专访NI市场经理姚远 软件和模块化重新定义射频测试

-- 专访NI中国射频与无线通信市场开发经理姚远 --

作为中国地区规模最大、最具影响力的PXI技术和应用专业论坛，PXI TAC已圆满走过了10年。与往届不同的是，本届PXI TAC特别设置了射频应用专题，围绕无线技术的最新发展展开讨论，关注不同无线设备的测试方案，深入探讨了如何通过测试策略的优化来提升测试效率。微波射频网记者应邀参加了本届会议的其中一站——深圳站。

期间，NI中国射频与无线通信市场开发经理姚远接受了微波射频网记者Millie Cheng的采访。姚远谈到了NI在射频测试领域的优势，包括软件为核心的测试系统、模块化架构、NI近年来在射频领域的几起重要并购，以及未来射频产品的规划等。

NI中国射频与无线通信市场开发经理姚远（中）、微波射频网记者Millie Cheng（右）

微波射频网：请首先介绍一下NI最新推出的产品？相比于传统仪器，NI的新产品具备哪些独特优势？

NI姚远：今年四月份，NI推出了新一代的矢量信号收发仪（VST）NI PXIe-5646R，该产品是一类被称为软件定义的仪器，结合了矢量信号分析仪、矢量信号发生器、高速的数字RIO，以及可编程FPGA芯片四部分仪器的功能，客户可以通过编程来深度自定制仪器功能。NI PXIe-5646R是这个产品家族的新成员，它的创新点主要在于带宽，它能够提供200 MHz的瞬时带宽，这样一个带宽能够支持包括802.11ac在内的最新无线通信标准。这使得VST成为最新设计和测试技术（如数字预失真和包络跟踪）的理想选择。

相比于传统仪器或其他厂商的矢量信号收发仪，NI VST具备两个独特优势：第一、软件定义，NI PXIe-5646R的功能完全是由用户根据需求进行自定制的，增强了用户体验和灵活度。第二、LabVIEW RIO的架构可以简化系统设计开发难度，NI LabVIEW RIO架构基于四个部分：LabVIEW图形化设计软件、实时处理器（RT模块）、可重配置的现场可编程门阵列（FPGA）模块，以及模块化I/O硬件。NI提供一个完整的软件平台，可以通过相同的编程体验针对这几部分进行一个编程。

以FPGA的编程为例，传统意义上，FPGA需要使用VHDL或Verilog来编程。许多工程师并不太熟悉这些复杂的语言，需要一个工具来通过更高级别的抽象加快设计效率，以大幅简化FPGA代码的生成过程。而LabVIEW能够清晰地表现并行架构和数据流，比同类工具更易于搭建和运行。非常适用于FPGA程序的开发，不论有无传统FPGA设计经验的用户都能高效地运用可重新配置硬件的功能。图形化的编程亦如此，工程师不需要学习复杂的硬件编程语言，通过LabVIEW即可简单而直观完成编程。这也是NI仪器的创新之处。

NI推出的另一款新产品，是整合式的软件无线电（SDR）解决方案USRP RIO（可重配置 I/O）。NI USRP RIO 平台结合了FPGA 架构，可以帮助客户根据其科研工作进行重新定义。USRP RIO包含了高性能的2 x 2 多输入/多输出（MIMO）RF 收发器，可接收或传输50MHz ~ 6 GHz 的信号。USRP RIO 适用于多种应用领域，包含5G 无线通信研究、主动式/被动式雷达开发与探索、通信信道仿真、等各种软件无线电项目。

微波射频网：无线射频技术飞速发展，在给人们的生活带来极大便利的同时，也为射频测试带来了极大的挑战。请分析当前射频测试面临的挑战与发展趋势？

NI姚远：在新兴无线通信技术和电子技术不断涌现的今天，射频测试行业正呈现两个比较重要的趋势：模块化和软件定义。

随着电子技术的快速发展，诸如智能手机、平板电脑等消费类电子产品的集成度越来越高，这就对测试仪器提出了更高的要求，更多功能、更易操作、更高吞吐量和更具成本效益。面对如此综合的测试对象和复杂的测试需求，必须要有一个很综合的系统去进行测试，而模块化仪器就是这样的系统。

模块化测试平台提供了更快的测试时间和更低的投入成本。使用基于PXI 的模块化仪器系统，用户可以根据需要先选择各种模块，继而通过软件配置它们，最终完成特定的测量任务。模块化的PXI平台还能融合最先进的商业技术，实现在平台和产品上的不断更新，帮助客户以合理的成本实现尽可能多的测试应用。

与此同时，随着无线通信技术的发展，无线标准协议越来越多元化，设备复杂度与日俱增。以无线局域网（WLAN）为例，从最早的 802.11 标准演化出 802.11 a / b / g / n，再到现在的802.11ac标准，只经历了短短数年时间。目前，有很多前期的科研人员已经在关注802.11 ad / ah这些更新的技术。标准的快速演化，为测试设备厂商带来了严峻的挑战。

产线测试在要求精度、可靠性、测试速度和测试吞吐量的同时，还需要向前兼容和长期投资回报，而这正是软件定义PXI测试设备的优势所在。利用NI软件定义的PXI测试设备，不仅可以在同一平台上进行多种无线标准的测试，还可以帮助客户测试下一代无线通信标准。无论是VST还是其他的射频仪器，NI试图为客户提供软件定义的仪器，在NI软件功能所支持频段范围内的任何一个频点上，用户都可以做想要的测试。

测试测量和控制相关的仪器也开始了基于软件为中心的转型，PXI平台基于模块化的硬件构成，并由软件对模块化的仪器进行自由定义，是业界领先的用于测试测量和控制的平台。借助于模块化和软件定义的工具，用户可以快速、轻松地重新调整这些模块化仪器用途，以满足不断变化的测试需求。

微波射频网：随着4G 在全球范围内的大规模商用， 产业界对于下一代通信技术5G的研究也已拉开序幕，5G 的研究正在成为全球移动通信领域新一轮技术的竞争焦点。最近NI也在发展5G方面的技术，请分享一下当前5G技术研发的格局？在此格局中，NI担当了什么角色？

NI姚远：尽管5G尚处于前期的讨论和研究阶段，且还没有任何的标准出台，但是5G的目标已经明确，即数据的吞吐量将超过4G 1000倍以上。

现如今5G有三个主要的技术流派，打个比喻，把数据吞吐量比作高速公路，如何能够让更多的车通过高速公路？有三个方法。第一，多修路，增加车流量。这就好比利用大规模阵列天线多输入多输出(Massive MIMO)技术进一步提升空间复用效率，提升系统容量。第二，扩展车道，提升通行能力。这就好比利用毫米波技术大幅提升数据的带宽。第三，取消收费站，提高通行效率。这就好比在软件或协议层、物理层做工作，优化数据传输的过程。以上三种方式，均能很好的提高5G无线网络容量和数据吞吐量 。

作为无线通信领域主要的测试测量和自动化产品供应商之一，对于5G，NI并不仅仅停留在关注的层面，而是积极地参与到5G技术的研发当中。

近年来，NI 已与多家全球顶尖的科研机构也开展了针对5G 关键技术科研的合作，共同探索新的通信系统设计方法。在国内，NI与上海无线通信研究中心合作建立了首家5G实验室，该中心将展开包括大规模MIMO 系统等在内的5G 关键技术的科研项目。在国外，NI与德累斯顿工业大学（TU Dresden）联合研究5G技术，通过模块化的NI PXI系统实现OFDM原型系统的设计，研究人员只需对代码进行少许修改，即可扩展到复杂的MIMO配置。NI还与瑞典隆德大学（Lund University）合作开发大规模 MIMO原型测试台，研究人员通过NI的PXI平台、USRP软件定义无线电平台，加上NI LabVIEW图形化系统设计软件仿真真实的场景，从而验证大规模MIMO的真实性能和理论性能。

微波射频网：请谈一下NI在射频领域的投入，以及未来的一些产品规划？

NI姚远：NI在射频领域的投入是非常巨大的，包括近几年收购软件无线电平台的领先供应商Ettus Research、基于PXI平台的射频矢量信号分析仪供应商PHASE MATRIX、专注于基站的测试的供应商Signalion，以及具有很强技术实力的高频EDA软件公司AWR等等，都是与射频相关的。

NI对于未来产品规划的思路是非常明确的。首先，NI会持续在软件方面的投入。NI提供的是以软件为核心，软硬件相结合的基于平台的解决方案。类似于手机行业，不同的智能手机其实硬件区别是很微小的，最大的区别在于软件。目前NI的产品基于非常优秀的软件体系，然后提供不同的产品，用户根据实际需求去选择产品，同时他可以有相同的开发和编程的体验。另外，NI会持续对LabVIEW RIO架构的投入。随着半导体的发展，NI会提供更高带宽、更高频段的模块化射频产品，让更多的射频应用在PXI平台上成为可能

最后，姚远还带领微波射频网记者参观了PXI TAC的技术和应用演示区，以下是微波射频网记者拍摄的现场照片，请浏览：
https://www.mwrf.net/news/eventphotos/2014/34.html

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