摘要 手機(jī)制造商要求在他們的手機(jī)維修站上有一套維修測試設(shè)備，這套設(shè)備既能測試GSM，又能測試EDGE。但是由于現(xiàn)有的傳統(tǒng)儀器只能支持GSM協(xié)議下的分析和測試，不能進(jìn)行EDGE協(xié)議下的測試。VI Service Network是NI在中國的系統(tǒng)聯(lián)盟商之一，致力于汽車電子、電信產(chǎn)品的測試與測量，他曾經(jīng)使用NI的虛擬儀器技術(shù)為GSM，CDMA，SCDMA測試提供過相應(yīng)的解決方案，在僅僅1個月的時間內(nèi)就完成整個EDGE測試系統(tǒng)的集成，為用戶節(jié)省了將近一半的成本。在VI Service Network提出的模塊化解決方案中，使用NI PXI-5660（2.7GHz 射頻信號分析儀）結(jié)合VI Service Network自行研發(fā)的Wireless Test Toolset能方便高效編寫數(shù)字解調(diào)程序，EDGE測試的關(guān)鍵問題迎刃而解。使用NI PXI-5670（2.7GHz 射頻信號源）不但可以發(fā)射RF手機(jī)測試信號還可以發(fā)射調(diào)頻立體聲信號，再加上6位半數(shù)字萬用表板卡NI PXI-4070和14位的高精度示波器板卡NI PXI-5122，在滿足原有測試條件的前提下增加了測試功能且增強(qiáng)了測試性能。由于采用PXI可以把所有這些模塊集成在一起，利用成熟的PC技術(shù)和高性能的驅(qū)動程序NI-DAQmx，將所有功能融會于一個3U的PXI機(jī)箱中。 應(yīng)用 手機(jī)測試 背景和挑戰(zhàn) 中國的手機(jī)市場發(fā)展迅猛，世界各大手機(jī)廠商競相爭奪手機(jī)用戶。在如此激烈的競爭中，手機(jī)的功能日趨豐富，比如攝像頭、MP3、FM調(diào)頻收音機(jī)等等。同時，手機(jī)通訊協(xié)議也層出不窮，GSM、 CDMA、 GPRS、 CDMA2000、 EDGE、 WCDMA等等。為了應(yīng)對產(chǎn)品的不斷變化，工程師面臨著提高效率并縮短產(chǎn)品市場化時間的挑戰(zhàn)，他們需要一個靈活而強(qiáng)大的通用測試平臺。我們先來看一個通用測試平臺針對手機(jī)通訊協(xié)議的變化而表現(xiàn)出來的優(yōu)勢。大家知道，2G的協(xié)議比如GSM和CDMA都已被成功地運用于市場了，而3G的協(xié)議比如WCDMA，CDMA2000等等是未來的必然趨勢。在從2G到3G的轉(zhuǎn)變中，面臨客戶群、設(shè)備置換、技術(shù)的成熟度風(fēng)險等等問題。運營商希望能夠進(jìn)行平滑的過渡，在不丟失已有手機(jī)用戶的情況下，首先升級交換網(wǎng)絡(luò)部分，這使得用戶可以使用過渡期的2.5G產(chǎn)品，然后等時機(jī)成熟時再升級無線網(wǎng)絡(luò)部分達(dá)到3G的標(biāo)準(zhǔn)。2G的測試儀器已經(jīng)比較成熟，3G的測試產(chǎn)品正在加緊開發(fā)，2.5G的專用測試設(shè)備卻由于傳統(tǒng)儀器制造商考慮到研發(fā)成本和市場前景的問題而匱乏。 一家著名的手機(jī)制造商制造了支持EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）協(xié)議的2.5G手機(jī)產(chǎn)品，需要針對這一產(chǎn)品的測試方案。EDGE是一個專業(yè)協(xié)議，由于它的出現(xiàn)時間比較短，了解它的人也比較少，要在短期內(nèi)構(gòu)建一個EDGE測試系統(tǒng)是一個巨大的挑戰(zhàn)。為了在市場上與同行競爭，需要在一個月內(nèi)能夠使用這套測試設(shè)備。 使用的產(chǎn)品 硬件上整個系統(tǒng)包含了一個PXI機(jī)箱，其中有： ●NI PXI-8186 2.2 GHz Intel奔騰4處理器的嵌入式PC，預(yù)裝Windows XP操作系統(tǒng) ●NI PXI-5660 2.7GHz RF信號分析儀，9 kHz到2.7 GHz，20 MHz實時帶寬，80 dB真實動態(tài)范圍 ●NI PXI-5670 RF信號源，250 kHz到2.7 GHz，16位，100 MS/s任意波形發(fā)生，22 MHz實時帶寬 ●NI PXI-5122 14位數(shù)字化儀，100 MS/s實時采樣，2 GS/s隨機(jī)間隔采樣，100 MHz帶寬 ●NI PXI-4070 6位半數(shù)字萬用表，6 ppm精度 其中，NI PXI-5660被用作矢量信號分析儀，NI PXI-5670被用作射頻信號源，NI PXI-5122被用作示波器，NI PXI-4070被用作數(shù)字萬用表。軟件上使用了LabVIEW圖像化開發(fā)環(huán)境和NI-DAQmx驅(qū)動程序。 VI Service Network（上海聚星儀器有限公司）的解決方案 VI Service Network是NI在中國的系統(tǒng)聯(lián)盟商之一，致力于汽車電子、電信產(chǎn)品的測試與測量，他曾經(jīng)使用NI的虛擬儀器技術(shù)為GSM，CDMA，SCDMA測試提供過相應(yīng)的解決方案，在僅僅1個月的時間內(nèi)就完成整個EDGE測試系統(tǒng)的集成。 EDGE協(xié)議簡介 EDGE是基于GSM的GPRS（General Purpose Radio Service）技術(shù)的一種增強(qiáng)型應(yīng)用，是一種3π/8 PSK（Phase Shift Keying），如下圖所示： 使用這種新的技術(shù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的峰值處理速度能夠從原先GPRS的160 Kbps提高到473.6Kbps。 測試方案詳解 手機(jī)制造商要求在他們的手機(jī)維修站上有一套維修測試設(shè)備，這套設(shè)備既能測試GSM，又能測試EDGE。但是由于現(xiàn)有的傳統(tǒng)儀器只能支持GSM協(xié)議下的分析和測試，不能進(jìn)行EDGE協(xié)議下的測試。簡化的測試系統(tǒng)的框架如下圖所示： 整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分在于數(shù)字解調(diào)模塊，調(diào)制效率的提高往往伴隨著復(fù)雜度的增加，使用NI PXI-5660（2.7GHz 射頻信號分析儀）結(jié)合VI Service Network自行研發(fā)的Wireless Test Toolset能方便高效編寫數(shù)字解調(diào)程序，EDGE測試的關(guān)鍵問題迎刃而解。接下來的測試項目繁多，比如頻譜測試，EVM（Error Vector Magnitude）測試，調(diào)制質(zhì)量測試，功率譜測試等等。VI Service Network憑借NI PXI-5122（14位數(shù)字化儀），NI PXI-4070（6位半數(shù)字萬用表）再加上LabVIEW自帶的信號分析和處理工具和對GSM測試系統(tǒng)的經(jīng)驗，集成多項測試于同一開放式平臺，并提供良好的測試擴(kuò)展性以便適應(yīng)快速發(fā)展的產(chǎn)品。 除此以外，廠商還需要測試這類手機(jī)的其他特性，比如射頻接收模塊性能，F(xiàn)M調(diào)頻收音機(jī)的性能等等，為了方便技術(shù)人員進(jìn)行檢測，還需要高精度的數(shù)字萬用表以及高精度的示波器。如果使用VSA（Vector Signal Analyzer），RF信號分析儀，RF信號源，數(shù)字萬用表，示波器這5臺獨立儀器進(jìn)行這些測試，一方面占用的空間比較大，另一方面在使用射頻信號源和射頻信號分析儀對手機(jī)進(jìn)行同步測試的時候也比較困難。VI Service Network提出的模塊化解決方案中，使用NI PXI-5670不但可以發(fā)射RF手機(jī)測試信號還可以發(fā)射調(diào)頻立體聲信號，再加上6位半數(shù)字萬用表板卡NI PXI-4070和14位的高精度示波器板卡NI PXI-5122，在滿足原有測試條件的前提下增加了測試功能且增強(qiáng)了測試性能。由于采用PXI可以把所有這些模塊集成在一起，利用成熟的PC技術(shù)和高性能的驅(qū)動程序NI-DAQmx，將所有功能融會于一個3U的PXI機(jī)箱中。 結(jié)論 產(chǎn)品功能的增強(qiáng)和市場競爭的日趨白熱化，使各大手機(jī)廠商不得不提高生產(chǎn)效率縮短產(chǎn)品的市場化時間，以贏得一席之地。VI Service Network通過利用PXI的成熟PC商業(yè)技術(shù)和良好的同步特性，集成多項測試于一身，使用NI提供的射頻信號源、射頻信號分析儀、高精度數(shù)字萬用表和數(shù)字化儀構(gòu)建廉價而高效的測試方案。由于運用NI的開放式軟件平臺LabVIEW和NI-DAQmx，VI Service Network自主開發(fā)了LabVIEW的無線測試工具包，只要對程序稍作改動就能夠適應(yīng)新的測試需求。整個解決方案與用戶原先的傳統(tǒng)解決方案相比，成本降低了將近一半，同時卻使測試能力得到大大擴(kuò)展。用戶的測試工程師使用了這套解決方案之后，贊嘆不已：“世界上還有如此小巧而又功能完備的產(chǎn)品！”