无线网络设备自动测试系统实现方法

摘要　本文提出了无线网络设备自动测试系统的具体实现方法，通过广东电信无线技术测试中心PHS干放自动测试系统详细介绍了其设计原理和实现方法，同时也给出了干放关键技术指标的计算机自动测试算法。最后给出了该自动测试系统的成果特点。

　　无线通信产品的质量控制是广东电信室内分布系统建设以及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。此种繁重的实验室测试存在以下不足。

　　（1）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，难以保证测试高精度，需反复核对，费时费力；

　　（2）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；

　　（3）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；

　　（4）依靠人工手段的数据处理耗时耗力，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工作效率和测试精度的提高，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方案，并在此平台上开发出无线设备自动测试系统软件。

1、系统设计

　　项目的研制过程主要分为两个模块：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，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E5071B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，同时将数据自动储存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。系统功能如图2所示。

图1　系统结构图

图2　系统功能图

　　程控仪器软件分为两种方式：一是利用仪器厂商提供的函数包，二是直接用VISA语句编写程控仪器指令。前者优点为使用方便，函数现成封装可直接调用；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设备驱动。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。本项目中E4440A、E4433B、E4438和E5071仪器的控制采用前者方式编写，N8973A和MT8801 C采用后者方式开发。

　　前台仪器控制与数据采集主要是计算机通过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，由于其它仪表（噪声仪、无线综合分析仪）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），利用Microsoft Visual C++ 6.0开发通过与office Access和Excel交互操作的动态连接库，然后在Labview中调用。采集数据与后台软件的交互：可导入测试后的ACCESS表，也可通过前台软件设置采集数据自动存储在服务器上。鉴于Labview软件数据库操作的不方便性和工具包需要付费使用等问题，设计上采用了混合编程的方式实现。

　　通过Labview开发平台开发，对每个模块分别进行分类，然后被主程序调用，底层分别调用相关仪器的驱动程序模块或通过SCPI进行编写的模块。系统中每台仪器有一个0～30之间的GPIB地址。一个控者控制总线，在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址一个讲者，一个或多个听者，数据串在总线上从讲者向听者传送。GPIB软件包自动处理寻址和其它的总线管理功能。

　　本项目中各仪器的GPIB地址如图3所示。

图3  GPIB地址图

2、指标测试

　　自动测试平台能够对6台仪表进行控制，仪表分别完成PHS干放（包括上、下行）的信道功率、邻道功率泄漏ACP、自动电平控制ALC、三阶交调、杂散发射、带外抑制、饱和功率、噪声系数、驻波比、传输时延、平坦度、RMS、峰值误差和占用带宽等指标的测试。测试新的项目之前，本模块根据操作用户选择的测试产品和项目从参数配置文件中调出原先已配置或新配置的参数，然后自动完成各个项目的测试。软件自动测试过程中能够判断测试参数与测试数据是否异常。

　　干放测试的技术指标中，测试标称功率是最重要的环节，因为此后的多项指标测试均在此状态下回退3dB情况下进行测试。如图4为干放输出曲线图。

图4　干放输出曲线图