無線通信設備自動測試系統(tǒng)的設計

孫宇

摘要：本文依托虛擬儀器技術，設計了一套無線通信設備自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對被測無線通信設備進行全自動、多項目的工作性能驗證與故障診斷分析的功能。文章首先對無線通信設備自動測試系統(tǒng)的研究背景與研究現(xiàn)狀進行描述，進而對所設計的測試系統(tǒng)進行需求分析，然后對整個系統(tǒng)架構進行設計，再后根據(jù)系統(tǒng)架構對系統(tǒng)的硬件、軟件分別進行了詳細設計，給出了一套較為完整的無線通信設備自動測試系統(tǒng)的開發(fā)方案。

關鍵詞：無線通信設備 自動測試 系統(tǒng)設計

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0163-01

1 前言

隨著現(xiàn)代通信技術的飛速發(fā)展，由中、短、超短波電臺以及微波數(shù)傳等無線通信設備組成的數(shù)據(jù)鏈路平臺，正作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭應用中的關鍵裝備，在整個通信技術領域的發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。因而對無線通信設備進行高效的測試與維護十分重要。為了滿足對于無線通信設備與日俱增的測試需求，迅速而準確地對設備進行的性能測試及故障診斷，現(xiàn)階段急需研制一套無線通信設備自動測試系統(tǒng)。本文為滿足現(xiàn)實使用需求，依托虛擬儀器技術，初步設計了一套無線通信設備自動測試系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對被測設備進行全自動、多項目、可編程、可記錄的工作性能驗證與故障診斷分析功能。

2 研究背景

無線通信設備自動測試系統(tǒng)的研究開發(fā)工作開始于上世紀五十年代的美國，該系統(tǒng)在軍事、航空、通訊、醫(yī)療等多領域均有廣泛應用。美國軍方從80年代初期就開始針對多種無線平臺和系統(tǒng)研制無線通信設備自動測試系統(tǒng)，現(xiàn)已進入規(guī)?；渴瓠h(huán)節(jié)，例如海軍陸戰(zhàn)隊采用的TETS系列中最新研制的便攜式自動測試系統(tǒng)，已于近年投入使用。目前，國內自動測試系統(tǒng)模塊化、標準化基礎較差，測試儀的可靠性指標一般在3000小時，而國外一般在10000小時以上，與國際先進水平差距較大。測試系統(tǒng)的設計應充分考慮可測試性、可靠性，軟硬件資源配置要遵循國際標準，實現(xiàn)不同測試軟件與測試數(shù)據(jù)兼容操作，以提高綜合測試能力。

3 系統(tǒng)設計方案

3.1 系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)的測試對象為各種無線通信設備，測試項目主要包括被測設備的工作頻段、信道帶寬、接收靈敏度、殘余誤碼率、發(fā)射功率、發(fā)射頻譜以及頻譜雜散分量。系統(tǒng)應當能夠針對不同的被測設備生成相應的測試項目列表供用戶選擇，并根據(jù)用戶選定的測試項目按順序進行測試，然后對測試數(shù)據(jù)進行高效的管理與分析，最后給出測試結果與故障診斷報告。此外，系統(tǒng)還應具備自檢與自動校準功能，并具有較高的可靠性。

3.2 系統(tǒng)結構

本系統(tǒng)基于PXI總線虛擬儀器架構，對PXI總線和頻譜分析儀等PXI模塊進行整合，同時融合部分GPIB程控儀器和專用測試設備，并利用安裝與主控計算機的管控軟件對系統(tǒng)的運行加以控制，組成一個混合總線平臺結構的自動測試系統(tǒng)。

3.3 系統(tǒng)硬件設計方案

目前自動測試系統(tǒng)的硬件平臺已經(jīng)相對成熟穩(wěn)定，本文將會選用由主控計算機、程控電源及儀器、適配器搭建的通用系統(tǒng)方案。具體硬件除了基于PXI總線的信號源、頻譜分析儀、數(shù)字示波器、信號分析儀等儀器，還有基于GPIB總線的功率計等儀器，以及主控計算機、程控電源、信號轉接電路等部件。

3.4 系統(tǒng)軟件設計方案

3.4.1 系統(tǒng)軟件架構

本系統(tǒng)軟件主要分為核心控制模塊、測試方法模塊、儀器驅動模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、人機交互界面模塊等五個部分。核心控制模塊負責管理系統(tǒng)人機交互界面，配置整個測試過程中所需進行的測試項目，結合儀器驅動模塊調用測試方法模塊中所需的測試功能，管理并分析測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。測試方法模塊包括工作頻段測試、信道帶寬測試、接收靈敏度測試等具體的測試方法，通過成熟的虛擬儀器技術實現(xiàn)。儀器驅動模塊主要是對PXI儀器模塊進行驅動，連通頻譜分析儀等PXI設備與上層核心控制模塊、測試方法模塊之間的接口，實現(xiàn)PXI設備與應用程序之間指令轉換的操作。

3.4.2 數(shù)據(jù)庫設計

綜合考慮體系結構、開放程度、安全性等諸多因素，本系統(tǒng)選用Oracle 8i數(shù)據(jù)管理軟件作為本系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表空間包含自動測試結果數(shù)據(jù)表（RESULT_TAB）、故障診斷結果數(shù)據(jù)表（DIAGNOSE_TAB）、故障診斷專家知識庫標準參數(shù)表（STANDAR

D_PARAMETER）、故障信息細節(jié)表（ERROR_DETAL）、圖片文字幫助信息表（HELP_INFO_TAB）等五個表。系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊使用ADO技術編程實現(xiàn)對存儲在數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作。

3.4.3 軟件流程設計

本軟件工作目標為通過自動化的運行方式對被測設備的性能指標進行測試與診斷。為滿足本系統(tǒng)的自動化運行要求，軟件流程中的人工干預部分已被盡可能地弱化。整個使用過程中用戶僅需對測試設備以及測試項目進行選擇并下達測試命令，測試參數(shù)的調用、測試數(shù)據(jù)的管理與分析、故障診斷、測試結果的顯示將自動進行。這種流程設計極大簡化了測試工作的操作復雜度。

4 結語

本文從需求分析、系統(tǒng)架構、硬件設計、軟件設計、流程設計等方面對所設計的無線通信設備自動測試系統(tǒng)進行了初步的設計。該設計能夠滿足對無線通信設備進行高效的自動化測試的要求，實現(xiàn)對被測無線通信設備進行全自動、多項目的工作性能驗證與故障診斷分析的功能，并對同類系統(tǒng)具備一定的適用性與通用性。

參考文獻

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