基于LabWindows的3.5G頻段電波傳播測(cè)控技術(shù)

　　而對(duì)于電波傳播測(cè)量過程中的關(guān)鍵——測(cè)量數(shù)據(jù)的獲取，通常是采用專用測(cè)量設(shè)備及與之嚴(yán)格配套的測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)WCDMA系統(tǒng)在進(jìn)行電波傳播測(cè)量時(shí)，采用的就是Agilent公司生產(chǎn)的E7476A設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：

圖1 基于E7478A路測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　從上圖中，不難看到傳統(tǒng)儀器的功能都是由儀器生產(chǎn)廠家來定義和制造的硬件及軟件來實(shí)現(xiàn)，在決定了系統(tǒng)功能的同時(shí)，也決定了用戶無法改變。盡管傳統(tǒng)儀器的精度、功能和性能隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而不斷提高，但是對(duì)于復(fù)雜的測(cè)量參數(shù)較多的場(chǎng)合，使用起來很不方便，局限性愈發(fā)明顯。隨著虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美結(jié)合起來，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)或增強(qiáng)傳統(tǒng)儀器的功能。同時(shí)，虛擬儀器具有結(jié)構(gòu)簡單、研制周期短、系統(tǒng)可擴(kuò)展、維護(hù)方便、性能價(jià)格比好等特點(diǎn)。同時(shí)，它與網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)的連接相當(dāng)方便，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和信息的共享。

　　虛擬儀器對(duì)測(cè)量儀器發(fā)展的深刻意義在于，其功能可以由用戶根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)軟件來定義和擴(kuò)展，而不是像傳統(tǒng)儀器那樣，功能只能由廠家事先定義并且固定不可變更[5]。這樣，用戶不必購買多臺(tái)不同功能或者昂貴的集多種功能于一身的傳統(tǒng)儀器，也不必不斷購買新的儀器。因?yàn)樘摂M儀器技術(shù)可以與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展，與網(wǎng)絡(luò)及其他外部設(shè)備互連，用戶只需根據(jù)需要改變軟件程序就可以不斷賦予或者擴(kuò)展增強(qiáng)它的功能，
虛擬儀器編程語言LabWindows/CVI是美國NI公司開發(fā)的Measurement Studio軟件組中的一員。它是32位的面向計(jì)算機(jī)測(cè)控領(lǐng)域的虛擬一起軟件開發(fā)平臺(tái)，可以在多操作系統(tǒng)（如Windows 98/NT/2000 /XP、Mac OS和Unix等）下運(yùn)行[6]。

　　LabWindows/CVI以ANSI C為核心，將功能強(qiáng)大、使用靈活、應(yīng)用廣泛的C語言與測(cè)控專業(yè)工具有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集，分析和顯示。另外，它的集成化開發(fā)平臺(tái)，交互式編程方法，豐富的控件和庫函數(shù)大大增強(qiáng)了C語言的功能，使LabWindows/CVI自身功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用更加方便，成為測(cè)量技術(shù)開發(fā)人員建立檢測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)測(cè)量環(huán)境，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，過程監(jiān)控系統(tǒng)等首選的開發(fā)環(huán)境[7]。

　　因此，考慮4G移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-Advanced侯選頻段3.5GHz電波傳播測(cè)量的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)并成功應(yīng)用了基于虛擬儀器技術(shù)的新型電波傳播測(cè)控系統(tǒng)3 4G電波傳播測(cè)量系統(tǒng)概述

3.1 測(cè)量系統(tǒng)架構(gòu)

　　測(cè)量系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端兩部分，如圖2所示。發(fā)射端由信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和發(fā)射天線組成。Agilent ESG信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生3.5GHz CW測(cè)量信號(hào)，發(fā)射端的功率放大器用于擴(kuò)展測(cè)量范圍。接收端由頻譜分析儀、控制計(jì)算機(jī)和GPS接收機(jī)系統(tǒng)組成。Agilent PSA頻譜分析儀具有低噪聲、高采樣率的特點(diǎn)，GPS接收機(jī)采樣點(diǎn)的地理坐標(biāo)。
實(shí)測(cè)過程中，接收信號(hào)功率與地理信息的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果通過控制計(jì)算機(jī)上開發(fā)的虛擬儀器技術(shù)獲得采集同步和自動(dòng)儲(chǔ)存，從而保障測(cè)量滿足李氏定理?xiàng)l件，并且提高了測(cè)量效率。

圖2 測(cè)量系統(tǒng)框圖

3.2 測(cè)量系統(tǒng)指標(biāo)

表 1 電波傳播系統(tǒng)指標(biāo)

3.3 硬件接口

1. 測(cè)量信號(hào)：