无线通信设备自动测试系统的设计

孙宇

摘要：本文依托虚拟仪器技术，设计了一套无线通信设备自动测试系统，该系统能够实现对被测无线通信设备进行全自动、多项目的工作性能验证与故障诊断分析的功能。文章首先对无线通信设备自动测试系统的研究背景与研究现状进行描述，进而对所设计的测试系统进行需求分析，然后对整个系统架构进行设计，再后根据系统架构对系统的硬件、软件分别进行了详细设计，给出了一套较为完整的无线通信设备自动测试系统的开发方案。

关键词：无线通信设备 自动测试 系统设计

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0163-01

1 前言

随着现代通信技术的飞速发展，由中、短、超短波电台以及微波数传等无线通信设备组成的数据链路平台，正作为现代战争应用中的关键装备，在整个通信技术领域的发展中占据着举足轻重的地位。因而对无线通信设备进行高效的测试与维护十分重要。为了满足对于无线通信设备与日俱增的测试需求，迅速而准确地对设备进行的性能测试及故障诊断，现阶段急需研制一套无线通信设备自动测试系统。本文为满足现实使用需求，依托虚拟仪器技术，初步设计了一套无线通信设备自动测试系统，从而实现对被测设备进行全自动、多项目、可编程、可记录的工作性能验证与故障诊断分析功能。

2 研究背景

无线通信设备自动测试系统的研究开发工作开始于上世纪五十年代的美国，该系统在军事、航空、通讯、医疗等多领域均有广泛应用。美国军方从80年代初期就开始针对多种无线平台和系统研制无线通信设备自动测试系统，现已进入规模化部署环节，例如海军陆战队采用的TETS系列中最新研制的便携式自动测试系统，已于近年投入使用。目前，国内自动测试系统模块化、标准化基础较差，测试仪的可靠性指标一般在3000小时，而国外一般在10000小时以上，与国际先进水平差距较大。测试系统的设计应充分考虑可测试性、可靠性，软硬件资源配置要遵循国际标准，实现不同测试软件与测试数据兼容操作，以提高综合测试能力。

3 系统设计方案

3.1 系统需求分析

本系统的测试对象为各种无线通信设备，测试项目主要包括被测设备的工作频段、信道带宽、接收灵敏度、残余误码率、发射功率、发射频谱以及频谱杂散分量。系统应当能够针对不同的被测设备生成相应的测试项目列表供用户选择，并根据用户选定的测试项目按顺序进行测试，然后对测试数据进行高效的管理与分析，最后给出测试结果与故障诊断报告。此外，系统还应具备自检与自动校准功能，并具有较高的可靠性。

3.2 系统结构

本系统基于PXI总线虚拟仪器架构，对PXI总线和频谱分析仪等PXI模块进行整合，同时融合部分GPIB程控仪器和专用测试设备，并利用安装与主控计算机的管控软件对系统的运行加以控制，组成一个混合总线平台结构的自动测试系统。

3.3 系统硬件设计方案

目前自动测试系统的硬件平台已经相对成熟稳定，本文将会选用由主控计算机、程控电源及仪器、适配器搭建的通用系统方案。具体硬件除了基于PXI总线的信号源、频谱分析仪、数字示波器、信号分析仪等仪器，还有基于GPIB总线的功率计等仪器，以及主控计算机、程控电源、信号转接电路等部件。

3.4 系统软件设计方案

3.4.1 系统软件架构

本系统软件主要分为核心控制模块、测试方法模块、仪器驱动模块、数据管理模块、人机交互界面模块等五个部分。核心控制模块负责管理系统人机交互界面，配置整个测试过程中所需进行的测试项目，结合仪器驱动模块调用测试方法模块中所需的测试功能，管理并分析测试过程中产生的数据。测试方法模块包括工作频段测试、信道带宽测试、接收灵敏度测试等具体的测试方法，通过成熟的虚拟仪器技术实现。仪器驱动模块主要是对PXI仪器模块进行驱动，连通频谱分析仪等PXI设备与上层核心控制模块、测试方法模块之间的接口，实现PXI设备与应用程序之间指令转换的操作。

3.4.2 数据库设计

综合考虑体系结构、开放程度、安全性等诸多因素，本系统选用Oracle 8i数据管理软件作为本系统软件数据库。该系统数据库表空间包含自动测试结果数据表（RESULT_TAB）、故障诊断结果数据表（DIAGNOSE_TAB）、故障诊断专家知识库标准参数表（STANDAR

D_PARAMETER）、故障信息细节表（ERROR_DETAL）、图片文字帮助信息表（HELP_INFO_TAB）等五个表。系统数据管理模块使用ADO技术编程实现对存储在数据库中数据的操作。

3.4.3 软件流程设计

本软件工作目标为通过自动化的运行方式对被测设备的性能指标进行测试与诊断。为满足本系统的自动化运行要求，软件流程中的人工干预部分已被尽可能地弱化。整个使用过程中用户仅需对测试设备以及测试项目进行选择并下达测试命令，测试参数的调用、测试数据的管理与分析、故障诊断、测试结果的显示将自动进行。这种流程设计极大简化了测试工作的操作复杂度。

4 结语

本文从需求分析、系统架构、硬件设计、软件设计、流程设计等方面对所设计的无线通信设备自动测试系统进行了初步的设计。该设计能够满足对无线通信设备进行高效的自动化测试的要求，实现对被测无线通信设备进行全自动、多项目的工作性能验证与故障诊断分析的功能，并对同类系统具备一定的适用性与通用性。

参考文献

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