令的長度由8位增加到了32位。C1G2采用的是復雜的防沖突算法，它能大大提高閱讀器在讀取區(qū)域中一次讀取大量標簽的能力。比如我們在大型超市購物結帳時，需要把商品一件件拿出來在讀取條碼信息，在繁忙的時段往往造成手銀處的擁擠。如果采用C1G2技術，只要把推車推過感應區(qū)域，就可以完成推車內(nèi)所有商品信息的讀取，這個過程可能只需要難以置信的一秒鐘！

C1G2 標準RFID帶來了眾多的優(yōu)點的同時，也給生產(chǎn)廠商在標準化測試時出了難題。由于標準較新且協(xié)議復雜，對測試設備的性能要求很高，特別是RF實時應答能力，對于生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的半導體生產(chǎn)廠商來說，這無疑是推延產(chǎn)品問世的一大障礙。當各大公司尚未在市場上推出測試解決方案的時候，中國的一家工程類公司 ——上海聚星儀器, 開發(fā)出了全球首個支持C1G2標準全部指令的測試設備。

此測試方案基于NI 射頻模塊化儀器硬件，其中中頻處理的硬件為內(nèi)嵌強大運算能力的FPGA的軟件無線電平臺NI RF RIO（Reconfigurable I/O），軟件基于LabVIEW圖形化編程環(huán)境實現(xiàn)，每次RFID標簽的應答通信時間可在400-500微秒內(nèi)完成。目前，此測試方案正在接收RFID 標準化組織的驗證。

綜上所述，面對著市場上出現(xiàn)越來越多的無線應用標準，以軟件為核心的測試平臺采用高性能的模塊化硬件和靈活的軟件平臺，為工程師們提供一個同一的平臺來進行這些標準的測試，并且可以輕松地滿足不斷變化的市場需求。這一方面使技術革新者可以不再受制于測試廠商的限制，另一方面也幫助那些規(guī)模較小、但是實力不俗的公司在這個快速發(fā)展的市場上具有較高的競爭力，成為市場先行者。