PHS干放自动测试系统的实现

摘要　本文详细论述了中国电信广东省公司无线技术测试中心PHS干放自动测试系统的设计原理和实现方法，同时给出了PHS干放关键技术指标（标称功率和三阶交调）的计算机自动测试算法。最后叙述了该自动测试系统的创新性特点。

1、前言

　　无线通信产品的质量控制，是中国电信广东省公司（简称广东电信）无线网络建设的重要环节。无线技术相关设备的测试、选型和评估等工作的大部分工作量都集中在对仪表进行操作的实验室测试以及测试数据的人工判别与处理上。这样繁重的实验室测试存在以下不足：

　　●测试人员读数可能带来误差，导致测试结果出现一定的偏差，难以保证测试的高精度，需反复核对，费时费力；

　　●一些测试指标难以通过人工测试完成，譬如功率稳定度，使得测试能力受到限制，难以保证无线设备测试评估的全面性；

　　●测试过程需要大量的重复性工作，并产生大量的测试数据，需要繁琐的后期数据处理，人工操作力所难及；

　　●依靠人工手段处理数据耗时耗力，分析手段和分析方式也受到较大限制，给测试数据的处理带来一定的难度，且缺乏统一、灵活的综合评分配置模板，影响了对无线设备测试数据的深度挖掘工作。

　　这些因素都在较大程度上制约了测试的工作效率和精度的提高，影响着对无线设备的深度分析与评估工作。鉴于此，广东电信无线网络运营中心提出利用NI公司GPIB产品和Labview软件开发平台建设无线网络自动测试系统的方案，并在此平台上开发出了无线设备自动测试系统软件。

2、系统设计

　　系统主要分为两个模块：前台仪器控制和数据采集模块、后台数据管理和分析模块。前台仪器控制和数据采集模块是本系统的核心模块，主要完成对仪表的控制和测量结果的收集，以及实时预警分析等。系统利用美国NI公司GPIB产品和其Labview 8.2开发平台，建立了一套标准的虚拟仪器平台，实现了对PHS干放进行自动测试所需要的6台仪表的自动化控制，这6台仪表分别是：频谱仪E4440A、信号发生器E4433B、信号发生器E4438、噪声仪N8973A、矢量网络分析仪E5071 B和无线综合测试仪MT8801 C等；并且自动对干放采集的数据进行报表输出，同时将数据自动存储以供后台软件进行数据分析和对各厂家设备性能进行综合评测。系统架构如图1所示。

图1　系统结构

　　程控仪器软件分为两种方式：一种是利用仪器厂商提供的函数包，另外一种是直接用VISA语句编写程控仪器指令。前者的优点是使用方便，函数已封装可直接调用，但可移植性差，函数包需要厂商提供的仪器驱动程序支持，不同类型仪器需要安装不同的驱动程序。后者需要掌握VISA语言和底层的GPIB指令，但可以脱离不同厂家的仪器驱动程序实现对任意GPIB设备的远程控制。

　　前台仪器控制与数据采集主要是指计算机通过GPIB接口对各仪器发送不同的指令。在本项目中，频谱仪、信号发生器和矢量网络分析仪使用了Labview8.0的仪表驱动程序进行编程，其他仪表（噪声仪、无线综合测试仪）由于没有合适的驱动程序可以调用，就利用标准VISA接口发送SCPI指令直接对仪表进行控制。

　　对于数据存储与报表，由于购买的NI公司开发者套件开发包中不包含数据库操作工具包（需另行购买），为了节省开发成本，项目中采用Microsoft Visual C++6.0开发与Office Access和Excel交互操作的动态连接库（DLL），然后在Labview中调用DLL，即本系统设计采用了Labview和VC++混合编程的实现方式，实践证明此方法可行。具体系统开发方案如图2所示。对于采集数据与后台软件的交互，可将采集的测试数据直接存入Access表，人工导入到后台数据服务器进行分析，也可通过前台软件设置使采集数据自动存储在服务器上，供后台软件进行分析。

图2　系统开发方案

　　根据需要测试的PHS干放技术指标将模块分类，以供主程序调用，底层可分别调用相关仪器的驱动程序模块或SCPI指令编写的模块。系统中每台仪器有一个0到30之间的GPIB（general purpose interface bus）地址，通过GPIB地址，计算机作为控者控制总线，在测试三阶交调时可在总线上传送仪器命令和数据，计算机寻址仪表E4433B和E4438作为讲者，E4440A作为听者，数据串在总线上从讲者向听者传送。本系统软件可自动处理寻址和其他的总线管理功能。本项目中各仪器的GPIB地址如表1所示。

表1　GPIB地址