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1、快速发展展的无线线标准以以及如何何应对技技术革新新者们面面临的困困境作者：NNI中国国 市场场部经理理 朱君 NNI RRF平台台产品市市场经理理 Joosepph KKovaacs hi 在在这个科科技飞速速进步的的时代，技技术领导导者（即即革新者者）们正正面临着着技术革革新所带带来的困困境。一一方面，技技术革新新为公司司赢得市市场立足足点，以以及扩大大市场份份额的机机会。但但另一方方面，随随着市场场的成熟熟，这个个加速公公司成长长的竞争争优势却却难以长长久维持持，因为为竞争会会使产品品逐渐商商品化、大大众化，原原先该产产品上与与众不同同的地方方会逐渐渐变得普普通，需需要有新新的技术术革新带
2、带来新的的产品亮亮点。于于是革新新反而就就开始成成为一种种责任，迫迫使公司司为了保保持在市市场上既既有的领领导地位位，持续续不断地地进行技技术革新新，并且且要以最最短的时时间将革革新成果果推向市市场。能够体现现技术革革新者这这种困境境最为有有力的证证明之一一便是在在无线通通信行业业。以电电信市场场为例，由由于越来来越多的的功能集集成到更更小型和和更价廉廉的设备备上，手手机这个个产品已已经变得得越来越越复杂。过过去只有有少数几几款手机机具有多多波段功功能，然然而现在在，消费费者们普普遍要求求他们的的手机还还应该拥拥有蓝牙牙、Wii-Fii和FMM广播等等各种功功能。随随着各种种不同的的无线通通信
3、标准准的出现现，众多多手机厂厂商都希希望能率率先把带带有新功功能的产产品投入入市场，确确保他们们的市场场份额。在在这种情情况下，设设计和测测试过程程将会变变得愈加加困难，工工程师也也将随之之承受巨巨大的压压力。为了与由由技术驱驱动的市市场步伐伐保持一一致，越越来越多多的公司司正采用用一种以以软件为为核心的的平台，并并配合模模块化硬硬件，将将设计到到生产的的全过程程连接起起来这就是是一种基基于虚拟拟仪器技技术的解解决方式式 。利利用开放放的软件件平台，工工程师可可以简化化并将设设计工具具链连接接起来，从从而将更更多的技技术集成成至基本本的原理理图建模模和仿真真工具。在在同一个个软件平平台下的的模
4、块化化测试架架构则可可以验证证产品的的功能。通通过利用用软件平平台和模模块化构构架这两两者的开开放性，厂厂商可以以使用同同一个平平台将设设计和测测试连接接起来，从从而减少少产品上上市时间间，并且且解决产产品功能能越来越越复杂的的这一挑挑战，来来凸现其其产品的的优势。在本文中中，我们们将概括括地了解解一下无无线技术术的发展展，并介介绍一种种针对新新兴无线线技术所所设计，基基于软件件的测试试构架，以以及一些些成功的的用户解解决方案案。无线技术术无线技术术在传统统上被认认为（甚甚至被归归类为）是是电信产产业中非非常纵深深的一个个部分，而而现在我我们则可可以看到到这一技技术正横横向扩展展至许多多非传统
5、统市场。无无线技术术已经成成为一项项默认的的设备功功能，例例如，芯芯片将多多种无线线技术集集成至板板上；汽汽车使用用蓝牙技技术实现现无波段段通信；消费产产品在单单一设备备上提供供各种想想象得到到的无线线技术；工业依依赖无线线传感器器来提供供实时数数据从而而监督和和控制各各种操作作。回顾一下下无线网网络，我我们可以以看到这这些技术术大致可可以归入入一些主主要的类类别：无无线个人人区域网网络（WWireelesss PPerssonaal AAreaa Neetwoorkss, WWPANN）、局局域、城城市域以以及最新新的地区区性区域域网络。我我们也可可以把无无线广域域网络归归入蜂窝窝技术范范畴
6、。无线个人人区域网网络（WWireelesss PPerssonaal AAreaa Neetwoorkss, WWPANN）非常常活跃而而且包含含许多各各种不同同的技术术。WPPAN是是无线家家庭的核核心，因因为这种种技术，例例如超宽宽带（UUltrra-WWideebannd，UUMB），正正被广泛泛应用于于解决家家庭中电电缆过多多这一困困扰。UUWB使使得您无无需电缆缆即可在在家中任任何地方方放置平平板电视视。ZigBBee是是针对工工业部门门的，无无线可使使HVAAC、照照明和传传感器控控制可以以放置在在任何地地方而无无需电缆缆。从个人区区域网络络扩展出出去就是是局域网网络（LLoca
7、al AAreaa Neetwoorkss, LLAN）。这这里最主主要的技技术是8802.11。802.11a/b/g是人们所熟悉的名字。无线城域域网络（WWireelesss MMetrropoolittan Areea NNetwworkks）包包含即将将采用的的WiMMAX。8802.16-20004包含含两种定定点标准准，一种种在111GHzz以下，另另一种视视距标准准扩展至至66GGHz。由由于8002.116e将将漫游功功能添加加至WiiMAXX，所以以现在看看来它将将是一种种非常有有发展前前途的技技术。802.22是是一种正正在开发发的崭新新标准。这这种无线线区域网网络（WWi
8、reelesss RRegiionaal AAreaa Neetwoork，WWRANN）在554至8862 MHzz标准电电视频道道的频率率范围内内发挥作作用。这这种认知知技术采采用从前前未曾使使用过的的、可得得的电视视频率波波段。由由于WRRAN的的范围可可超过440kmm，8002.222将极极有可能能为WiiMAXX提供支支持 。如果我们们将各种种不同的的标准沿沿时间轴轴绘制，那那么许多多技术的的开发过过程会立立刻变得得十分清清晰，而而这些全全新标准准的开发发正以前前所未有有的速度度进行着着 。许许多技术术（例如如AMPPS、8802.11、GGSM和和 RFFID）已已经存在在了数年
9、年，但是是，最近近几年其其他越来来越多的的标准正正在得到到开发，用用以解决决数据需需要与需需求的不不断增长长。在20000年之之前，每每个设备备仅仅具具有一到到两种无无线技术术就足够够了。但但现在，由由于多种种标准同同时存在在，对于于设备来来说必须须同时实实现多种种标准才才能推向向市场，为为用户提提供无缝缝的操作作。这就就对设计计者、测测试工程程师和制制造商都都提出了了苛刻的的要求。无线技术术的革新新会带来来更多的的标准，并并使上述述趋势变变得更加加复杂。以以下列出出的是一一些正在在研发阶阶段的新新兴的无无线标准准：* OFFDM（正正交频分分复用）这一一技术正正逐渐得得以普及及而且正正在许多
10、多新标准准中得以以实现。* 4GG 蜂窝窝技术* 认知知无线电电作作为8002.222标准准的一部部分，这这一技术术可搜寻寻空频谱谱，以便便在出现现冲突或或者通信信流时使使用。然然后通信信流就被被转移至至其他未未使用的的频谱。* Add Hooc和传传感器网网络* 软件件无线电电（Sooftwwaree Deefinned Raddio ，SDDR）SDDR使用用可重复复配置的的硬件，例例如FPPGA，使使得硬件件可以适适用于不不断变换换的网络络要求。* 多天天线系统统（MIIMO）多输输入，多多输出在这这些系统统中，多多个天线线用来提提高系统统容量。* 超宽宽带（UUltrra-WWidee
11、bannd ，UUWB）在第第一代设设备上（33.1至至4.88GHzz），每每通道使使用完整整的5228MHHz并且且以4880Mbbit/s的速速率传输输数据。* 多个个无线标标准共存存标标准组织织正致力力于解决决这些挑挑战。由此可见见，无线线领域正正在快速速发展，工工程师们们还有很很多工作作需要继继续下去去。在所所有这些些新标准准同时出出现和共共存的情情形下，设设备生产产商、测测试工程程师、和和设计师师面临着着许多挑挑战，通通常RFF设备的的购买周周期通常常是5至至7年，但但新标准准和新技技术的推推出周期期是每两两年一轮轮。因此此很明显显，由于于市场需需求的更更新非常常快速，购购买的RR
12、F设备备将会很很快过时时。如何解决决这些问问题？何何种平台台能够具具扩展性性以解决决无线市市场上快快速的技技术进步步？让我我们来了了解一下下图示所所描述的的一个完完整的、集集成的测测试和设设计验证证系统。就像软软件无线线电将硬硬件和软软件区别别开来一一样，让让我们集集中关注注在这两两个方面面硬硬件和软软件这与我我们所讨讨论的虚虚拟仪器器技术如如何为这这些挑战战提供解解决方案案一样 。 通通常，被被测设备备（deevicce uundeer ttestt）包含含各种不不同的功功能，需需要通过过外围的的测试硬硬件来进进行检验验。这些些功能可可能包括括DC、AAC、音音频、视视频、IIR、和和RF等
13、等等。随随着更多多的功能能集中至至这一个个被测设设备，测测试硬件件平台需需要变得得更开放放和模块块化，从从而可以以实现升升级并满满足最新新的需要要。软件部分分，在图图中以深深蓝色表表示，需需要完成成三个关关键的任任务用于向向测试硬硬件发布布命令的的系统控控制、将将原始数数据转换换成有意意义的结结果的信信号分析析处理，以以及以一一种有效效的方式式显示测测量结果果的可视视化功能能 。除除此之外外，软件件平台需需要具有有开放性性，使用用户可以以与电子子设计自自动化（EEDA）软软件交互互，从而而将更多多的技术术集成至至基本的的原理图图建模和和仿真工工具，最最后就可可以利用用嵌入式式开发工工具将这这些
14、电子子设计自自动转换换成物理理芯片或或板卡。NI预见见到了这这种行业业的发展展趋势，并并通过采采用各种种先进的的商业技技术，以以惊人的的发布速速率（每每两个工工作日发发布一种种产品）扩扩展其模模块化仪仪器产品品线，满满足用户户的需求求。这些模块块化硬件件所提供供的功能能涵盖从从温度和和压力，至至RF矢矢量信号号生成和和采集，都都可以无无缝地集集成至开开放的PPXI平平台。此此外，利利用内置置的高带带宽背板板与定时时和触发发总线，PPXI平平台确保保了同步步功能 。值得得一提的的是，这这个平台台是可升升级的，当当新的处处理器推推出，无无需废弃弃整个平平台就可可以升级级处理器器，而且且在现有有的、
15、数数以千计计的模块块中选择择一款，工工程师即即可测试试新的特特性。相相对于传传统仪器器，这就就提供了了一个巨巨大的优优势。因因为您一一旦购买买了一台台传统仪仪器之后后，直到到下一次次更新设设备（通通常是55至7年年时间），您您都会被被束缚于于那台仪仪器中的的处理器器或测试试特性。从软件方方面来看看，用于于LabbVIEEW和LLabWWinddowss/CVVI（一一个ANNSI C开发发环境）的的调制解解调工具具包提供供了一个个开发行行业内特特定通信信标准的的基础，例例如CDDMA220000 、GGPS 、UWWB 、GGSM 、蓝牙牙 、ZZigBBee，等等等 。利利用这个个灵活可可变
16、的基基础，当当新的标标准出现现并获得得批准时时，工程程师就可可以在这这相同的的平台上上开发出出符合标标准的软软件。让我们通通过以下下两个实实例证明明软硬件件集成的的RF平平台是如如何满足足用户需需求的：用户解决决方案11：对MMIMOO-OFFDM 4G系统统进行原原型设计计这是一个个极具代代表性的的实例，用用来说明明利用这这个平台台如何快快速地对对系统进进行原型型设计和和开发。这是一个个在德州州大学奥奥斯汀分分校（tthe Uniiverrsitty oof TTexaas iin AAusttin）开开发的MMIMOO-OFFDM 4G系统统。在UUT无线线网络和和通信实实验室RRobee
17、rt Heaath教教授的指指导下，三三名学生生在6个个星期内内设计了了这个44G系统统的原型型。在下图右右上角的的前面板板，您可可以看到到UT校校园的两两幅图片片上上面的一一幅是原原始的照照片而下下面的一一幅则是是经过44G系统统传输之之后所恢恢复的图图片。您您还可以以看到星星座图以以及所进进行的一一些测量量。他们使用用的工具具包括NNI RRF矢量量信号发发生器、RRF矢量量信号分分析仪、调调制解调调工具包包和LaabVIIEW软软件 。此此外，加加州大学学伯克利利分校的的相关人人员也在在使用相相同的设设备进行行类似的的研究。利用同样样的系统统，我们们的客户户已经为为RFIID这个个不断增
18、增长的市市场，例例如轮胎胎压力监监控和无无钥门禁禁领域，开开发了相相应的应应用。从从RFIID标签签或读卡卡器上采采集返回回的响应应需要很很快的生生成和触触发速度度，NII PXXI平台台数十皮皮秒（ppicooseccondd）分辨辨率的触触发性能能可很好好地满足足任务的的所有要要求。用户解决决方案22：软件件无线电电平台用用于频谱谱监测再来看一一个中国国本地市市场的实实例，成成都华日日通信公公司（华华日电信信）是一一家大型型的无线线电定向向系统开开发商和和生产商商，他们们需要一一个用于于频谱监监测 、定定向和信信号识别别的解决决方案。这这个系统统需要提提供给用用户更优优的性能能以监测测政府
19、管管制频段段之内和和之外的的信号，同同时还要要利用信信号识别别和定向向功能来来查明非非法传输输或干扰扰的信号号源。利用NII PXXI-556600 PXXI矢量量信号分分析仪和和LabbVIEEW环境境所开发发的软件件，华日日开发了了HR-1000一一个正在在申请专专利的宽宽带无线线电接收收机和监监测系统统。这个个系统既既可以用用作无线线电接收收机也可可以用作作一个RRF矢量量信号分分析仪来来检测现现代的宽宽带数字字通信信信号以及及传统的的窄带模模拟广播播信号。此此外，这这个系统统可以配配置成一一个单通通道的接接收机或或一个多多通道的的定向系系统。由由于这个个全新的的系统使使用开放放的软件件
20、无线电电平台，HHR-1100可可以完成成标准的的和自定定义的测测量，而而这在以以前需要要多个专专用的、独独立的仪仪器才能能完成 。并且且，公司司可以对对这个开开放的系系统进行行升级以以满足将将来无线线标准的的需要，这这对于无无线标准准的迅速速变化正正是十分分关键的的。最近这个个系统已已经通过过了相关关部门的的严格验验证测试试，展示示了其出出众的性性能。 什么是RRF？ 射频，RRadiio FFreqquenncy ，简称称RF。射射频就是是射频电电流，它它是一种种高频交交流变化化电磁波波的简称称。每秒秒变化小小于10000次次的交流流电称为为低频电电流，大大于1000000次的称称为高频频电流，而而射频就就是这样样一种高高频电流流。