摘要 手機制造商要求在他們的手機維修站上有一套維修測試設備，這套設備既能測試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、電信產品的測試與測量，他曾經使用NI的虛擬儀器技術為GSM，CDMA，SCDMA測試提供過相應的解決方案，在僅僅1個月的時間內就完成整個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)字解調程序，EDGE測試的關鍵問題迎刃而解。使用NI PXI-5670（2.7GHz 射頻信號源）不但可以發(fā)射RF手機測試信號還可以發(fā)射調頻立體聲信號，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技術和高性能的驅動程序NI-DAQmx，將所有功能融會于一個3U的PXI機箱中。 應用 手機測試 背景和挑戰(zhàn) 中國的手機市場發(fā)展迅猛，世界各大手機廠商競相爭奪手機用戶。在如此激烈的競爭中，手機的功能日趨豐富，比如攝像頭、MP3、FM調頻收音機等等。同時，手機通訊協(xié)議也層出不窮，GSM、 CDMA、 GPRS、 CDMA2000、 EDGE、 WCDMA等等。為了應對產品的不斷變化，工程師面臨著提高效率并縮短產品市場化時間的挑戰(zhàn)，他們需要一個靈活而強大的通用測試平臺。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的轉變中，面臨客戶群、設備置換、技術的成熟度風險等等問題。運營商希望能夠進行平滑的過渡，在不丟失已有手機用戶的情況下，首先升級交換網絡部分，這使得用戶可以使用過渡期的2.5G產品，然后等時機成熟時再升級無線網絡部分達到3G的標準。2G的測試儀器已經比較成熟，3G的測試產品正在加緊開發(fā)，2.5G的專用測試設備卻由于傳統(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。 一家著名的手機制造商制造了支持EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution）協(xié)議的2.5G手機產品，需要針對這一產品的測試方案。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，要在短期內構建一個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，需要在一個月內能夠使用這套測試設備。 使用的產品 硬件上整個系統(tǒng)包含了一個PXI機箱，其中有： ●NI PXI-8186 2.2 GHz Intel奔騰4處理器的嵌入式PC，預裝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、電信產品的測試與測量，他曾經使用NI的虛擬儀器技術為GSM，CDMA，SCDMA測試提供過相應的解決方案，在僅僅1個月的時間內就完成整個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）技術的一種增強型應用，是一種3π/8 PSK（Phase Shift Keying），如下圖所示： 使用這種新的技術，數(shù)據(jù)業(yè)務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 手機制造商要求在他們的手機維修站上有一套維修測試設備，這套設備既能測試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)的關鍵部分在于數(shù)字解調模塊，調制效率的提高往往伴隨著復雜度的增加，使用NI PXI-5660（2.7GHz 射頻信號分析儀）結合VI Service Network自行研發(fā)的Wireless Test Toolset能方便高效編寫數(shù)字解調程序，EDGE測試的關鍵問題迎刃而解。接下來的測試項目繁多，比如頻譜測試，EVM（Error Vector Magnitude）測試，調制質量測試，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)的經驗，集成多項測試于同一開放式平臺，并提供良好的測試擴展性以便適應快速發(fā)展的產品。 除此以外，廠商還需要測試這類手機的其他特性，比如射頻接收模塊性能，F(xiàn)M調頻收音機的性能等等，為了方便技術人員進行檢測，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進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手機測試信號還可以發(fā)射調頻立體聲信號，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技術和高性能的驅動程序NI-DAQmx，將所有功能融會于一個3U的PXI機箱中。 結論 產品功能的增強和市場競爭的日趨白熱化，使各大手機廠商不得不提高生產效率縮短產品的市場化時間，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品！”