降低GPS测试成本应用测试仪创新技术的研究

1、降低gps测试成本应用测试仪创新技术的研究似乎在一夜间，已从汽车内的单一应用设备演化为手持设备应用，并且现在成为了多模手持设备的一部分，甚至是嵌入在笔记本电脑中的gps？具备gps功能的设备有望在四年内成为规模达300亿美元的市场，这示意着许多设备未来自高批量创造流水线，并且每部设备的gps子系统都需要测试，不论是单独测试，还是作为多模手机系统的一部分。与wi-fi、wimax或手机通信模式不同的是，gps不是一种接收器/放射器技术。gps ic促成了单纯接收设备，后者寻觅24个有效gps卫星信号中的起码4个，并做一些挺直的三角测量和误差校正，为用户提供十分精确的位置信息。结合数字地图，gps

2、系统会把人们的位置告知他们，以及如何到达他们想去的地方。为此，gps子系统必需能接收电平十分低的卫星信号（最小信号强度为-130dbm），并精确捕捉伪随机噪声(prn)测距码、星历表、星历数据。捕捉了这些信息以后，设备的内部就可做位置计算，并把它们与标准地图坐标信息（例如wgs-84）关联起来。测试方面的挑战在gps设备中，有两件关键项目需要测试（见图1）。其一就是确认设备足够敏捷，并能精确捕捉叠加（即调制）在卫星载波信号上的数据。另一项测试是模拟多颗卫星，发送它们各自的信号数据，并验证设备计算了恰当的定位坐标。或者可把设备裸露在实际卫星信号中，验证它是否提供了正确的位置定位。后一种办法的问题

3、在于，实际卫星信号可能随着大气条件而变幻，使得难以实现初始测试条件的可重复性。前一种办法的问题在于，多通道测试是一件昂贵而耗时的事情。应用测试仪创新技术对于位置定位测试，假如人们挑选用法实际卫星传输，并希翼拥有全都并且可重复的初始条件，那么他们就需要确保进入的卫星信号保持在稳定的功率电平，并且不论用法什么方式来实现这个目标，都不会使卫星信号进一步失真。借用rube goldberg的一篇论述，我们可以缓冲信号，并在它削弱时把它放大，并在它超过选定的标称电平常使它削弱。或者就在外部放置一根天线，并输入捕捉的任何信号，无论接收的功率电平有何变幻。第一种情形过于复杂，其次种则冒着质量扰动风险。制造一

4、种多通道测试仪如何？它提供功率电平可调的l1信号，并能产生卫星数据。这种基于的测试仪将能产生低电平信号，后者既可用于snr（例如校准），也可用于位置定位测试（见图2）。开发一种基于矢量信号发生器(vsg)的测试仪固然是可行的，它每次能为一条通道提供l1信号，并对snr和接收敏捷度做测试。实际上已经做到了。但这种测试仪的多通道版本很昂贵。促成gps功能的芯片组成本在快速临近商品定价。而且，向多模手机添加gps模式的成本必需与降价步子全都。因此，购买昂贵的多通道测试仪变得越来越没有吸引力了。利用软件定义，人们可以设计基于vsg的多通道测试仪，它的价格越发临近单通道系统。这使人们可以不必用两个或更多

5、测试步骤，而是用一个测试步骤来测试snr和位置定位。gps测试的另一方面还有另一方面的gps测试尚未得到探究。基于vsg的测试仪产生约为-130dbm的调制信号，并向被测设备(dut)提供传导测试，它向设备的输入端交付的信号将不同于在测试仪流出的功率。假如设备需要具有精确的测试，则电缆和损耗必需得到考虑。但是难点在于，我们最后一次能用容易方式测量大小约为-130dbm的信号功率是在何时？一般的功率表此时无济于事。但是，假如我们沿着线路输送功率更高的cw信号（比如-60dbm），我们固然就能用连在电缆（它连至dut）末端的功率表来测量产生的功率。假如我们在-60dbm测量到6db衰减，则我们知道

6、在-130dbm将有6db衰减。衰减不受功率影响，而是受频率影响，并且频率在两种情形中均相同。假如测试仪中建有-60dbm cw信号功能，则囫囵过程就能更快完成。大批量创造认真考虑我们构建gps测试系统的打算，我们注重到：市场上惟独一种测试仪，并且我们的工程师觉得他们能设计一种多通道系统，它在价格方面可与单通道型号相比。这项产品开发打算的结果就是一种测试仪，它在可调功率范围内为l1(1,575.42mhz)产生类似gps的信号，并且支持传导（经由电缆）和辐射（经由空气）测试办法（见图3）。前部面板上的单一射频端口是功率为-60dbm至-145dbm的信号的来源。在-60dbm时，信号为cw类型

7、。在较低功率范围时，它是bpsk调制信号。导航数据在1.023mhz时是gps c/a。载波多普勒偏移为±10khz，通道功率可在偏离标称电平±15db的范围内转变。因为拥有6条通道，并能转变每条通道的频率和功率，因此人们可以向dut同时发送6路信号，并在一次采样中捕捉6个不同功率电平的snr。这固然会缩短做首次测试（例如snr）的时光，并且不会影响全面性或精确度（见图4）。在测试领域显身手该测试仪具备c/c+应用程序接口(api)，来简化测试脚本和自动化测试软件的编写。另外，该系统具有图形用户界面(gui)，后者设计用于gps dut的人工测试（见图5）。借助该系统，用户能挑选空间载体数量、功率电平、输出模式、多普勒频率、c/a率、源频率。设置十分容易。利用前部面板射频衔接器，测试仪被电缆连至dut。测试仪后部的端口被连至pc上的usb衔接器。用户利用安装于pc的gui软件和设备驱动程序来控制测试仪和dut。（dut从pc的某个usb衔接器接收其功率和控制命令。）利用这台pc，可以开发和执行测试脚本和自动化测试程序。在创造环境中，这些自动化程序将控制dut和测试仪。在