软件无线电产品的软件无线电检测方法
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软件无线电软件无线电技术是指利用计算机软件技术实现无线电设备的控制、信号处理和通讯操作。
它的出现对无线电通讯技术的发展起到了重大的推动作用,使得无线电通讯技术向着数字化、智能化、高效化的方向不断发展。
软件无线电技术的起源可以追溯到20世纪80年代,当时计算机技术的发展以及数字信号处理技术的进步为软件无线电技术的兴起提供了技术基础。
1983年,美国开发了第一套软件无线电系统——软件电台(Software Radio),该系统通过DSP芯片实现了数字信号的采集、处理和发送。
这套系统的出现标志着软件无线电技术进入了实用化阶段。
软件无线电技术的主要特点是可编程性、可重构性和灵活性。
这些特点使得软件无线电可以符合不同的使用场景和应用需求。
比如,可以根据不同的频段、不同的调制方式以及不同的传输速率进行定制,实现智能化控制和自适应调整。
软件无线电技术的应用领域非常广泛,其中最主要的包括:航空航天、国防军事、广播电视、移动通信等。
在航空航天领域,软件无线电技术可以用于卫星通信、飞行控制、导航等方面,提高了通信的可靠性和精度;在国防军事领域,软件无线电技术可以用于军事通信、雷达和电子战等方面,提高了作战效率和战场指挥的精度;在广播电视领域,软件无线电技术可以用于数字电视、数字音频广播等方面,提高了广播电视的质量和体验;在移动通信领域,软件无线电技术可以用于3G、4G、5G等无线通信标准,提高了通信速率和网络容量。
软件无线电技术的发展趋势主要是数字化、网络化和智能化。
数字化是指数字信号处理技术的不断发展,使得传输速率和信道利用率不断提高;网络化是指软件无线电技术不断向网络化方向发展,构建起基于IP网络的无线电通信系统;智能化是指软件无线电技术逐步引入人工智能和机器学习技术,实现了更智能的调制方式、自适应调整和故障预测等功能。
当然,在软件无线电技术发展的过程中也会遇到很多挑战,如信号干扰、频谱管理问题、网络安全和隐私问题等。
概要软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。
功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路,尤其是减少模拟环节,把数字化处理(A/D和D/A变换)尽量靠近天线。
软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性,通过软件更新改变硬件配置结构,实现新的功能。
软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构,以利于硬件模块的不断升级和扩展。
软件无线电(software radio)在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统。
简称SWR。
理想的软件无线电应当是一种全部可软件编程的无线电,并以无线电平台具有最大的灵活性为特征。
全部可编程包括可编程射频(RF)波段、信道接入方式和信道调制。
一般说来,SWR就是宽带模数及数模变换器(A/D及D/A)、大量专用/通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Proicesser,DSP)构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。
在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。
例如:利用宽带模数变换器(Analog Digital Converter,ADC),通过可编程数字滤波器对信道进行分离;利用数字信号处理技术在数字信号处理器(DSP)上通过软件编程实现频段(如短波、超短波等)的选择,完成信息的抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换,实现不同的信道调制方式及选择(如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等),实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。
在目前的条件下可实现的软件无线电,称做软件定义的无线电(Software Defin ed Radio,SDR)。
SDR被认为仅具有中频可编程数字接入能力。
发展历史无线电的技术演化过程是:由模拟电路发展到数字电路;由分立器件发展到集成器件;由小规模集成到超大规模集成器件;由固定集成器件到可编程器件;由单模式、单波段、单功能发展到多模式、多波段、多功能;由各自独立的专用硬件的实现发展到利用通用的硬件平台和个性的编程软件的实现。
软件无线电技术在现代的通信系统中,无线电技术是至关重要的一种通信技术。
随着技术的不断提高,传统的硬件无线电技术已经不能满足人们的需求,软件无线电技术应运而生。
在这篇文章中,我们将深入了解软件无线电技术。
什么是软件无线电技术软件无线电技术(Software-defined radio,SDR)是指通过软件控制的无线电系统,相当于将原本通过硬件实现的信号处理功能全部或部分转移到了软件中。
在这种系统中,无线电信号可以使用通用计算机上的软件进行处理和解码。
通俗地说,SDR是一种使用通用计算机作为数字信号处理器的无线电技术。
通过使用计算机处理无线电信号,可以实现更灵活、更高效的无线电通信。
SDR的工作原理SDR的核心是一个通用计算机,通过一些硬件设备与无线电信号进行交互。
与传统的硬件无线电系统不同,SDR的信号处理和解码功能全部或部分由软件实现。
软件无线电技术涉及到许多硬件设备,包括天线、前置放大器、模数转换器、数字信号处理器等。
这些设备共同工作,使信号传输更加高效、稳定,提高了信号的质量和可靠性。
在SDR中,无线电信号可以通过数字信号处理器进行处理和解码。
数字信号处理器是计算机中的一个硬件设备,它可以对数字信号进行实时处理和解码。
软件无线电技术的优势SDR相对于传统的硬件无线电技术有许多优势。
更灵活的频谱利用由于SDR可以实现实时处理和解码,所以可以根据需要改变通信方式,比如调整设备的信号处理算法、调整频率等,从而实现更灵活的频谱利用。
更高的通信效率SDR的频谱利用率更高,同时能够实时处理和解码无线电信号,大大提高了通信效率。
更容易升级和扩展由于SDR的功能实现大部分由软件完成,所以可以通过更新软件来实现设备的升级和扩展。
更好的抗干扰能力SDR可以通过处理无线电信号的方式来提高对抗干扰的能力。
SDR在处理干扰信号时,可以实时调整处理算法,从而更好地抵御干扰。
SDR的应用领域SDR已经被广泛应用于军事、航空、无线电电视等领域。
软件无线电实验报告软件无线电实验报告引言:软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)是一种新兴的无线通信技术,它通过软件来实现无线电信号的处理和调制解调。
相比传统的硬件无线电,SDR具有更高的灵活性和可配置性。
本实验旨在通过搭建一个简单的SDR系统,探索其原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是搭建一个基于SDR的无线通信系统,并通过实际操作来了解SDR的工作原理和应用场景。
具体实验目标如下:1. 理解SDR的基本原理;2. 学习使用SDR平台进行信号处理和调制解调;3. 实现简单的无线通信功能。
二、实验环境和工具1. 硬件设备:电脑、SDR硬件平台(如RTL-SDR等);2. 软件工具:SDR软件平台(如GNU Radio等)。
三、实验步骤1. 搭建SDR硬件平台:将SDR硬件连接至电脑,确保硬件设备正常工作;2. 安装SDR软件平台:根据硬件平台的要求,下载并安装相应的SDR软件平台;3. 配置SDR软件平台:根据实验需求,设置SDR软件平台的参数,如采样率、中心频率等;4. 实现信号接收:使用SDR软件平台接收无线电信号,并通过可视化界面展示信号的频谱特征;5. 实现信号处理:使用SDR软件平台对接收到的信号进行处理,如滤波、解调等;6. 实现信号发送:使用SDR软件平台将处理后的信号发送出去,构建一个简单的无线通信链路;7. 进一步实验:根据实际需求,深入研究SDR的其他应用领域,如无线电频谱监测、无线电定位等。
四、实验结果与分析通过搭建SDR系统并进行实验操作,我们成功实现了无线信号的接收、处理和发送。
在信号接收方面,我们能够准确地捕获无线电信号,并通过频谱分析工具展示信号的频谱特征。
在信号处理方面,我们可以使用SDR软件平台提供的各种信号处理模块对接收到的信号进行滤波、解调等操作。
在信号发送方面,我们可以将处理后的信号通过SDR软件平台发送出去,实现简单的无线通信功能。
软件无线电中的信号检测技术研究软件无线电中的信号检测技术研究随着现代通信技术的飞速发展,从传统的硬件无线电到软件无线电的转变成为无线通信领域的重要趋势。
软件无线电技术能够通过软件定义无线电(SDR)平台实现信号的接收、解调和发送,提高通信系统的灵活性、可配置性和可扩展性。
而在软件无线电中,信号检测技术作为其中最基本的一环,被广泛应用于信号干扰检测、频谱感知、无线电协作等领域。
信号检测是指通过对接收到的信号进行判断和分析,确定其是否为感兴趣信号或干扰信号,以及估计其相关参数。
信号检测在软件无线电中起着核心作用,对于无线通信系统的性能及其在实际应用中的可靠性至关重要。
因此,研究和开发高效、准确的信号检测算法成为软件无线电领域的热点和挑战。
首先,信号检测技术需要面对多路径衰落、多普勒效应、噪声干扰等复杂环境条件。
针对这些问题,研究者们提出了许多不同的信号检测算法。
其中,能量检测是最基础的一种方法。
它通过计算接收信号的能量来判断信号是否存在,适用于低信噪比环境。
当信噪比较高时,常用的检测算法包括互相关检测、协方差检测、最大似然检测等。
这些算法利用了信号的统计特性,通过与模板信号的相关性或相似性来判断信号的存在。
此外,还有一些高级的检测算法,例如基于机器学习的方法,它可以通过训练数据集来实现对不同信号类型的自动检测和识别,提高检测的准确性和鲁棒性。
其次,软件无线电中的信号检测技术需要考虑频谱效率和计算复杂度的平衡。
在传统无线通信系统中,通常使用专门的硬件电路来实现信号的检测和解调,其性能和效率往往受限于硬件的硬性限制。
而在软件无线电中,利用信号处理算法和高性能计算平台可以灵活地调整和优化信号检测的性能。
通过合理的算法设计和优化,可以在保证信号检测准确性的前提下,提高系统的频谱利用率和处理速度,从而实现了软件无线电系统的灵活性和可扩展性。
最后,信号检测技术在无线频谱感知和协作领域中也起着重要作用。
频谱感知是指通过对周边频谱进行监测和分析,了解无线电环境中的频谱利用情况。
通信无线电设备的性能测试和校准技术通信无线电设备是现代社会中重要的通信工具,包括手机、对讲机、GPS、卫星通信设备等。
这些设备的性能测试和校准技术不仅关系到设备在正常工作状态下的可靠性和精度,还关系到人们的通信安全和可靠性。
本文将从性能测试和校准技术两个方面详细介绍通信无线电设备的测试和校准技术及其重要性。
一、性能测试技术通信无线电设备的性能测试主要包括以下几个方面:1. 功率测试通信无线电设备的功率测试是对设备发射功率的测试。
常用的测试方法有接收功率计和扫频仪测量法。
接收功率计法是将接收功率计与待测设备进行连接,测量设备在不同频段和功率下的实际发射功率。
扫频仪测量法则是利用扫频仪测量设备在不同频段和功率下发出的实际信号强度。
这些测试方法可以对设备发射功率的准确性和精度进行检验。
2. 灵敏度测试灵敏度测试是对通信无线电设备接收灵敏度的测试。
灵敏度是设备接收信号的最小功率值,这也是一个接收机常常接受和处理识别的最低信号功率。
灵敏度测试方法通常采用噪声发生器或信号发生器进行测量。
噪声发生器发出的噪声信号的强度是已知的,用于检测不同功率的信号的最低信噪比值。
信号发生器则可用于测量设备接收灵敏度的底限。
3. 正确性测试正确性测试是检验通信无线电设备采集、处理和输出数据的准确性和精度。
该测试可包括频率稳定度、时钟稳定度、频偏误差、时偏误差等测试。
具体测试方法包括1HZ GPS时钟测试、GPS频偏误差测试等。
4. 频率误差测试频率误差测试是对设备发射频率误差的测试。
设备误差是指实际发射频率与标准频率的偏差,可以通过不同的测量方式来测试。
通常使用时间计数法和扫频法来进行测量。
以上四个测试方法都是通信无线电设备性能测试的基本内容,可以有效检验设备工作性能的可靠性和精度。
二、校准技术通信无线电设备的校准技术是指将测试结果与标准值相比较,然后对设备进行校准调整,使设备达到标准要求。
校准技术主要包括以下几方面:1. 标准信号的产生和校准技术标准信号的产生是测试和校准的基础之一。
软件无线电实验平台实验指导书2006年10月达盛科技目录实验一添加循环冗余校验(CRC)比特和编码器尾比特 (3)实验二卷积编码实验 (14)实验三块交织实验 (18)实验四Walsh码正交调制实验 (22)实验五长码产生实验 (26)实验六长码扩频实验 (29)实验七IQ两路导频PN序列产生实验 (32)实验八I路和Q路导频PN序列正交相位扩展 (36)实验九BPSK调制 (39)实验十BPSK解调 (42)实验十一QPSK调制 (45)实验十二QPSK解调 (50)实验十三I路和Q路的OQPSK调制 (52)实验十四I路和Q路的 OQPSK解调 (55)实验十五I路和Q路导频PN序列正交相位解扩 (57)实验十六长码解扩实验 (59)实验十七Walsh码正交解调实验 (61)实验十八去交织实验 (63)实验十九维特比(Vertebi)译码实验 (65)实验二十去CRC比特实验 (69)实验二十一数字终端实验 (71)实验二十二软件无线电整体实验——FSK方案举例 (72)注意事项 (76)实验一添加循环冗余校验(CRC)比特和编码器尾比特一、实验目的1、了解TI公司67XX系列DSP开发系统的组成和结构:2、熟悉DSP开发系统的连接;3、练习和熟悉从CCS加载程序,进行实验的方法;4、掌握CRC比特和编码器尾比特的产生过程;5、掌握CRC比特和编码器尾比特的作用。
二、实验设备计算机,CCS3.1版软件,软件无线电实验平台三、基本原理CDMA反向业务信道(RTC)用于呼叫过程中向基站传输用户数据和信令信息。
反向信道可使用9.6kb/s,4.8kb/s,2.4kb/s或1.2kb/s四种不同速率。
在本书的所有实验中,我们统一采用9.6kb/s的速率来发送数据。
每个RTC数据帧持续20ms,根据发送速率不同可能含有信息、CRC、尾比特或信息、尾比特。
当我们采用的发送速率为9.6 kb/s时,RTC帧的结构为:帧比特=172信息比特+12CRC比特+8编码尾比特=192比特而且在该帧中包含一个帧质量指示器(CRC)。
浅析软件无线电的体系结构及应用软件无线电(Software Defined Radio,SDR)是一种基于软件和数字信号处理技术实现无线电通信的系统。
相比于传统的硬件无线电系统,SDR具有灵活性高、可重构性强、适应性好等优点,因此在无线通信、雷达监测、电子侦察等领域得到了越来越广泛的应用。
本文将从软件无线电的体系结构和应用方面进行浅析。
一、软件无线电的体系结构软件无线电系统的体系结构主要包括无线电前端、数字信号处理、控制软件及应用软件四个部分。
下面将对这四个部分进行详细介绍。
1. 无线电前端无线电前端是软件无线电系统的物理层,用于将无线电频率的信号转换为数字信号。
无线电前端通常包括天线、射频前端模块、中频前端模块以及模数转换器等部分。
天线用于接收或者发送无线信号,射频前端模块主要负责将天线接收到的射频信号转换成中频信号,中频前端模块负责将中频信号进一步转换成数字信号,而模数转换器则负责将模拟信号转换成数字信号。
这些组成部分的性能会直接影响到软件无线电系统的性能。
2. 数字信号处理数字信号处理部分是软件无线电系统的核心部分,主要包括信号处理算法、数字滤波器、解调器、调制器等模块。
通过数字信号处理技术,可以对接收到的信号进行高效的处理,包括滤波、解调、解码等操作。
数字信号处理技术可以有效地实现信号的处理和重构,为软件无线电系统提供了很大的灵活性和自适应性。
3. 控制软件控制软件是用来管理和控制整个软件无线电系统的软件部分,主要包括系统的控制器、时钟/同步模块、接口模块等。
控制软件可以根据系统的需求实时地对硬件和软件进行控制和调整,以保证系统的正常运行和优化性能。
4. 应用软件应用软件是软件无线电系统的最终用户界面,主要用于实现具体的通信、监测、测量等功能。
应用软件可以根据具体的应用场景,提供不同的用户接口和功能模块,方便用户对软件无线电系统进行调用和操作。
二、软件无线电的应用软件无线电系统在无线通信、雷达监测、电子侦察等领域具有广泛的应用。
软件无线电技术综述摘要软件无线电技术是一种以通用硬件平台为基础,通过软件加载来实现无线通信功能的工程技术。
本文将全面介绍软件无线电技术的概念、发展历程、应用领域及其重要性和未来发展趋势,旨在帮助读者深入了解该技术的内涵和应用。
引言随着通信技术的迅速发展,无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
然而,传统的硬件为主的无线通信系统存在着很多局限性,无法满足多样化、个性化的通信需求。
在这种背景下,软件无线电技术应运而生。
软件无线电技术通过将硬件平台通用化,软件开发灵活化,能够实现多种无线通信功能,具有很高的实用价值和应用价值。
软件无线电技术综述1、软件无线电技术的定义、原理和实现方法软件无线电技术是一种基于数字信号处理(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)等先进技术的无线通信技术。
其基本思想是构建一个通用硬件平台,通过软件加载来实现不同的无线通信功能。
这种技术体系使得硬件平台可以支持多种无线标准,如GSM、CDMA、WLAN等,从而提高了系统的灵活性和可扩展性。
软件无线电技术的原理是,将模拟信号进行数字化处理,然后在数字域上进行信号处理。
具体实现方法包括,构建可编程的数字信号处理器(DSP)和FPGA等硬件平台,以及开发相应的数字信号处理算法和软件模块。
通过这些方法和手段,实现无线信号的收发和处理,以支持不同的无线通信标准和功能。
2、软件无线电技术的应用领域和重要性软件无线电技术具有广泛的应用领域,其中主要包括军事、移动通信、无线传感器网络、广播通信等。
在军事方面,软件无线电技术可用于构建灵活的军事通信系统,提高作战指挥效率和协同能力。
在移动通信方面,软件无线电技术可以实现多模多频的通信功能,支持多种无线标准,提高移动设备的通信能力和互联互通性。
在无线传感器网络方面,软件无线电技术可以构建低功耗、低成本的无线传感器节点,实现传感器网络的灵活部署和智能感知。
在广播通信方面,软件无线电技术可以实现灵活的多通道音频传输,提高音频系统的传输效率和音质体验。
软件无线电中的信号检测与解调技术研究软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)是一种利用计算机软件实现的无线通信系统。
相比传统的硬件无线电系统,SDR具有灵活性高、成本低和功能强大等优点。
在SDR中,信号检测与解调是非常重要的关键技术,它能够将接收到的模拟信号进行数字化处理,并恢复出原始信息。
一、信号检测在SDR中,信号检测是指通过对接收到的信号进行分析和判别,确定信号的类型和特性。
一般来说,信号检测包括两个方面的内容:频谱分析和自动识别。
频谱分析是指根据接收到的信号,在频域上进行分析,确定信号的频率范围和功率。
这对于有效地利用频谱资源非常重要。
频谱分析可以通过傅里叶变换等数学方法实现,将信号从时域转换为频域,然后可以利用频谱分析仪等设备对信号进行分析。
自动识别是指通过对接收到的信号进行特征提取和识别,确定信号的类型和调制方式。
自动识别可以通过机器学习和模式识别等技术实现。
通过对已知信号样本进行训练和分类,可以实现对未知信号的自动识别。
二、信号解调信号解调是指将接收到的数字信号转换为原始信息的过程。
在SDR中,信号解调的过程通常包括几个阶段:解调方式选择、解调参数配置和解调算法实现。
解调方式选择是指根据信号的调制方式选择适合的解调方法。
常见的调制方式包括调幅(Amplitude Modulation,AM)、调频(Frequency Modulation,FM)和调相(Phase Modulation,PM)等。
不同的调制方式需要采用不同的解调方法。
解调参数配置是指设置解调算法所需的各种参数。
解调参数包括采样率、带宽、中频等。
不同的信号具有不同的参数配置要求,配置合适的参数可以提高解调的效果。
解调算法实现是指根据解调方式和参数配置,设计和实现相应的算法。
解调算法可以利用数字滤波器、时钟恢复、频率跟踪等技术实现。
常见的解调算法包括低通滤波、相干解调和时钟恢复等。
三、研究进展和应用领域目前,软件无线电中的信号检测与解调技术已经取得了很大的研究进展,并得到广泛应用。
基于软件无线电的电缆故障检测方法综述作者:杨易蒲张兆楠崔鹏飞韩宇郭慧姗来源:《科学与财富》2018年第32期摘要:随着现代化城市的通信网络的发展,电缆在通信系统、广播电视等领域的应用愈发广泛。
但随着其运行时间的增长,故障的发生也愈发频繁。
因此研究开发电缆故障检测检测系统具有迫切的现实意义。
而基于软件无线电的测量能够高效快捷的知道电缆故障点的位置。
大大减少了电缆故障维修的时间。
半导体技术的的飞速发展,也让电缆故障检测和软件无线电的结合,综合时域反射计(TDR)和频域反射计(FDR)的实施方法,通过对故障点的反射信号强度对应的距离问题得到故障点距离。
关键词:电缆线路;软件无线电;时域反射计(TDR);频域反射计(FDR);故障检测一、电缆故障问题的提出最近几年来,随着世界经济社会高速发展,通信供电要求安全经济可靠,使得供电电缆的一系列的优点得到认可,供电电缆也随之广泛的进去了人们的生活之中,电缆具有占地面积小,不受外界的干扰,维护工作少,安全可靠。
电缆的广泛应用也伴随着电缆出现故障之后如何检修成为一个值得思考的问题,怎么样才能迅速高效准确的知道电缆故障点的位置和故障类型成为了现如今人们研究电缆故障的重点。
目前我国正在进行城市农村的电网改造,把可见线路转移到地下通过电缆通电,广大人民和各个供电部门以及各大电网集团都关注电缆运行的正常状态。
各种各样的电缆出现在不同领域,电力、通信领悟应用较为广泛,同样也大量应用在冶金、化工、交通运输以及煤矿等国民经济发展的各个领域。
由于供电电缆通常埋在地下,电缆故障隐蔽性强,导致工作人员查找和维护相对困难。
如何准确、迅速、经济的查找电路故障成为重要技术问题。
二、国内外研究现状和发现动态电缆故障检测有三个主要步骤:故障类型诊断、故障定位和准确定位。
故障类型诊断主要是确定电缆故障点属于高电阻接地或低电阻接地的故障相位,以便于测试人员选择合适的检测方法。
故障测距又称预定位、故障电缆芯线测试信号或在线测量、故障信息的分析、故障距离的初步确定,尽量减小故障范围,以便于准确定位。
!计算机测量与控制!"#""!$#!%"!!"#$%&'()'*+%('#',&-!",&(".!#"(!#收稿日期 "#"&&&#)$!修回日期"#"&&"#"%作者简介 胡!宇!&')&"&男&四川成都人&大学本科&工程师&主要从事自动测试系统+设备方向的研究%引用格式 胡!宇&文永康&徐!卫&等!软件无线电硬件平台Sc :=接口符合性测试方法'*(!计算机测量与控制&"#""&$#!%")"("'&$+!文章编号 &+,&(%') "#"" #%##"(#+!!-./ &#!&+%"+ 0!1234!&&5(,+" 67!"#""!#%!##%!!中图分类号 89$文献标识码 :软件无线电硬件平台)U <G 接口符合性测试方法胡!宇 文永康 徐!卫 罗!文 龚建全!成都天奥测控技术有限公司&成都!+&&,$&"摘要 软件无线电通信架构源自美军联合战术无线电系统&在军用*民用领域得到广泛应用$Sc :=是P B :关键技术之一&用于实现软件与硬件的解耦$为测试验证软无硬件平台的P B :标准符合性&文章依据Sc :=应用程序接口标准提出测试方法$标准主要包括<99*-P 9*K 9<:的Sc :=接口和a K 1O J 42消息等几个部分的内容&规定了其接口函数*消息格式和消息命令等$针对Sc :=接口&通过设计测试用例调用:9/接口函数进行Sc :=消息传输&检查消息传输正确性&完成软件接口测试$针对a K 1O J 42命令&通过Sc :=消息发送控制命令&利用标准仪器测量信道输出响应*射频参数&验证硬件平台接口符合性和性能指标$最后搭建测试系统&对多家单位研制的软无装备进行测试&结果表明测试方法合理可行&能适应不同架构的软无被测设备&有效验证硬件平台Sc :=接口符合性%关键词 软件通信结构$计算单元$硬件抽象层$射频链路$B .a W :)'&6"7"2!",2"(#*,>'&'+&2"(3"2&@*('/'20,*&0",;*70"P .*&2"(#)U <G<P McA C M &@^G C T 2F 3J 2F &L A @E 4&=A .@E 2&<.G <*4J 2fM J 2!P 7J 1E T 28h B8E 1O T 2V T F I B T ;&=6X ;&B O E 2FX M !+&&,$&&B O 42J "<=+&(*>&)P 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P"计划&联合战术无线电系统是基于软件无线电通信架构规范而构建的软件无线通信装备体系&其开放性*灵活性*可移植性*扩充性相对传统的无线电通信装备来说得到了较大的提高'&(%软件无线电通信架构规范对无线电通信装备的软件体系结构*硬件体系结构*波形体系结构*管理体系结构*测试体系结构以及安全体系结构进行了确定&这种技术的应用是为了实现硬件及软件的深度解耦%P B :电台采用开放的标准结构&通过各种共享的硬件组建以及波形软件的动态加载来实现硬件维护以及软件的功能升级%随着软件无线电技术的广泛应用&为实现软件与硬件的无关性&提高开发效率&P B :规范逐渐进入了人们的视野并受到了广泛的关注%文献'"(分析了软件无线电波形和波形组件&提出了一种基于P B :规范的波形组件动态部署方法%文献'$(通过研究P B :技术设计了指控装备通信接口测试系统软件框架%文献'((分析了P B :环境下常用的中间件技术&并对:B ^38:.和:Y 41.a W 两种B .a W :产品的传输速率和传输时延等性能指标进行了测试%文献'%(着重介绍了P B :硬件体系结构*软件体系结构和安全体系结构&分析了其参考价值%文献'+(提出了一种基于<99代理的P B :波形管理方法&解决-P 9和K 9<:不能运行B .a W :的问题%文献',(针对P B :规范提出的Sc :=和S.B W 两种硬!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >第%期胡!宇&等)软件无线电硬件平台Sc:=""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""接口符合性测试方法#"%!#件抽象层标准进行分析&研究了其实现方案&并对其特点*优势进行了分析%文献')(提出了一种多总线结构的Sc :=路由方法&解决了传统方法多端口路由以及数据包路由转发的问题%文献''(研究了P B :和补充规范的技术应用&针对-P 9和K 9<:平台设计了硬件抽象层通信接口%文献'&#(从基本定义*体系结构*应用和实现等方面分析了P B :中的B .a W :和硬件抽象层技术%软件无线电技术的核心在于利用软件实现无线电信号产生和处理&在通用的硬件架构上加载不同软件实现不同的通讯功能'&&(%软件无线电硬件架构中一般包括嵌入式处理器*-P 9*K 9<:*:-B 和-:B 等组成部分'&"&&,(&软无设备中的-软件.既包括诸如嵌入式处理和-P 9中运行的B 程序&也包括K 9<:相关的_c -=代码%这些软件如何才能重用'&)(&是P B :规范需要解决的关键问题%不同的软件无线电平台或设备采用的硬件芯片*接口不尽相同&导致相应的-软件.不能共用&为此P B :提出了硬件抽象层!c :=\B &O J U X [J U E J Z ?6U J 16V J I E U 1T 22E 164Y 46I "的概念'&'(%Sc :=应用程序接口!>T X E >O J U X [J U EJ Z ?6U J 164T 2V J IE U J 77V 41J 64T 27U T FU J >426E U D J 1E "支持部署在<99*-P 9和K 9\<:上的应用程序组件之间的通信'"#(&制定了统一的消息格式和软件接口%基于P B :设计的软无硬件平台应具备相应的:9/接口&供波形软件开发者调用&让开发者只关注通信波形*算法的设计&不用考虑具体硬件如何实现%Sc :=是衡量软无硬件平台是否满足P B :规范要求的重要标志&Sc :=接口符合性测试是软无设备开发验证的必要环节%B !)U <G 应用程序接口B C B !)U<G 工作原理P B :将软无硬件平台中的<99!通用处理器"*-P 9和K 9<:定义为B ^!计算单元"&Sc :=的作用就是方便B ^之间的消息传输%Sc :=:9/没有指定硬件平台中B ^的数量*数据传输总线和具体架构&仅指定了消息传输接口协议%Sc :=位于B ^硬件接口和软件之间&如图&所示%图&!软无平台典型架构<99*-P 9的Sc :=本质上可以当着平台底层数据传输的驱动&它按照标准要求提供接口数据收*发函数%K 9\<:的Sc :=则是一系列的数据收发节点&提供用户数据接口&通过这些节点可以将K 9<:内部数据推送到平台数据总线上%平台开发者根据平台自身硬件架构*配置开发Sc :=&软件开发者只需调用相应接口就可以实现各B ^之间的消息传输&使波形软件可以在不同平台上完成快速移植%除完成B ^间的数据通信之外&Sc :=消息还被用于传送a KB O J 42命令&实现平台天线接口单元*射频信道等资源的控制%Sc :=:9/包括<99:9/*-P 9:9/*K 9<::9/和a KB O J 42:9/等四大部分%B C D !)U<G 消息格式Sc :=消息格式&包括报头和载荷两部分&报头包括在用标识*逻辑目的地址和长度&载荷包括消息/-和参数如图"所示%图"!Sc :=消息格式-在用标识.)长度&位&当波形开发方的收*发数据采用共享缓存时&用于标识接收消息已处理完成%-逻辑目的地址.)长度&%位&用于指定消息传输的目的地&它可以代表一个或一组-P 9函数和K 9<:节点&逻辑目的地址在平台中进行全局定义&在每个B ^中具有相同的含义%-长度.)长度&+位&代表消息长度%B C E !FP P )U <G 接口<99Sc :=被封装成B .a W :组件&并定义了一系列端口*服务和接口%Sc :=定义的端口包括-提供者端口.和-使用者端口.&-提供者端口.用于通过Sc :=发送数据&-使用者端口.用于从Sc :=接收数据%发送数据时需将设备使用方的-使用者端口.连接到Sc :=-提供者端口.$接收数据时将设备使用方的-提供者端口.连接到Sc :=-使用者端口.%Sc :=定义的服务包括-提供者服务.和-使用者服务.&-提供者服务.可被其它客户端组件调用&当Sc :=作为客户端时可调用-使用者服务.%Sc :=定义了-平台接口.!Sc :=))9K 3Sc :=\9J 13E 6B T 2?M >E U "和-波形接口.!Sc :=))@K 3Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E U"&-平台接口.供软无设备平台使用&波形接口用于内部波形和应用程序访问%<99Sc :=服务*接口及数原型如表&所示%B C H !/3P )U <G 接口-P 9Sc :=由一系列传输Sc :=消息的B 函数组成&在-P 9波形组件代码中调用执行&包括通信路由模块和消息在用模块%通信路由模块实现Sc :=消息发送*接收和路由功能&消息在用模块实现-在使用.标志控制*查询功能%-P 9Sc :=共提供了+个接口函数&详情如表"所示%B C I !JP F <)U <G 接口K 9<:Sc :=由数据发送节点和数据接收节点组成&以_c -=代码模块的形式存在&使用时需要与K <9:中的!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >!!计算机测量与控制!第$#""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#"+!#波形软件代码共同综合*实现和下载%K 9<:Sc :=定义了&个发送节点和%个接收节点%发送节点采用多深度K /K .发送方式&接收节点可选择多深度K /K .*单深度K /K .*a :S *G \@.a -a E F4?6E U 和P 6U T Z E 等方式%标准对每种节点的总线信号接口制定了数据线*控制线*时钟线*工作时序等&如表$所示%表&!<99Sc :=服务及接口端口服务+接口函数说明提供者端口!>O J V 31T 2?M >E U 34237T U 6"Sc :=))Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E U 7M ?O 9J 13E 6!"向接收数据方推送数据包Sc :=))9K 3Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E UJ X X 8]a T M 6E !"保存逻辑目的地址和物理目的地址的映射&用于消息路由9J 13E 6))9J IV T J X P 6J 6M ?F E 6S J ]9J IV T J X P 4N E !"获取最大负载长度F E 6S 429J I V T J X P 4N E !"获取最小负载长度使用者端口!>O J V 37U T X M 1E U 3T M 637T U 6"Sc :=))Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E U7M ?O 9J 13E 6!"向接收数据方推送数据包Sc :=))@K 3Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E UFE 6a ]a T M 6E ?!"从波形组件中获取逻辑目的地址9J 13E 6))9J IV T J X P 6J 6M ?F E 6S J ]9J IV T J X P 4N E !"获取最大负载长度F E 6S 429J IV T J X P 4N E !"获取最小负载长度表"!-P 9Sc :=接口函数序号模块函数原型说明&"$Sc :=通信路由模块Y T 4X S O J V 3B T >>!S O J V W I 6E 1Z M D D E U 96U "向逻辑目标地址发送Sc :=消息D M 296U U E U T M 6E 3=-3?423!?O T U 6=-&D M 296U 2E [P 423K ]"为波形指定新的数据接收函数?O T U 6=-3T D !S O J V W I 6E 1>?F96U "返回消息逻辑目标地址(%+Sc :=消息在用模块Y T 4X ?E 6S ?F /2A ?E !S O J V W I 6E 1>?F 96U "设置消息-在使用.标志Y T 4X 1V U S ?F /2A ?E !S O J V W I 6E 1>?F 96U "清除消息-在使用.标志Z T T V 4?S ?F /2A ?E !S O J V W I 6E 1>?F96U "查询消息-在使用.标志表$!K 9<:Sc :=接口信号序号收+发类型节点类型信号名称信号方向说明&"$(%发送节点S M V 64\-E 76OK /K .8]@a /8^3^G 输入写数据使能@a /8^3^.S 3S P W输入-&.表明信息结尾为高字节@a /8^3^.S 3=P W 输入-&.表明信息结尾为低字节@a /8^3-:8:输入&+位数据总线A P ^a 3B =R 输入数据时钟&上升沿写入+,)'&#&&接收节点&S M V 64\-E 76OK /K .a ]a ^:-3^G 输入读数据使能A P ^a 3B =R 输入数据时钟a ^:-3K =:<输出数据可读标志a ^:-3^.S 3S P W 输出-&.表明信息结尾为高字节a ^:-3^.S 3=P W 输出-&.表明信息结尾为低字节a ^:-3-:8:输出&+位数据总线&"&$&(&%&+接收节点"P 42F V E \-E 76OK /K .a ]A P ^a 3B =R 输入数据时钟A P ^a 3-:8:3G ^@输出可获得新用户数据A P ^a 3G ^L 8输入前进到下一个数据字A P ^a 3-:8:输出用户指定宽度的数据总线9:B R ^83P /H ^输出消息大小&,&)&'"#"&接收节点$a :S a ]A P ^a 3-:8:3G ^@输出可获得新用户数据A P ^a 3B =R输入数据时钟A P ^a 3:--a 输入a :S 地址信号9:B R ^83P /H ^输出消息大小A P ^a 3-:8:输出用户指定宽度的数据总线"""$接收节点(G \@.a -a E F4?6E Ua ]A P ^a 3B =R 输入数据时钟A P ^a 3-:8:输出用户指定宽度的数据总线"""$接收节点%P 6U T Z Ea ]A P ^a 3-:8:3G ^@输出消息到达A P ^a 3B =R输入数据时钟!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >第%期胡!宇&等)软件无线电硬件平台Sc:=""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""接口符合性测试方法#",!#表(!a K B O J 42常规命令列表序号命令名称符号功能&a K B 3-E D S T X M V J 64T 2S T X E -^K S.-S.-^定义调制模式"a K B 3S T X M V J 64T 2S T X ES.-S.-^设置调制模式$a K B 38]:=B :66J 1384>E 8L :=B :88:B R 8/S ^功放:=B 启动时间(a K B 38]:=B -E 1J I 84>E 8L :=B -^B :C 8/S ^功放:=B 衰退时间%a K B 38]^2Y -E 1J I 84>E 8L ^G _-^B :C 8/S ^功放信号包络衰退时间+a K B 38]^2Y a 4?E 84>E 8L ^G _a /P ^8/S ^功放信号包络上升时间,a K B 3B O J 22E V K U E f M E 21I K a ^Q 设置射频信道频率)a K B 3B O J 22E V a ]S T X E P E 6a L S.-^设置进入接收模式'a K B 3B O J 22E V 8]S T X E P E 68L S.-^设置进入发射模式&#a K B 38]9T [E U 8L 9.@^a 设置发射功率&&a K B 3B O J 22E V 8]R E I -4?J Z V E 8L R ^C .K K 关闭发射控制&"a K B 3B O J 22E V 8]R E I ^2J Z V E 8L R ^C .G 使能发射控制&$a K B 3B T 22E 168]W V T 13B .G G ^B 88L W =.B R指定发射阻塞响应资源&(a K B 3S J ?6E U ^]E 1M 6E G T [S ^L ^B A 8^执行延迟命令&%a K B 3a E 1E 4Y E U <J 42B T 26U T V a L <:/G 设置接收增益&+a K B 3B O J 22E V P 6J 2X Z I S T X E P E 6P 8:G -W CS.-^设置接收模式待命状态&,a K B 38]W M ?I P 6J 6M ?a E fM E ?68L P 8:8查询发射资源状态&)a K B 38]W V T 13E X 8L W =.B R ^-发射阻塞&执行发转收流程&'a K B 38]W M ?I P 6J 6M ?a E ?7T 2?E 8L P 8:8a P 9应答发射资源查询指令图$!Sc :=符合性测试信息流向图B C R !;J !6*0,接口a K B O J 42接口是用于控制平台射频信道的命令集&采用Sc :=消息的方式进行传输&通过消息/-映射a K \B O J 42命令符号&命令参数封装于消息载荷中%a K B O J 42命令可设置信道调制参数*调制模式*功放参数*信道频率*收发模式*收发控制*接收增益*信道状态查询等&主要命令如表(所示%D !)U <G 接口符合性测试方法D C B !基本思路Sc :=接口符合性测试基本思路为)按标准开发测试组件集&并部署到被测硬件平台中&运行测试用例&调用被测Sc :=接口传输消息&通过其响应判断被测Sc :=接口是否符合标准要求%上位机测试软件将被测模块的逻辑地址=-和测试数据按Sc :=协议封装成Sc :=消息&通过B .a W :下发Sc :=消息至被测平台&=-所指向的测试组件接收消息&并将消息转发到其它测试组件&最后将消息回传至测试终端&如图$所示%测试软件将收发数据进行比对&根据比对结果判断Sc :=接口是否符合要求%D C D !)U <G 标准符合性测试方法";";&!<99Sc :=标准符合性测试<99Sc :=测试内容包括B T 2?M >E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6*B T 2?M >E U 9T U 6J X X 8]a T M 6E *9U T X M 1E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6*9U T \X M 1E U 9T U 6F E 6a ]a T M 6E ?%B T 2?M >E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6测试)通过获取9K 对象调用B T 2?M >E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6函数&如果调用成功&没有异常抛出&则测试通过$B T 2?M >E U 9T U 6J X X 8]a T M 6E 测试)通过获取9K 对象调用B T 2?M >E U 9T U 6J X X 8]a T M 6E 函数&如果调用成功&没有异常抛出&则测试通过%9U T X M 1E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6接口和9U T X M 1E U 9T U 6F E 6a ]a T M 6E ?接口测试)通过9B 和-P 9之间的数据闭环&对接口功能进行测试%接口调用过程如下&9B 通过B T 2?M >E U 9T U 67M ?O \9J 13E 6接口和B T 2?M >E U 9T U 6J X X 8]a T M 6E 接口将Sc :=数据!目的地址为=-:X X U &回执地址为=-:X X U a E 7"推送至-P 9&-P 9回传数据至<99Sc :=设备组件&Sc :=设备组件收到数据后&调用9U T X M 1E U 9T U 67M ?O 9J 13E 6接口和9U T X M 1E U 9T U 6F E 6a ]a T M 6E ?接口&将数据推送至9B %9B 接收该Sc :=数据&并判断该Sc :=数据中的=-与=-:X X U a E 7是否一致&如果一致则测试通过&否则失败%!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >!!计算机测量与控制!第$#""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#")!#";";"!-P 9Sc :=标准符合性测试-P 9\Sc :=标准符合性包括数据接口*=-获取和S ?F/2A ?E 接口等$个测试模块&对应+个接口函数如下%数据接口包括)U E U T M 6E 3=-3?423!"*S O J V 3B T >>!"$=-获取包括)=-3T D !"$S ?F /2A ?E 接口包括)4?S ?F /2A ?E !"*1V U S ?F /2A ?E !"和E 6S ?F/2A ?E !"%测试流程为-P 9测试用例调用U E U T M 6E 3=-3?423完成=-:X X U 的注册$测试终端9B 按照/B -封装-P 9测试Sc :=消息包&通过9K 3Sc :=9J 13E 6B T 2?M >E U ))7M ?O \9J 13E 6方法将Sc :=数据推送给-P 9$-P 9测试用例接收并解析该数据包&根据测试项目调用=-3T D !"*?E 6S ?F /\2A ?E !"*1V U S ?F /2A ?E !"和4?S ?F /2A ?E !"函数&并检查消息包中的标识位&测试其响应$-P 9测试用例将测试结果封装到应答包&调用S O J V 3B T >>!"函数发送给9B $9B 接收并解析-P 9的应答包&获取测试结果%";";$!K9<:Sc :=标准符合性测试K 9<:Sc :=标准符合性测试包括多深度K /K .发送接口*单深度K /K .接收接口*多深度K /K .接收接口*a :S 接收接口*G \@T U X 接收接口和P 6U T Z E 接收接口测试%测试终端9B 下发K 9<:接口测试消息给<99模块上的Sc :=测试组件&<99Sc :=测试组件将数据转发给K 9<:$K 9<:测试组件调用单深度K /K .接收接口*多深度K /K .接收接口*a :S 接收接口*G \@T U X 接收接口和P 6U T Z E 接收接口&接收*解析该Sc :=数据并判断数据正确性$K 9<:测试组件根据各接口数据接收的正确性生成测试结果&通过多深度K /K .发送接口将测试结果上报给<99%9B 通过<99Sc :=接收来自K 9<:的应答数据&解析测试结果%D CE !;J !6*0,测试方法a K B O J 42测试主要针对射频输出响应测试&基本测试方法为通过发送a K B O J 42命令设置被测硬件平台信道参数&利用通用仪器*测试用例完成被测硬件平台信道参数指标测试&验证a K B O J 42是否正确响应%根据设备工作模式可将a K B O J 42输出响应测试分为接收和发射两类%射频接收类测试)由外部仪器输入激励信号&被测设备作为接收机接收信号&通过设备内部测试用例测量信号参数&包括收信道带宽测试*动态范围测试%射频发射类测试)被测设备加载测试用例&控制被测设备产生基本波形并发射信号&通过外部仪器测量设备的输出信号参数&包括频率范围测试*频率准确度*发射功率测试*发信道带宽测试和跳频能力测试%硬件平台a K B O J 42输出响应测试系统由测试终端*:8S =测试平台和测试组件组成&如图(所示%测试终端是系统控制中心&由主控计算机和测试软件组成&通过以太网总线控制:8S =测试平台和被测设备*进行数据交互%:8S =测试平台是面向信号的自动测试系统&由:8\S =软件平台*测试程序89*仪器资源和信号适配接口组成%测试组件&*测试组件"*测试组件$针对测试项目开发&分别部署在<99*-P 9*K 9<:上%图(!a K B O J 42测试系统组成框图测试组件&)用于实现核心框架下的建立连接*断开连接*=-路由配置&以及设备组件的部署*安装*启动*卸载*删除等功能&实现a K B O J 42命令的下发%测试组件")用于跳频发射能力测试&实现跳频功能&根据跳频图案&控制信道发射频点%测试组件$)接收测试时接收来自信道的基带数据&并进行抽取滤波&一方面由<99读取该数据并转发给硬件平台控制终端&另一方面可经过K K 8*加窗处理&计算信号功率和信噪比$发射测试时用于产生扩频宽带信号和跳时钟%各测试组件信息总览如表%所示%表%!测试组件功能一览组件名称部署位置射频接收类测试射频发射类测试测试组件&<99$被测平台管理%下发aKB O J 42消息$被测平台管理%下发aKB O J 42消息测试组件"-P 9不参与$跳频频率控制测试组件$K 9<:$基带数据抽取滤波%信号功率*信噪比测量$产生扩频宽带信号%产生跳时钟E !实验结果与分析按照图(所示搭建测试系统&首先对某单位软无设备平台进行了测试&测试内容包括)=-遍历*Sc :=接口符合性和a K B O J 42输出响应等&各项测试均达到预期效果%随后&对多家其他单位研制的软无设备平台进行测试%由于不同单位的软无平台实现方式不同&测试用例需要分别进行移植%因为实现的功能不同&各被测平台的a K B O J 42输出响应指标如发射功率也不尽相同%对于标准中提出的几种K 9<:接收接口&各单位采用了不同的方式&测试结果对比如表+所示%试验结果表明该测试方法能适应P B :!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >第%期胡!宇&等)软件无线电硬件平台Sc:=""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""接口符合性测试方法#"'!#表+!软无设备Sc 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功能自动化测试框架的设计与实现'-(!西安)西安石油大学&"#"&!'"#(杨!静!自动化测试平台的设计与实现'-(!北京)北京交通大学&"#"#!'"&(陈江勇&许!力&张!辉&等!@E Z 自动化测试框架的设计与实现'*(!福建师范大学学报!自然科学版"&"#&$&"'!(")$'(%!'""(万!琳&廖飞雄!一种分层结构测试脚本技术'*(!计算机系统应用&"#&&&"#!,")4444444444444444444444444444444444444444444444444444&(&&(%!!上接第"'页"'((姚斯可&刘!颵!软件通信体系结构B .a W :中间件应用及指标评测'*(!航空电子技术&"#"#!"")$,($!'%(朱!娇&祝颂东&阮轶杰!外军软件通信体系结构规范'*(!电子技术与软件工程&"#"#!,")&)"#!'+(赵!蕾!P B :异构平台系统波形部署技术研究与实现'*(!通信技术&"#"#&%$!%")&&%,&&+"!',(王彦刚&吕遵明&万留进!基于P B :规范的硬件抽象层应用程序接口分析'*(!计算机应用&"#&(&$(!P "")"&'""$!')(邵!龙!多总线结构Sc :=路由方法'*(!电讯技术&"#"#&+#!&#")&"")&"$"!''(钟!瑜!通用信号处理中的硬件抽象层连接设计'*(!电讯技术&"#&&&%&!+")(+%#!'&#(崔晓鹏&胡中豫&张!豪!P B :中B .a W :与硬件抽象层技术研究'*(!现代电子技术&"#&&&$(!+")$"$%!'&&(林!婧&王!宏&方!炜!软件无线电的研究现状综述'*(!计算机测量与控制&"#&&&&'!&#")"$$""$%#!'&"(张!迪&韩!爽!基于软件无线电平台的中频信号处理系统设计'*(!计算机测量与控制&"#&'&",!&&")""#""$!'&$(高英明&陈建云&唐银银!基于P .B 架构软件无线电平台的低轨卫星载荷接收信号模拟技术研究'*(!计算机测量与控制&"#&%&"$!&&")$,"($,$#!'&((郭!敏&庄信武&王向东&等!基于软件无线电架构的手持式频谱仪硬件设计'*(!计算机测量与控制&"#&)&"+!&")"'+"''!'&%(高竞之&郭兴龙&姚金杰&等!基于软件无线电的基带调制系统设计'*(!计算机测量与控制&"#&"&"#!&"")$")'$"'&!'&+(邱!雅&郭东恩!一种基于软件无线电的中频数字接收机的设计实现'*(!计算机测量与控制&"#&"&"#!(")&#,#&#,%!'&,(习郑虎&年夫顺&樊晓腾&等!基于K 9<:的多制式基带信号发生器设计'*(!计算机测量与控制&"#&&&&'!&#")"%)("%)+!'&'(石贱弟&赵小璞!基于软件通信体系结构的-P 9硬件抽象层研究与设计'*(!电子设计工程&"#&&&&'!&,")&"$&"%!'"#(*T 4268J 1641J Va J X 4TP I ?6E >!*8a P "*T 4269U T FU J >.D D 41E !S T X E >c J U X [J U E:Z ?6U J 164T 2=J I E U:77V 41J 64T 29U T F U J >/2\6E U D J 1E 'P (!Sc :=:9/_"!&$!"!A P :)*8a P*T 4269U T \FU J >.D D 41E &"#&$!!投稿网址 [[[!0?01V I3N !1T >。
安卓测试如何进行无线电频段测试以确保应用程序在各种网络环境下的正常工作在当前越来越多的应用程序依赖网络进行正常的工作的情况下,安卓应用的无线电频段测试变得尤为重要。
通过对应用在各种网络环境下的稳定性和性能进行测试,可以确保应用在不同的无线电频段下都能正常运行。
本文将介绍一些常用的无线电频段测试方法,以帮助开发者确保安卓应用在各种网络环境下的正常工作。
一、了解无线电频段的概念无线电频段是指无线电波在无线电频谱中的一段频率范围。
不同的频段对应不同的通信技术和网络类型,如2.4GHz频段常用于Wi-Fi网络,而4G和5G网络则使用了更高频段的无线电波。
了解不同频段的特点和使用场景是进行无线电频段测试的前提。
二、使用专业测试工具进行无线电频段测试时,可以使用一些专业的测试工具来模拟不同频段和网络环境。
这些工具可以生成各种无线电频段的信号,并模拟不同网络环境下的带宽和延迟。
通过使用这些工具,可以在测试环境中准确重现真实的网络情况,从而评估应用在不同频段下的表现。
三、测试应用的稳定性和性能在进行无线电频段测试时,需要关注应用在不同频段下的稳定性和性能。
首先,可以测试应用在不同频段下的连接稳定性,包括网络连接的可靠性和运行稳定性。
其次,还需要测试应用在各种网络环境下的性能表现,包括数据传输速度、响应时间和资源消耗等指标。
通过综合评估这些指标,可以判断应用在各种网络环境下是否能够正常工作。
四、进行边界测试除了对应用的稳定性和性能进行测试外,还可以进行一些边界测试来确保应用在极端情况下的正常工作。
例如,在低信号强度或高网络负载的情况下,应用是否仍然能够正常运行和提供良好的用户体验。
通过进行这些边界测试,可以更好地了解应用在各种极端网络情况下的表现。
五、持续监测和优化无线电频段测试是一个持续的过程,随着网络技术的不断发展和应用需求的变化,测试结果也会随之变化。
因此,需要持续监测应用在不同频段下的表现,并根据结果进行优化和改进。
软件无线电中的信号检测技术研究所谓软件无线电,就是利用软件实现通信中无线电台的各种功能,是无线电台从模拟过渡到数字之后的又一次变革性地飞跃。
软件无线电是对无线传输系统的革命,它将使通信终端大大减小对硬件的束缚,被称为“无线电世界的个人计算机”。
软件电台将广泛地应用于电信、交通、经贸等行业和军事领域,具有巨大的经济价值和社会价值。
本文主要针对软件无线电中的信号检测技术进行了探讨。
主要的研究内容和取得的成果如下: 1.对软件无线电的基本原理和关键技术进行了深入地研究。
利用欠采样和多速率数字信号处理技术,可以将任意中频信号下变频到某一固定低中频或者基带。
在现有的技术条件下,实现在高中频上进行AD变换,从而提高了无线电台软件化程度。
并提出了一种实用的软件无线电台结构,设计出了基于两种DSP 芯片的硬件平台,可以支持100MHz以下任意中频频率信号的处理。
2.针对各种调制制式信号的特点,完成了包括AM、FM、M-DPSK、FSK、MSK等信号的软件调制解调算法。
本文所提出的通用数字调制解调算法,只需要事先确定信号制式和一些参数,就可以实现对所有与相位有关的调制信号(包括M-DPSK、FSK及MSK等)的处理,数据速率可以在2Mb/s以下范围内任意变换。
软件程序采用模块化设计,具有良好的通用性和可移植性。
3.提出了一种新的基于最小均方误差(MMSE)准则的通用码元定时同步算法。
该算法首先对信号采样点进行预解调,计算出各个样点的解调误差,选取均方误差最小的样点作为准最佳判决点。
然后进行内插处理,或者估计出定时误差进行修正,最终得到最佳判决时刻进行解调。
该算法通用性强,利用有限的运算资源能够有效地实现不同数字信号的码元同步。
4.提出了一种同样基于MMSE准则的自适应信道估计和补偿算法。
算法利用信号的自相关特性,在最佳判决时刻可以准确地估计出信道的质量(包括定时误差、频率偏移、衰落、相位畸变等等)。
同时利用估计出的信道质量参数对输入信号进行相应地补偿,提高系统的整体性能。
软件无线电产品的软件无线电检测方法概览软件无线电技术因为其灵活性被广泛用于无线通信产品和射频检测仪器。
本文介绍了软件无线电在射频检测仪器和射频检测方法上的应用。
如果按照软件无线电原理,将无线产品看作射频前端+基带电路+辅助电路的模块构架,就可以用射频参数检测替代昂贵的通信功能检测,从而提高生产者的市场竞争力。
目录1.引言2.软件无线电在手机和测量仪器中的应用3.从通话测试到参数测试4.软件无线电的无线测试系统示例5.结论6.更多相关资源引言软件定义的无线电技术是20世纪90年代初由美国人Joe Mitola首先提出的[1]。
他提出软件定义的无线电(简称软件无线电)就是由软件进行信道调制解调的无线电。
这样的数字通信系统的少数射频参数由硬件射频前端决定,实际的通信协议主要由软件定义。
也就是说系统可以根据实际信道条件和用户需求选择适当的编码和调制方式,实现自适应通信的能力。
这个软件定义无线电的理论为军事通信带来了接近无限的灵活性,所以醍醐灌顶的通信系统设计师们一开始就得到了高强度的研发资金投入。
随着20世纪末高性能中频器件逐步商品化,主要是高速AD、DA和中频处理器件的商品化,无线通信终端产品设计者和测试测量仪器设计者逐步沐浴到了软件无线电的甘霖。
由此催生成熟了软件定义的射频仪器和软件定义的无线通信产品。
软件无线电在手机和测量仪器中的应用在无线通信领域,手机和他们的检测设备不约而同地采用了软件定义无线电的技术。
图1和图2分别是典型的检测系统和手机的原理框图。
软件无线电给测试测量仪器和被测量的无线通信设备都带来了灵活性。
对仪器而言,通过调用不同的软件就可以检测不同通信协议的被测件。
对通信设备而言,通过下载不同的软件就可以用不同的通信协议通信。
其中软件可以有不同的承载平台。
软件可以安装在计算机硬盘或者闪盘上,可以下载到DSP或者FPGA 上。
对于手机,大多以后者形式运行。
对于仪器,大多采用微软-英特计算机平台。
图 1软件无线电检测典型系统原理框图图 2手机电子典型结构原理框图在仪器方面,又分为封闭结构和开放结构两种流派。
封闭结构仪器提供一定数量协议的完整的无线测试测量功能。
用户通过调用程控指令,如GPIB指令,就可以完成对被测件的各项测试。
仪器内部构架对使用者不公开。
协议扩展或测试功能扩展完全依赖仪器供应商。
这个流派以安捷伦(Agilent)和罗德施瓦茨(Rhode and Schwarz)为代表,仪器有著名的8960和CMU200。
这类使传统的仪器,在仪器供应商内部,它们是软件定义的,对使用者,它们是预定义的。
开放结构仪器建立在公开的标准总线结构上,各个仪器模块(也称模块化仪器)由公开的计算机函数控制。
仪器供应商、第三方软件开发商或者用户自己开发的软件通过调用这些函数组合配合数字信号处理和测试测量算法软件,实现对被测件的各项测试。
协议和测试功能的扩展可以由任何具备能力的人开发。
这个流派以美国国家仪器(NationalInstruments)为代表,PXI仪器平台就是它倡导的。
表 1封闭和开放结构通信检测仪器对比目前,开放式结构的总线基本只有PXI和VXI可选。
由于这两种总线不能够支持许多无线通信协议要求的纳秒级精度的应答同步,又因为开发信令协议栈的技术难度,在开放式系统上只见到WiFi、蓝牙、RFID等少数协议的信令测试系统,至今没有看到GSM、CDMA等常见协议的模拟通话测试系统。
对这点,可以通过增强仪器中频实时处理能力来提供条件,也可以索性取消信令测试来解决问题。
前者源自测试测量供应商,后者源自生产厂。
而今年来行业发展的趋势,导致信令测试的减少或者取消成为生产测试的基本要求。
从通话测试到参数测试模拟通话的功能测试首先回顾一下传统的手机无线检测。
传统上我们使用一台具有基站信令协议栈的射频检测仪器。
这台仪器和被测设备通过无线协议的空中接口建立模拟通话,在模拟通话的同时检测手机的性能。
通常我们称这种仪器为综测仪。
这里的空中接口是通信协议中基站无线收发机和终端(如手机)无线收发机之间的一个界面,实际使用的时候是通过空气,但检测的时候也可以通过电缆联接。
这种使用综测仪模拟通话的检测方法利用标准规定的协议指令,使得射频检测和产品内部设计无关,可以适应特定协议下任何厂商设计和制造的移动终端。
模拟通话的检测方法垄断了无线测试行业,直到最近几年,无线终端产品生产厂的利润越来越难以支持这种测试方法带来的生产成本。
测试测量仪器对生产成本的压力来自仪器折旧分摊到每一台被测件的成本。
其中仪器费用包括为了适应不同被测件协议必须的仪器升级费用。
假设各种仪器都有接近的寿命,生产成本就可以分解为三个主要因素,仪器价格、测试速度和升级费用。
价格低、速度快、升级费用低,生产成本就低。
20世纪末,生产成本的控制是通过仪器降价和测试流程并行化实现的。
由于手机生产量飞速上升,数万美元的仪器不再是一台两台地购买,而是几十上百地采购。
所以综测仪的设计和制造成本得以降低,导致实际售价显著降低。
另一方面,射频检测流程也由一台仪器对一台被测件升级为一台仪器对2-4台被测件,使得被测件启动和非射频检测时间不占用综测仪时间。
所以测试时间也得到减少。
然而,最近3-5年无线通信协议飞速发展。
第三代(3G)通信已成现实,第三代(4G)通信呼之欲出。
同时单台终端集成多个协议也成为发展趋势。
一台手机不仅仅要支持GSM、EDGE、CDMA 还要支持WiFi和蓝牙。
支持第三代通信协议的手机还要兼容GSM和EDGE。
与此同时综测仪的升级似乎到头了,WiFi、蓝牙、WiMax等无线通信的检测需要另外购买无线检测仪器。
一瞬间无线生产设备在3-5年间需要多少投资成为了未知数。
大规模的生产使不能建立在未知数上的,所以各个无线生产厂开始寻找锁定生产成本的良策。
图 3 综测仪检测手机原理框图射频参数测试控制无线产品生产检测成本的方法就是用射频参数测试替代信令通话测试。
从逻辑上讲,就是把射频检测和数字电路检测分离。
对于软件无线电产品,既然调制解调都是软件完成的,射频检测应该只须要检测产品射频前端的参数就可以了,和协议信令没有关系。
而数字电路可以由软件校验和数字端口读写实现。
技术上射频参数测试可以分为2类,射频校准参数测试和射频性能参数测试。
其中前者测量被测件的发射功率控制参数、接收灵敏度控制参数、频响均衡参数等等和无线终端收发控制相关的参数。
后者测量被测件的发射频谱曲线、边带响应、交调失真、杂散频谱辐射、频率准确度等等和射频前端质量相关的参数。
实际上,射频校准参数测试已经在生产厂存在很多年了,然而直到近几年来性能参数测试可以替代通话测试才逐步成为业界共识。
从测试方法来说,这是由功能检测向性能参数检测的过渡,也是由黑箱测试向白箱测试的过渡。
从技术上讲,是由设计结构封闭向设计结构部分开放的过渡。
从手机测试原理框图来看,参数测试用数字通讯端口控制被测件,命令被测件进入特定的测试模式,从而被测件可以发射测试信号,或者接收测试信号并将收到的信号或信号参数通过通讯端口发回测试仪器。
图4是射频参数测试的原理框图,可以对比图 3,我们用数字端口控制手机(或其他无线通信设备)替代了空中接口控制。
其中数字端口往往是低电压逻辑的串行通讯接口。
参考表 2,无线终端的设计者必须向测试系统研发工程师公开部分数字控制指令,并且将一部分终端研发过程中的测试代码整合为终端测试模式软件,使得生产检测时可以下载到被测件上运行。
无线终端设计者对测试指令的开放使得射频参数测试成为可能,而软件定义的射频仪器突出的性能又对参数测试起到了推波助澜的效果。
这些以PXI总线为代表平台的模块化仪器,有时也被称作虚拟仪器或者合成仪器。
模块化的PXI射频仪器共享132M字节/秒的本地总线,同时具备较强的触发同步功能,所以某些项目的测试可以成倍加速。
过去校准手机是论几十秒还是一二百秒,现在采用新的校准信号模式,校准一个GSM通道的时间可以做到1秒以内。
图 4 手机射频参数检测原理框图检测内容功能检测参数检测所需仪器综合测试仪频谱仪、信号源、示波器、万用表等通用仪器(模块) 检测方式模拟拨号通话过程通讯接口直接控制速度测试速度慢测试速度快企业投资仪器投资大仪器投资小通讯接口通讯标准定义通用接口各手机设计时的自定义接口表 2 功能检测和参数检测的对比信号被测项测量连续波频率准确度、IQ平衡度、载波抑制、本振抑制、镜像抑制频谱分析双频率连续波IQ平衡度、交调频谱分析伪随机序列调制占用带宽、临道抑制、调制质量频谱分析适量分析信号被测项测量仪器连续波信噪比、IQ平衡度、失真射频连续波发生器双频率连续波IQ平衡度、失真、交调射频连续波发生器x2或矢量信号发生器伪随机序列调制调制质量、误码率、误帧率矢量信号发生器 +数字误码检测或矢量信号解调表 4 被测件接收性能参数测量信号和分析软件无线电的无线测试系统示例软件无线电构架的测试系统早在2003年就已应用于我国SCDMA手机的生产检测,参见图 5。
典型的基于PXI的射频检测仪器配置见图 6。
经过多年发展,目前在NI PXI平台上,上海聚星已经实现了GSM、EDGE、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、BP机、GPS等多种射频协议的检测。
部分示例程序界面如图 7和图 8。
NI公司计划2008年推出基于PXI和PXIe的新一代软件无线电模块化仪器,这些模块将在PXI和PXIe总线平台上提供更大的射频频率范围、更宽的实时带宽和更强的实时信号处理能力,相信它们是值得大家期待的通信检测产品。
图 5 基于PXI软件无线电平台的SCDMA生产检测仪图 6 典型NI基于软件无线电构架的射频检测系统原理框图图 7 聚星仪器无线测试工具包WiFi数据组帧界面图 8 聚星仪器无线测试工具包WiFi 54Mbps 64QAM OFDM解调示例界面结论软件无线电的理论由来已久,基于软件无线电构架的无线终端和检测仪器也已经成为市场主流。
然而由于技术保密等原因,大多数生产检测,尤其是OEM生产厂的检测,依然沿用传统的模拟实际通信信令的功能检测。
所幸在市场条件下,基于软件无线电构架划分界面的参数检测依然孕育成型。
越来越多的仪器供应商向用户开放仪器基带数据,越来越多的第三方射频测试测量软件在市场上出现。
这个无线终端测试从黑箱到灰箱测试的过渡,除了给生产厂带来经济利益之外,势必也提升了无线生产的技术含量。
开放结构的软件无线电模块化仪器在此间起到了关键作用。
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