為不同無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建同一的測(cè)試平臺(tái)

MIMO- OFDM結(jié)合了MIMO和OFDM的優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)提升無(wú)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(biāo)準(zhǔn)之中。被業(yè)界廣泛關(guān)注的第4代移動(dòng)通信的研究還處于初期階段，其基本功能、核心技術(shù)還處于構(gòu)想階段，MIMO-OFDM也是構(gòu)建4G系統(tǒng)的熱門方案之一。

德州大學(xué)奧斯汀分校（the University of Texas in Austin）開(kāi)發(fā)了MIMO-OFDM 4G系統(tǒng)，在UT無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通信實(shí)驗(yàn)室Robert Heath教授的指導(dǎo)下，三名學(xué)生在6個(gè)星期內(nèi)設(shè)計(jì)了一個(gè)4G系統(tǒng)的原型。

該實(shí)驗(yàn)室之所以選擇基于軟件的模塊化測(cè)試平臺(tái)，是因?yàn)橥ㄟ^(guò)現(xiàn)成可用的NI RF矢量信號(hào)發(fā)生器、RF矢量信號(hào)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(gè)很高的起點(diǎn)之上了，因此他們就可以專注于核心部分的開(kāi)發(fā)。在完成設(shè)計(jì)工序的時(shí)候，需要為MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)構(gòu)建原型，并且要為理論研究提供實(shí)際的驗(yàn)證。傳統(tǒng)的方式是要用到昂貴的專用硬件，這樣一來(lái)編程很費(fèi)時(shí)間，在研究室里也很難去維護(hù)。用了集成的NI軟件和無(wú)線產(chǎn)品，德州大學(xué)奧斯汀分校的研究人員就可以創(chuàng)建一個(gè)無(wú)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(kāi)發(fā)和測(cè)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(jiān)固的、基于PC的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)——PXI。PXI結(jié)合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅(jiān)固性、模塊化及 Eurocard機(jī)械封裝的特性，增加了專門的同步總線，并且PXI的控制器運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)。這使它成為測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)的高性能、低成本運(yùn)載平臺(tái)。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(shí)鐘以及用于設(shè)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(jié)構(gòu)。

基于軟件的模塊化測(cè)試平臺(tái)少不了一個(gè)靈活的軟件平臺(tái)。LabVIEW就是一個(gè)專門為工程師設(shè)計(jì)的圖形化編程語(yǔ)言。LabVIEW前面板可以通過(guò)用戶的自定義來(lái)顯示各種用戶界面，在這個(gè)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(guò)4G系統(tǒng)傳輸之后恢復(fù)的圖片。您還可以看到星座圖和進(jìn)行的一些測(cè)量。

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

用戶解決方案2：C1G2 RFID標(biāo)簽測(cè)試方案

1 類、2代(C1G2)的RFID標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際RFID標(biāo)準(zhǔn)組織EPCglobal新近標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了運(yùn)行在超高頻(UHF)、即860～960MHz 頻率范圍內(nèi)的RFID標(biāo)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(rèn)并且部署起來(lái)費(fèi)用更低廉的規(guī)范。至今，歐洲和北美已經(jīng)接受了這種標(biāo)準(zhǔn)。

C1G2 將美國(guó)的標(biāo)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(shù)，標(biāo)簽閱讀速度為100～300次。使用C1G2時(shí)，寫入速度是目前產(chǎn)品的兩倍。這種算法以及擴(kuò)頻技術(shù)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(biāo)簽通信。此外，標(biāo)準(zhǔn)解決了閱讀器間的干擾問(wèn)題，在開(kāi)放空間，UHF的讀取距離可達(dá)10到20英尺。在保護(hù)標(biāo)簽信息和用戶隱私方面，C1G2包括口令保護(hù)讀訪問(wèn)和永久鎖定內(nèi)存內(nèi)容的功能，并將口令的長(zhǎng)度由8位增加到了32位。C1G2采用的是復(fù)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(biāo)簽的能力。比如我們?cè)诖笮统匈?gòu)物結(jié)帳時(shí)，需要把商品一件件拿出來(lái)在讀取條碼信息，在繁忙的時(shí)段往往造成手銀處的擁擠。如果采用C1G2技術(shù)，只要把推車推過(guò)感應(yīng)區(qū)域，就可以完成推車內(nèi)所有商品信息的讀取，這個(gè)過(guò)程可能只需要難以置信的一秒鐘！

C1G2 標(biāo)準(zhǔn)RFID帶來(lái)了眾多的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也給生產(chǎn)廠商在標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試時(shí)出了難題。由于標(biāo)準(zhǔn)較新且協(xié)議復(fù)雜，對(duì)測(cè)試設(shè)備的性能要求很高，特別是RF實(shí)時(shí)應(yīng)答能力，對(duì)于生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是推延產(chǎn)品問(wèn)世的一大障礙。當(dāng)各大公司尚未在市場(chǎng)上推出測(cè)試解決方案的時(shí)候，中國(guó)的一家工程類公司 ——上海聚星儀器, 開(kāi)發(fā)出了全球首個(gè)支持C1G2標(biāo)準(zhǔn)全部指令的測(cè)試設(shè)備。

此測(cè)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(qiáng)大運(yùn)算能力的FPGA的軟件無(wú)線電平臺(tái)NI RF RIO（Reconfigurable I/O），軟件基于LabVIEW圖形化編程環(huán)境實(shí)現(xiàn)，每次RFID標(biāo)簽的應(yīng)答通信時(shí)間可在400-500微秒內(nèi)完成。目前，此測(cè)試方案正在接收RFID 標(biāo)準(zhǔn)化組織的驗(yàn)證。

綜上所述，面對(duì)著市場(chǎng)上出現(xiàn)越來(lái)越多的無(wú)線應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，以軟件為核心的測(cè)試平臺(tái)采用高性能的模塊化硬件和靈活的軟件平臺(tái)，為工程師們提供一個(gè)同一的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行這些標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，并且可以輕松地滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。這一方面使技術(shù)革新者可以不再受制于測(cè)試廠商的限制，另一方面也幫助那些規(guī)模較小、但是實(shí)力不俗的公司在這個(gè)快速發(fā)展的市場(chǎng)上具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力，成為市場(chǎng)先行者。