基于LabWindows/CVI的3.5G频段电波传播测控技术

4 电波传播测量系统的测控技术实现

电波传播测量系统测控技术分为信息采集模块和统计分析模块两部分。采集模块运行于采集端的工业测控计算机上，可以完成频谱仪采样频点配置，频点功率采集与数据读取和GPS 经纬度信息读取与识别以及存储等功能。统计模块用于采集完成数据中场强数据与GPS数据的整合对应，每个GPS点的场强均值计算，覆盖图绘制和整体场强直方图分布统计等功能。

4.1 信息采集模块的设计与实现

采集系统包括频谱分析仪配置，场强采集和GPS信息同步采集与数据存储等一系列流程。模块程序流程图如3所示：

图3 信息采集模块程序流程图

信息采集软件模块由信息采集工程项目文件构成的，该工程目录中包括：

1) 工程项目文件：记录了信息采集工程项目下的所有文件的信息。

2) 信息采集界面文件：包含了信息采集程序中测量显示界面上的绘图框，参数输入框，测量结果输出框，操作按钮等部件。

3) 工程头文件：用于信息采集程序中显示界面文件中面板、输入输出控件定义的头文件。

4) 工程源文件：用于信息采集程序中显示界面文件中面板、控件的消息响应的处理函数。

5) 仪器驱动文件：频谱分析仪的驱动库文件。

4.2 统计分析模块

统计模块主要功能时通过计算完成覆盖图绘制和整体场强直方图分布统计等。程序模块流程图如下：

图4 统计分析模块程序流程图

4.3 对GPIB总线的控制

Lab windows/CVI 提供GPIB/IEEE488.2 函数库对GPIB 总线、GPIB 板和GPIB 仪器进行控制[8]。GPIB/IEEE488.2 函数库提供一组高层通信控制函数，不需了解访问GPIB 仪器和控制GPIB 总线底层协议，直接调用这些控制函数就可实现对GPIB总线的控制[9]。并可利用底层函数库对GPIB 进行基本操作，以实现本测量系统设计中的特定功能。

4.4 GUI（Graphic User Interface）设计

为达到对测量设备的程控，在主控计算机上设计实现虚拟面板（如图5所示），以对频谱仪参数进行设置、跟踪和显示，并对数据进行保存，在具备仪器设备面板所有功能基础上，增加分析和数据保存功能，为后续工作提供数据资料。虚拟频谱仪利用Labwindows/CVI 提供的系统函数读取频谱仪的测量数据，为满足数据存储要求，读取速度在100ms 左右。为能及时显示所读到的测量数据，需要用到PlotY 和DeleteGraphPlot 函数，用于曲线的显示。ArrayToFile 函数将读到的数据存储到指定的数据文件中，为后续的数据后处理及建模奠定了基础。

图5 电波传播测量软件系统主界面

5 结论

本文首次运用虚拟仪器开发技术，以Lab windows/CVI 为开发平台，完成了4G移动通信系统IMT-Advanced侯选频段3.5GHz新型电波传播测控系统，本系统的实现从根本上解决了原有传统的电波测量系统的灵活性低、可扩充性差等缺点，为后续的开发奠定了有力的技术基础。

本测控技术通过GPIB 接口的PSA的控制，实现仪器的远程启动、参数设置、数据获取及信息保存。其控制方式方便灵活，简化系统操作，满足测量系统需求，同时，在实际的测量中所获得的大量真实而宝贵的数据，为数据的后处理分析及建模奠定了重要的基础。