基于GPIB总线的GSM基站自动测试系统

工　基于ＧＰ　Ｉ　Ｂ总线的ＧＳＭ基站自动测试系统　宫兆亮姜敏敏　（南京邮电大学　南京２１　０００３）　摘要　本文简要介绍了ＧＰＩＢ接口总线技术，然后从测试标准、硬件组成、软件体系结构等方面详细阐述了基于　ＧＰＩＢ总线的ＧＳＭ基站自动测试系统的设计和实现方案。系统方案最大限度地实现了测试的自动化，并且　具有一定的代表性，适用于一般自动测试系统的开发。　关键词　自动测试系统基站ＧＰＩＢ　ＶＩＳＡ　随着移动通信技术的高速发展，移动通信设备的测　试方法和过程也变得越来越复杂。传统的人工手动测试　方法存在周期长、工作量大、数据记录繁琐、测试结果　的准确度和可靠性难以得到保证等一系列弊端。构建自　最多可以连接１５个设备。总线上的仪器以下列３种身份　之一存在，（１）听者：仅接受数据；（２）讲者：仅发送　数据；（３）控者：控制总线上的所有仪器的数据交换，　通常是计算机。可以存在多个控者，但是某一时刻只能　有一个控者处于激活状态。　每台连接在ＧＰＩＢ总线上的设备必须要有确定的　动测试系统将能够很好地解决上述设备检测中存在的问　题，极大的提高设备测试的效率、准确性和客观性。　本文中的ＧＳＭ基站自动测试系统通过ＧＰＩＢ总线　与测试仪表进行通信，并通过ＧＰＩＢ／ＵＳＢ转接设备与　ＧＰＩＢ地址，ＧＰＩＢ地址格式是固定的，如下：　ＧＰＩＢ［ｂｏａｒｄ】：：ｐｒｉｍａｒｙ　ａｄｄｒｅｓｓ［：：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｄｄｒｅｓｓ］［：：ＩＮＳＴＲ】　计算机相连，当被测设备连接到测试系统后，系统会根　据被测设备的类型和测试项目自动选择射频开关通路，　并完成测试选择的测试项目，测试结束后保存测试数　据，自动生成测试报告。　其中，“ＧＰＩＢ”是固定格式；参数“ｂｏａｒｄ”是ＧＰＩＢ　接口的编号，它的范围是０～９；参数“ｐｒｉｍａｒｙ　ａｄｄｒｅｓｓ”　是Ｇ　Ｐ　Ｉ　Ｂ设备的主地址，取值范围是０～３　０；参数　“ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｄｄｒｅｓｓ”是ＧＰＩＢ设备的第二地址，这个　１　ＧＰＩＢ总线　ＧＰＩＢ总线（即ＩＥＥＥ４８８总线）是一种数字式２４脚　并行总线，数据传输采取位并行，字节串行，双向联络　和双向异步的方式进行。总线分三类：１６根为ＴＴＬ电平　信号传输线，一条屏蔽线，７条地线。信号线又分３组：　参数是可选的；参数“ＩＮＳＴＲ”表示的是选择通信的资　源是一台仪器。　各仪器与ＧＰＩＢ总线之间的连接如图１所示。　２系统解决方案　２．１测试标准　测试系统采用的标准综合了国家通信行业基站相关　８条并口数据线，５条管理线（ＡＴＮ，ＩＦＣ，ＲＥＮ，ＳＲＱ，　ＥＯＩ）和３条联络线（ＤＡＶ，ＮＲＦＤ，ＮＤＡＣ）。该总线　．．２３．．　维普资讯 http://www.cqvip.com ｗｉｎｄ０ｗｓ　Ｐｃ　ｕｓＢ　ｃａｂｌｅ　ＧＰＩＢ　ＩｎｓｔｒｕＩＴ１ｅｎｔｓ　和设备如表１所示。　表１测试仪器及参数　仪表名称　频谱分析仪　信号源　测试开关箱　可调衰减器　型号　主要参数　Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｅ４４４０Ａ　３ＨＺ～２６．５ＧＨｚ　Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｅ４４３８Ｃ　２５０ｋＨｚ～４ＧＨｚ　自制　Ａｇｉｌｅｎｔ　８４９４Ｈ　ＤＣ～１８ＧＨｚ　ＧＰＩＢ／ＵＳＢ转接器　Ａｇｉｌｅｎｔ　８２３５７Ａ　图１仪器连接示意图　其中，Ｅ４４４０Ａ是整个测试系统的主要设备，所有　测试标准，国际标准，以及国家无线电委员会的相关规　的测试项目都通过它进行测试。Ｅ４４３８Ｃ用于互调衰减　范。测试项目包括相位频率误差、功率一时间包络、发　射机载波峰值功率、调制频谱、切换频谱、互调衰减、　ＢＳＳ内互调衰减、杂散发射等。　测试标准的管理采用数据库的方式，以便于对标准　进行修订。测试人员可以选用不同的测试标准方案作为　测试依据，并且每份测试报告都和具体的测试标准相关　联，提高了系统的可扩展性和测试的灵活性。　２．２硬件组成　根据各测试项目的实际需要，方案选用的主要仪器　测试时产生干扰信号。此外还用到低通滤波器，高通滤　波器，带阻滤波器。各滤波器的频率范围为：ＧＳＭ９ｏ０　时，低通滤波器为１００ｋＨｚ～７５０ＭＨｚ，高通滤波器为　１．５～１　２．７５ＧＨＺ，带阻滤波器为７５０～１　５００Ｍ　Ｈｚ；　ＤＣＳｌ８００时，低通滤波器为１００ｋＨｚ～１．５ＧＨｚ，高　通滤波器为２．５～１２．７５ＧＨｚ，带阻滤波器为１．５～　２．５ＧＨｚ。系统的硬件组成框图如图２所示。　计算机及测试软件是整个测试系统的核心，通过　ＧＰＩＢ／ＵＳＢ转接器控制连接在ＧＰＩＢ总线上的Ｅ４４４０Ａ　图２　ＧＳＭ基站自动测试系统硬件组成框图　．．２４．．　维普资讯 http://www.cqvip.com ２１２　及Ｅ４４３８Ｃ；通过ＵＳＢ接口控制一转六和一转二开关，　根据不同的测试项目自动选择不同的测试通路；通过　ＵＳＢ接口控制１０ｄＢ可调衰减器和ｌｄＢ可调衰减器，　根据需要自动设置可调衰减器的衰减值，使输入　Ｅ４４４０Ａ的信号满足要求。所有的设置都由计算机控　制自动设置完成，最大限度的满足了自动化的要求。　为了避免外界干扰，测试过程应在微波暗室或屏蔽室中　进行。　图３测试系统软件结构框图　网　广ｌ苎—竺竺　｝—————１　　试｛　ｌ据｝　Ｉ户ｌ　标ｌ　ｌ库ｌ　Ｉ管ｉ　崮　口　准ｌ　ｌ维ｌ　｝理｝　加直观，而且生成的报告处于锁定状态，不允许人为修　３系统软件设计　自动测试系统的软件体系结构从上到下可分为软件　改；维护模块包括系统维护模块和标准维护模块，其中　系统维护模块主要用于管理系统用户、硬件设备、数据　库文件以及处理系统日志，标准维护模块主要用于在某　开发环境与应用软件、仪器驱动程序和接口Ｉ／Ｏ软件３　层。本方案采用ＶＩｓＡ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）作为接口Ｉ／Ｏ软件。软件开发平台选择　Ｗｉｎｄｏｗｓ　２０００和Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ　６．０，由于每次测试数　据量不大，数据库选用办公自动化中比较常用的Ａｃｃｅｓｓ　２０００，报告格式采用Ｗｏｒｄ　２０００。　计算机调用的主要ＶＩＳＡ接口函数如表２所示。　测试软件结构如图３所示。　些具体场合对系统采用的行业测试标准做局部的调整和　修改，这也增强了系统的灵活性。　测试模块是整个测试软件的核心模块，其程序流程　如图４所示。程序启动后，测试人员根据需要在测试界　面填写测试参数、确定测试项目，既可以选择全部测试　项目，也可以选择部分测试项目。接着系统进行设备连　通性检查，确定所需要的设备是否都已连接在ＧＰＩＢ总　线上，并获得设备的ＧＰＩＢ地址对设备进行初始化。测　该系统包括测试、查询和维护３个模块。其中测试　模块的功能包括在界面填写必要的测试参数、确定测试　项目、数据采集、数据处理、数据保存等过程；查询模　块的功能包括对已经完成的测试按照测试时间、测试报　试过程中系统软件会根据不同的测试项目从标准数据库　中读取相应的标准，自动设置开关通路和仪表参数。仪　器参数的设置和测试结果会在软件的监视窗口实时显示　出来，方便测试人员监控整个测试过程。测试结束后，　系统会提示用户保存测试结果，将测试数据保存到数据　告编号、测试样品品牌或者组合来进行选择查询，并可　以根据需要让系统自动生成测试报告，测试报告将数据　库中的数据转化为表格和图形的形式来显示，这样也更　表２　ＶＩＳＡ接口函数　函　数　功　能　ｖｉＯｐｅｎＤｅｆａｕｌｔＲＭ（ｓｅｓｎ）　ｖｉＯｐｅｎ（ｓｅｓｎ，ｒｓｒｃＮａｍｅ，ａｃｃｅｓｓＭｏｄｅ，ｔｉｍｅｏｕｔ，ｖｉ）　ｖｉＣｌｏｓｅ（ｖｉ）　ｖｉＦｉｎｄＲｓｒｃ（ｓｅｓｎ，ｅｘｐｒ，ｆｉｎｄＬｉｓｔ，ｒｅｔｃｎｔ，ｉｎｓｔｒＤｅｓｃ）　ｖｉＦｉｎｄＮｅｘｔ（ｉｆｎｄＬｉｓｔ，ｉｎｓｔｒＤｅｓｃ）　ＶＩＳＡ系统初始化，打开ＧＰＩＢ接口设备　打开特定的ＧＰＩＢ仪器　关闭特定的ＧＰＩＢ设备　查找所有满足ｅｘｐｒ格式的资源　在ｆｉｎｄＬｉｓｔ中查找下个资源　ｖｉＶＰｒｉｎｔｆ（ｖｉ，ｗｒｉｔｅＦｍｔ，ｐａｒａｍｓ）　ｖｉＶＳｃａｎｆ（ｖｉ，ｒｅａｄＦｍｔ，ｐａｒａｍｓ）　ｖｉＶＱｕｅｒｙｆ（ｖｉ，ｗｒｉｔｅＦｍｔ，ｒｅａｄＦｍｔ，ｐａｒａｍｓ）　向ｖｉ指向的仪器中写指令　从、ｒｉ指向的仪器中读数据　向ｖｉ指向的仪器中写指令，并立即读取返回数据　．．２５．．　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７．１１　电信工　信息确定从哪里继续测试。待所　有项目都测试完后，再将临时数　据库中的数据保存到最终数据库　中，同时清空临时数据库。对于　保存到数据库中的数据，测试人　员可以随时进行查询，并根据需　苷测试数据和结论保　存到最终数据库　测　试　下　要将数据转化成表格或图形的形　式，插入Ｗｏｒｄ报告模版中的确　点击查询按钮　主　显示详细测试结果　＿＿●＿●＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　＿＿＿＿＿＿＿●●＿＿●●’●●＿＿＿＿－●’＿＿＿●一　定位置，生成规范的测试报告，　测试报告中的图形与测试过程中　仪器屏幕显示的测试结果图形完　全一致。　—　个　项　目　点击生成报告按钮　童　生成测试报告　４结束语　图４测试模块程序流程图　上面介绍的基于ＧＰＩＢ总线　的ＧＳＭ基站自动测试系统，最大　库中。由于测试过程中可能发生各种意想不到的事件　导致系统出现问题，所以添加了接续的功能，增加了　一限度的实现了测试的自动化，并且操作简单、界面友　好，大大提高了测试人员的工作效率，给测试人员带　个临时数据库。每测完一个项目，系统先把测试数　来了极大的便利。经过多次测量并将测量结果与手动　测试结果进行比较，证明自动测试系统工作稳定，测　据保存到临时数据库中，当系统出现问题需要重新运　行时，会先检测临时数据库，根据临时数据库保存的　试结果真实可靠。　ＧＳＭ　Ｂａｓｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＰＩＢ　Ｂｕｓ　Ｇｏｎｇ　Ｚｈａｏｌｉａｎｇ　Ｊｉａｎｇ　Ｍｉｎｍｉｎ　（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｓ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１０００３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ　ＧＰＩＢ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ（ＡＴＳ）ｏｆ　ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＰＩＢ　ａｒｅ　ｓｔａｔｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ　ｆｒｏｍ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ，　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｎｏｍｉｎａｔｉｖｅ，ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｓｍ　ｏｆ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔｅｓｔ　ｄｅｇｒｅｅ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｎｅｒａｌ　ＡＴＳ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＡＴＳ，ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ，ＧＰＩＢ，ＶＩＳＡ　．．２６．．