加速無(wú)線(xiàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)與測試的軟件無(wú)線(xiàn)電架構

下圖顯示了National Instruments的LabVIEW圖形化的語(yǔ)言和NI的PXI平臺，通過(guò)軟件無(wú)線(xiàn)電的方法再現了上述通訊系統的功能框圖。模塊化的硬件除了完成物理上的上下變頻過(guò)程外，其余的功能都是通過(guò)軟件來(lái)完成的。

基于PXI和LabVIEW的軟件無(wú)線(xiàn)電測試平臺

一直倡導這種“以軟件為核心的測試測量構架” 概念的是NI公司，自1986年推出其旗艦軟件LabVIEW之后，NI一直在幫助工程師通過(guò)這一革命性的圖形化編程語(yǔ)言，提高他們的工作效率。其 后，NI于1997年首推了基于PC的行業(yè)標準測試平臺PXI，再一次領(lǐng)導了業(yè)界趨勢。1998年，NI與其他測試測量企業(yè)共同組成了PXI系統聯(lián)盟，迄 今為止該聯(lián)盟已經(jīng)擁有超過(guò)70家會(huì )員公司和1200余種PXI產(chǎn)品，其功能包括從電源、DMM到RF，使得用戶(hù)可以根據他們特定的測試需求進(jìn)行選擇和組 合。

PXI作為一種堅固的、基于PC的測量和自動(dòng)化平臺，它結合了PCI/PCI Express的電氣總線(xiàn)特性與CompactPCI的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性，增加了專(zhuān)門(mén)的定時(shí)和同步總線(xiàn)；其高達6GB/s 的背板總線(xiàn)帶寬能夠保證上下變頻后的中頻信號能夠被實(shí)時(shí)并持續的數字化到PC進(jìn)行處理；PXI的控制器采用了最先進(jìn)的雙核處理器并運行Windows的操 作系統，能夠應付任何復雜的通訊算法。這些都使PXI成為無(wú)線(xiàn)測試理想的高性能、低成本的運載平臺。

基于軟件的模塊化測試平臺少不了一個(gè)靈活的軟件平臺。LabVIEW就是一個(gè)專(zhuān)門(mén)為工程師設計的圖形化編程語(yǔ)言。除了和PXI硬件的無(wú)縫連接外，它 還集成了多達600種信號處理和分析的算法，以及調制解調、頻譜分析等各種工具包，針對射頻的應用，能夠完成功率譜、峰值功率和頻率、帶內功率、鄰頻功率 等一系列的測量。在LabVIEW開(kāi)放的軟件環(huán)境中，用戶(hù)還可以實(shí)現帶有自主產(chǎn)權的射頻算法，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的無(wú)線(xiàn)通信標準的需求。（見(jiàn)下圖）

現在，LabVIEW、PXI和模塊化儀器已經(jīng)成為工程師和科學(xué)家們開(kāi)發(fā)和測試最新技術(shù)（包括無(wú)線(xiàn)標準）的必備工具。在以下兩個(gè)案例中，我們將看到 德州大學(xué)奧斯汀分校的研究人員使用這一技術(shù)，如何在短短6周時(shí)間內開(kāi)發(fā)一個(gè)基于4G的系統；以及一家本地公司開(kāi)發(fā)業(yè)界首個(gè)測試1C2G RFID系統的成功方案。

用戶(hù)解決方案

用戶(hù)解決方案1：對MIMO-OFDM 4G系統進(jìn)行原型設計

這是一個(gè)極具代表性的實(shí)例，用來(lái)說(shuō)明利用這個(gè)平臺如何快速地對系統進(jìn)行原型設計和開(kāi)發(fā)。OFDM（正交頻分復用）是一種多載波數字通信調制技術(shù)。它 選擇相互之間正交的載波頻率作子載波，利用多個(gè)子載波并行傳輸。OFDM技術(shù)能夠克服CDMA在支持高速率數據傳輸時(shí)信號間干擾增大的問(wèn)題，并且有頻譜效 率高、硬件實(shí)施簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此OFDM被視為是第四代移動(dòng)通信系統中的核心技術(shù)。MIMO（多輸入多輸出）利用多個(gè)天線(xiàn)實(shí)現多發(fā)多收，在不需要增加頻譜 資源和天線(xiàn)發(fā)送功率的情況下，可以成倍地提高信道容量。

MIMO-OFDM結合了MIMO和OFDM的優(yōu)勢，可同時(shí)提升無(wú)線(xiàn)通信系統的速度、范圍和可靠性，現在已經(jīng)被寫(xiě)入WLAN802.11n以及 WiMAX802.16標準之中。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)還處于構想階段，MIMO-OFDM也是構 建4G系統的熱門(mén)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，在UT無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和通信實(shí)驗室Robert Heath教授的指導下，三名學(xué)生在6個(gè)星期內設計了一個(gè)4G系統的原型。