【摘要】 本文介紹了應(yīng)用于通信設(shè)備射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試的系統(tǒng)，并從其產(chǎn)生背景、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、實(shí)現(xiàn)過(guò)程等方面給出了詳細(xì)說(shuō)明。自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)利用測(cè)試儀表搭建物理測(cè)試平臺(tái)，使用NI-VISA驅(qū)動(dòng)函數(shù)及SCPI儀表控制指令實(shí)現(xiàn)儀表通信，完成了儀器控制、設(shè)備射頻指標(biāo)自動(dòng)測(cè)試、測(cè)試結(jié)果返回分析、指標(biāo)參數(shù)校正及測(cè)試結(jié)果保存及導(dǎo)出等功能，提高了通信產(chǎn)品自動(dòng)化測(cè)試程度、測(cè)試效率及測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，緩解了儀表占用率，提高了產(chǎn)品的可靠性。

【關(guān)鍵詞】 射頻指標(biāo) 儀器通信 自動(dòng)化測(cè)試

一、引言

隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品系列的多樣化，組網(wǎng)的復(fù)雜性，以及用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)備測(cè)試的重要性愈發(fā)凸顯。

傳統(tǒng)射頻指標(biāo)測(cè)試，質(zhì)檢和測(cè)試人員對(duì)系統(tǒng)（設(shè)備）的測(cè)試只能使用頻譜儀、信號(hào)源及輔助工具進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果的判斷完全憑借肉眼讀取儀表上的顯示結(jié)果，對(duì)設(shè)備參數(shù)的調(diào)整往往是使用設(shè)備軟件工具手動(dòng)調(diào)整。在設(shè)備量產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作，測(cè)試結(jié)果也僅憑借手工記錄，工作壓力陡增。

測(cè)試速度慢、精度差、效率低，而且對(duì)于儀表的占用率非常高，在一定程度上造成儀表資源的相對(duì)缺乏，人力投入的增加。

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)對(duì)通信覆蓋系統(tǒng)（產(chǎn)品）和模塊射頻指標(biāo)進(jìn)行全面的測(cè)試，提高測(cè)試效率、節(jié)約測(cè)試設(shè)備和人力資源的投入、規(guī)范了測(cè)試流程、提高測(cè)試效率和測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

該系統(tǒng)將測(cè)試過(guò)程中大量重復(fù)、復(fù)雜性高的人工操作集合提取出來(lái)由程序模擬，在PC端使用VISA儀器控制驅(qū)動(dòng)及SCPI命令控制儀器，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源、頻譜儀的遠(yuǎn)程控制以及對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控。

二、通信設(shè)備現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

現(xiàn)代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景靈活組網(wǎng)，往往采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。比較常見(jiàn)的移動(dòng)通信覆蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括信號(hào)接入單元、組網(wǎng)交換單元及覆蓋單元。在人工測(cè)試的時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)試每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各種射頻參數(shù)，操作復(fù)雜，工序繁瑣且準(zhǔn)確性差。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量控制難

通常，為了保證設(shè)備能夠正常入網(wǎng)，通信設(shè)備生產(chǎn)商在交付產(chǎn)品之前，都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)。

通信系統(tǒng)射頻指標(biāo)項(xiàng)目繁多，一般涉及系統(tǒng)輸出功率、增益、衰減、ALC、帶內(nèi)波動(dòng)、帶外抑制、雜散等幾十種測(cè)試項(xiàng)目。每個(gè)射頻指標(biāo)參數(shù)的優(yōu)劣會(huì)影響整個(gè)通信系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，往往需要多次調(diào)節(jié)參數(shù)信息來(lái)保證產(chǎn)品在系統(tǒng)應(yīng)用中達(dá)到最佳狀態(tài)。

在質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，如此龐大的工作量，精細(xì)的調(diào)節(jié)工作倘若只依靠人工來(lái)完成將很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本文結(jié)合通信覆蓋類產(chǎn)品射頻指標(biāo)測(cè)試的實(shí)際需求，搭建自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，其物理結(jié)構(gòu)如下圖1所示。射頻自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、頻譜儀、信號(hào)源、設(shè)備（被測(cè)系統(tǒng)）、路由器（或交換機(jī)）、網(wǎng)線、射頻線纜組成。

通過(guò)LAN口、串口以及RF接口將PC、儀器（頻譜儀和信號(hào)源被測(cè)設(shè)備（或模塊）組成三維一體的物理結(jié)構(gòu)。其中，信號(hào)源實(shí)現(xiàn)被測(cè)設(shè)備對(duì)應(yīng)信源信號(hào)的輸入；頻譜儀完成進(jìn)由被測(cè)設(shè)備輸出信號(hào)的測(cè)量工作，并將測(cè)量數(shù)據(jù)交由PC機(jī)處理，PC機(jī)提供用戶操作平臺(tái)，完成測(cè)試數(shù)據(jù)分析判斷和被測(cè)設(shè)備的參數(shù)調(diào)整、結(jié)果保存等工作。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如下圖2所示。系統(tǒng)由表示層、控制層、數(shù)據(jù)層、及通信層四部分組成。表示層實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，控制層進(jìn)行具體運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和命令打包，數(shù)據(jù)層完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通信層則實(shí)現(xiàn)PC機(jī)（自動(dòng)化測(cè)試軟件運(yùn)行平臺(tái)）與儀器設(shè)備之間的信息傳輸。

自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用軟件是唯一人機(jī)交互接口，考慮到界面的可操作性，信息顯示的直觀性，設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用了JavaFX客戶端開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。自動(dòng)化測(cè)試軟件主要包括設(shè)備參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)和執(zhí)行測(cè)試模塊兩部分組成。其中設(shè)備參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)主要包括測(cè)試指標(biāo)顯示與定制，結(jié)果顯示和數(shù)據(jù)導(dǎo)出，設(shè)備校正，系統(tǒng)設(shè)置及PF先衰減補(bǔ)償?shù)裙δ埽粓?zhí)行測(cè)試模塊主要包括數(shù)據(jù)獲取和分析、設(shè)備參數(shù)校準(zhǔn)，儀器命令組包、設(shè)備參數(shù)組包等功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，供應(yīng)用程序調(diào)用。由于產(chǎn)品調(diào)試過(guò)程中系統(tǒng)參數(shù)修改頻繁，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)調(diào)用的便捷，數(shù)據(jù)庫(kù)采用XML數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，便于數(shù)據(jù)信息查詢和修改，以及承載用例標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源、測(cè)試結(jié)果、SCPI指令集、系統(tǒng)配置參數(shù)等應(yīng)用數(shù)據(jù)。

通信層主要由路由器（或者交換機(jī)）及各種線纜為系統(tǒng)與儀表設(shè)備之間通信提供物理鏈路， VISA（Virtual Instrument System Architecture，虛擬儀器系統(tǒng)框架）驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù)也屬于通信層，它是基于可編程儀器設(shè)備的I/o接口庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了儀器控制命令開(kāi)發(fā)，使得測(cè)試設(shè)備可與PC機(jī)可通過(guò)SCPI控制指令實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。

3.3 系統(tǒng)執(zhí)行流程

1、系統(tǒng)功能

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)為用戶提供了友好操作界面。操作界面實(shí)現(xiàn)功能有：配置管理、儀器校準(zhǔn)、上下行指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試、測(cè)試結(jié)果處理、設(shè)備出廠參數(shù)的導(dǎo)出備份。配置信息主要包括串口波特率的選擇、頻譜儀和信號(hào)源的IP地址、被測(cè)系統(tǒng)（設(shè)備）的測(cè)試項(xiàng)目配置。RF線校準(zhǔn)完成信號(hào)源信號(hào)輸出射頻線衰減補(bǔ)償和頻譜儀信號(hào)輸入射頻線衰減補(bǔ)償。

2、操作流程

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在本地計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)儀器的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制、測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)化分析、設(shè)備參數(shù)的自動(dòng)化調(diào)整。具體實(shí)現(xiàn)步驟如圖3所示。

在PC機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，用戶在窗口界面中設(shè)置串口、波特率、儀器及設(shè)備IP后，選擇待測(cè)試設(shè)備所屬通信制式并加載該制式的測(cè)試用例。PC機(jī)根據(jù)用戶設(shè)置參數(shù)發(fā)出SCPI指令來(lái)設(shè)置信號(hào)源，信號(hào)源將相應(yīng)信號(hào)傳送到待測(cè)設(shè)備。待信號(hào)源加載射頻信號(hào)完成后，頻譜儀截取待測(cè)設(shè)備輸出信號(hào)并將數(shù)據(jù)回傳給PC機(jī)，PC機(jī)對(duì)回傳數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷測(cè)試值是否滿足相應(yīng)指標(biāo)要求，若不滿足，則通過(guò)與產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)和模塊通信協(xié)議進(jìn)行調(diào)整，并循環(huán)進(jìn)行判斷、調(diào)整，直到符合相應(yīng)要求。若待測(cè)項(xiàng)目在可控范圍內(nèi)不能調(diào)整到正確的值，說(shuō)明是非軟件設(shè)置導(dǎo)致射頻指標(biāo)參數(shù)錯(cuò)誤，需要檢查該產(chǎn)品的硬件模塊或電路元器件。

3.4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系通過(guò)簡(jiǎn)化設(shè)備測(cè)試操作工序，用智能化的檢測(cè)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工作測(cè)試，有效地縮短人工勞作時(shí)長(zhǎng)，降低設(shè)備制造成本。此外，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，質(zhì)檢和測(cè)試人員容易上手，且自動(dòng)化測(cè)試軟件提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)參數(shù)，能夠有效的減少人為誤差，能夠保證測(cè)試準(zhǔn)確度、效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

射頻指標(biāo)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的引入大大提高了測(cè)試效率，測(cè)試時(shí)間大幅度縮短，并減少了人為引入的誤差。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路具有一定的代表性，同樣適用于其它通信設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 郭健，李書芳. 《基于VISA 技術(shù)的無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備射頻自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)》中國(guó)科技論文在線

[2] 徐冠蘇，李書芳. 《WLAN 終端射頻自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中國(guó)科技論文在線