通过软件无线电的架构加速无线技术的开发与测试

上变频和下变频

使用上变频和下变频的模块可以改变输入信号的频率。

过去，上述流程中的一些重要功能模块（如编码和调制等）往往是通过将数字信号处理（DSP）集成到电路或ASICs上来实现的，而这样的设计、开发 和集成到通讯系统的过程通常需要花费数个月的时间，这样一来，用户很难跟上新标准的发展速度。一个更快更简便，并能紧跟无线技术发展步伐的方法就是应用软 件无线电的技术。在软件中完成编码和调制的过程，并生成调制后的波形，再通过模块化的仪器进行上下变频。这种以软件为中心的测试方法完全是基于应用，而且 是用户自定义的，这能使工程师仅仅通过软件的修改就能快速的满足新标准的要求，大大加速了设计和测试的时间，并掌握了技术上的主动权。

下图显示了National Instruments的LabVIEW图形化的语言和NI的PXI平台，通过软件无线电的方法再现了上述通讯系统的功能框图。模块化的硬件除了完成物理上的上下变频过程外，其余的功能都是通过软件来完成的。

基于PXI和LabVIEW的软件无线电测试平台

一直倡导这种“以软件为核心的测试测量构架” 概念的是NI公司，自1986年推出其旗舰软件LabVIEW之后，NI一直在帮助工程师通过这一革命性的图形化编程语言，提高他们的工作效率。其 后，NI于1997年首推了基于PC的行业标准测试平台PXI，再一次领导了业界趋势。1998年，NI与其他测试测量企业共同组成了PXI系统联盟，迄 今为止该联盟已经拥有超过70家会员公司和1200余种PXI产品，其功能包括从电源、DMM到RF，使得用户可以根据他们特定的测试需求进行选择和组 合。

PXI作为一种坚固的、基于PC的测量和自动化平台，它结合了PCI/PCI Express的电气总线特性与CompactPCI的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性，增加了专门的定时和同步总线；其高达6GB/s 的背板总线带宽能够保证上下变频后的中频信号能够被实时并持续的数字化到PC进行处理；PXI的控制器采用了最先进的双核处理器并运行Windows的操 作系统，能够应付任何复杂的通讯算法。这些都使PXI成为无线测试理想的高性能、低成本的运载平台。

基于软件的模块化测试平台少不了一个灵活的软件平台。LabVIEW就是一个专门为工程师设计的图形化编程语言。除了和PXI硬件的无缝连电感器生产接外，它 还集成了多达600种信号处理和分析的算法，以及调制解调、频谱分析等各种工具包，针对射频的应用，能够完成功率谱、峰值功率和频率、带内功率、邻频功率 等一系列的测量。在LabVIEW开放的软件环境中，用户还可以实现带有自主产权的射频算法，以满足日益发展的无线通信标准的需求。（见下图）

现在，LabVIEW、PXI和模块化仪器已经成为工程师和科学家们开发和测试最新技术（包括无线标准）的必备工具。在以下两个案例中，我们将看到 德州大学奥斯汀分校的研究人员使用这一技术，如何在短短6周时间内开发一个基于4G的系统；以及一家本地公司开发业界首个测试1C2G RFID系统的成功方案。

用户解决方案

用户解决方案1：对MIMO-OFDM 4G系统进行原型设计

这是一个极具代表性的实例，用来说明利用这个平台如何快速地对系统进行原型设计和开发。OFDM（正交频分复用）是一种多载波数字通信调制技术。它 选择相互之间正交的载波频率作子载波，利用多个子载波并行传输。OFDM技术能够克服CDMA在支持高速率数据传输时信号间干扰增大的问题，并且有频谱效 率高、电感器标准硬件实施简单等优点，因此OFDM被视为是第四代移动通信系统中的核心技术。MIMO（多输入多输出）利用多个天线实现多发多收，在不需要电感器生产厂家增加频谱 资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量。

MIMO-OFDM结合了MIMO和OFDM的优势，可同时提升无线通信系统的速度、范围和可靠性，现在已经被写入WLAN802.11n以及 WiMAX802.16标准之中。被业界广泛关注的第4代移动通信的研究还处于初期阶段，其基本功能、核心技术还处于构想阶段，MIMO-OFDM也是构 建4G系统的热门方案之一。

大电流电感

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