无线技术测试测量技术中的新应用

 

　　无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。作为无线自组双向通信网络，传感器网络能以的灵活性自动完成不规则分布的各种传感器与控制节点的组网。

　　LabVIEW技术作为无线测量技术的一个重要分支，正越来越多地受到广大应用工程师的青睐和关注，不仅在工业控制、环境监测等领域，而且在军工、航空航天正被广泛地应用。WSN引领下的无线测量技术的前景是无限的，其应用领域已经延伸到军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等多种领域，有些领域已经上升到国家战略的高度。

　　LABVIEW 8.20

　　LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232 和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

　　图形化的程序语言，又称为 "G" 语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

　　LabVIEW的实际价值是能够快速开发出虚拟仪器（VI），并捕获、处理和显示来自传感器和其它输入源的测量数据。只要有LabVIEW和PC机，设计师就能通过轻点几下鼠标创建属于自己的专门数据捕获系统，或替换数字万用表（DMM）和示波器等标准测试仪器。

　　用户可以捕获和显示数据，同时经由各种算术处理进行分析、显示和理解。然后用户可以通过通信接口、网络或因特网交流数据。另外，他们还可以利用VI的输出执行各种控制操作。LabVIEW已经逐渐成为在设计、原型创建和终测试中非常管用的多用途图形化测量系统。

　　虚拟仪器，特别是LabVIEW完全改变了测试和测量理念，完全消除了某些独立的测试仪器（如音频）。今天，LabVIEW还能满足许多组织机构正面临的越来越艰巨的无线测试和测量挑战。

　　8.20版的模块化工具套件（Modulation Toolkit）集成了一系列软件，可以帮助你建立、仿真、设计和测试各种通信系统（图1）。它包含了正被大多数新型无线系统（如802.11a/g,802.11n,WiMAX以及即将到来的4G蜂窝电话标准）采用的正交频分复用（OFDM）技术。在仿真期间，用户可以评估参数变化，并测试设计决策。接下来可以用那个代码和外部测试设备开展信号测量和误码率（BER）测试。

　　模块化工具套件的一些特殊功能是位产生（PRBS、Galois PN、Fibonacci PN等）、信道编码（Reed Solomon、Golay、Hamming、卷积、BCH）、交织器（块和卷积）以及大部分模拟或数据调制。用户可以执行各种调制分析，如rho、直流偏置、相位错误、四相偏移、IQ增益不平衡、BER、频率偏差、突发时序、调制错误率以及错误向量级（EVM）。

　　另外，用户还可以在仿真信道中增加噪声（AWGN或相位）和直流偏置、衰落、四相偏置、IQ增益不平衡和频率偏置等损伤来评估性能。然后使用大量显示格式（如格子图、星座图和二维/三维眼图）中的一种进行显示。

　　LabVIEW 8.20还包含有FPGA模块，可以帮助用户在不熟悉硬件设计或VHDL的情况下定义定制I/O.FPGA向导可以自动开发用于创建定制、用户定义测量设备的FPGA代码。用户可以在PC内的插卡上实现基于FPGA的测量设备，并用于快速低成本的原型创建。或者在NI PXI模块中实现基于FPGA的测量设备，并用于正式生产测试。这一功能包含了IF-RIO（中频、可重配置I/O），而IF-RIO又包含了两个中频数字转换器、两个中频发生器和一个可通过单块PCI板上的LabVIEW编程的FPGA.利用IF-RIO可以建立通信系统原型，然后在PC上实时运行。此外，模块化工具套件可与NI的射频发生器和接收器一起实现高达2.7GHz的各种测试仪器。

　　泰克的RSA6100A

　　所有的通信和无线工程师都希望拥有一台他们负担得起的频谱分析仪，而泰克的RSA6100A实时频谱分析仪就非常（图2）。不管你是在测试那些先进的射频技术，如软件定义无线电（SDR）、4G蜂窝电话和宽带无线、多载波功放、雷达，还是任何其它通信或无线设备，这款分析仪定能为你提供许多有用的新功能。

　　例如，它可以通过每秒48,828次测量可以加速频谱测量和显示，而竞争对手的分析仪每秒只有50次。因此RSA6100A可以提供更完整和更的信号图像。

　　其次，RSA6100的DPX波形图处理功能可以使显示效果更加生动。除了传统显示功能外，它还可以提供亮度和颜色的变化，因此用户可以看到通常在其它分析仪上看不到的瞬态信号和其它信号。

　　在DPX频率掩膜触发器（FMT）的帮助下，用户可以根据特殊事件表现或事件图案启动测量。用户还可以利用这一功能捕捉难以捕捉的异常现象和瞬态信号，从而提高产能，加快设计和调试进度。

　　仪器的基本参数也使人印象深刻。RSA6100A可以提供110MHz实时带宽，同时提供73dB的纯动态范围（SFDR）。RSA6106A的频率范围可到6.2GHz,RSA6114A的频率甚至高达14GHz.这些都是高价产品，但就象他们宣称的那样，你能得到与付出同比的回报。的产品可以帮助我们更快地实现的设计。