测试节点（精选3篇）
测试节点 篇1
仿真在网络规划中的作用越来越突出, 良好的网络仿真能够给运营商的网络规划制定提供有力的决策依据。过往工程中, 很多仿真都是在软件自带的模型上进行。软件自带模型的参数都是经验值, 不能客观反映运营商所在地区的实际情况, 由此可能造成网络仿真和实际建设效果的差异, 导致网络建设效果达不到预期。因此, 根据运营商所在地的地理特征, 通过CW (连续波) 测试对模型进行校正就显得格外必要。
1 CW测试前
测试开始前, 需要准备测试过程中需要用到的设备, 例如根据甲方对测试频段的要求, 选择对应频段的信号发射机 (含发射天线) 、信号接收机 (含接收天线) 。测试时需要用到的设备如下:信号发射机、全向发射天线、支撑铁架 (可伸缩) 、1/2馈线 (含接头) 、室外电源接线板、信号接收机、车载接收天线、车载GPS (全球定位系统) 、车载充电电池 (车辆的点烟器可以使用的话, 本设备可以不用) 、笔记本电脑 (测试时间较长的话, 需携带备用电池) 、测试车辆。
2 CW测试过程中
测试正式开始前, 应事先规划好待测试站点、测试路线。
2.1 站址选取原则
根据不同的城市, 测试站点一般按照如下原则进行选取:
1) 站址数量:根据经验, 在人口密集的大城市, 测试站址不应少于5个 (站点不能过于靠近) ;对于中小城市一般1个测试站址。
2) 代表性:站址选取的原则是它能够覆盖规划区内所有的地物类型 (地物类型来源于数字地图) 。
3) 阻挡物:站址选取的高度一般应大于20 m, 建筑物周边无明显阻挡, 且高于最近的障碍物5 m以上。
2.2 测试路线选取原则
1) 地形:测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形。
2) 高度:如果该区域内地形起伏差异较大, 则测试路径必须照顾到区域中不同高度的地形。
3) 距离:测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置。
4) 方向:纵向和横向路径上的测试点数尽量保持一致。
5) 重叠:不同站点的测试路径尽可能重叠, 以增加模型的可靠性;单一站点测试时, 路径尽量不要重复。
6) 阻挡物:在无线信号受到某一侧的楼面阻挡时, 不应该测试楼宇后的阴影区。
2.3 CW测试操作步骤
在待测试站址、测试路线确认好后, 就可以正式进行CW测试了。
步骤一:架设发射机。
主要按照如下步骤进行操作:
1) 使用1/2馈线连接发射天线和信号发射机;
2) 使用支撑铁架把发射天线上升到合适的高度;
3) 接通发射机电源, 打开发射机电源开关, 设置本次测试使用的频段和发射功率后, 打开信号发射按钮, 信号发射机开始发射信号。
步骤二:连接接收设备。
主要按照如下步骤进行操作:
1) 连接GPS、接收天线至信号接收机, 并将信号接收机连接至车辆点烟器 (若点烟器不能使用, 则需使用车载蓄电池) 进行取电;
2) 连接信号接收机至笔记本电脑, 插上测试使用的授权软件狗;
3) 打开测试软件, 配置本次测试使用的频率和频点 (和发射机的频率保持一致) 。
步骤三:测试数据记录
数据记录需注意几点:
1) 同一测试点下的测试线路尽量只测试一次;对于部分不能绕避的道路, 后台数据处理时, 应对重复测试的数据进行过滤。
2) 测试过程中遇到红灯等原因造成车辆停止行驶时, 应暂停数据的记录;待车辆重新启动后, 恢复数据的记录。
3) 在高架桥、隧道等较为特殊场景下, 应暂停数据的记录。
3 测试数据过滤
导入到软件中的原始数据是没有经过任何处理的, 需要按照一定的原则进行过滤后方能对某一特定模型进行校正。
我们常用到的数据过滤方法主要有4种:基于地物类型过滤、基于电平值过滤、基于距离过滤、基于同一测试路径的数据过滤。
下面按照基于地物类型、电平值、距离、同一测试路径的数据过滤4种过滤方式进行简要介绍。
3.1 基于地物类型过滤
通常, 对于有些地物类型, 其上分布的测量点数量不足整个测量总点数的5%, 认为它不能完整表征地物类型的特点, 该种地物类型建议过滤掉。
3.2 基于电平值过滤
由于测试位置距离发射机距离的远近和信号传播过程中建筑物的阻挡, 造成部分测试点的电平值过高或过低, 在进行模型校正之前, 需将该部分数据进行过滤。
3.3 基于距离过滤
一般距离发射机较近、较远的测试点需要被过滤掉, 具体模型校正时, 可以根据校正结果进行调整。
3.4 基于同一测试路径的数据过滤
数据测试过程中, 针对同一信号发射机下的测试, 尽量避免路径的重复;对于不能规避的重复路段, 需要在做模型校正前进行过滤。
4 总结
仿真是验证无线网络规划结果的重要一环, 而传播模型的准确校正对于仿真结果的准确性至关重要, 直接关系到小区规划的是否准确合理, 并最终影响到网络覆盖质量和运营商的投资效益。因此, 在无线网络规划中, 应务必重视传播模型的校正工作, 并应在关键节点中严格遵守相关原则和操作步骤。
测试节点 篇2
KW01是飞思卡尔公司最新推出的一款无线通信芯片, 苏州大学嵌入式研究中心设计研发了一套KW01-Zigbee通讯节点。本文针对该芯片设计了一套基于KW01-Zigbee节点的测试程序, 包括收发节点PC节点和Test节点, 主要实现温度的自动传输, 浮点数的运算及图像传输等功能, 测试其各个模块功能。经反复测试, 该测试程序简单易用, 为进一步研究KW01和实际应用提供了重要的借鉴意义。
1 KW01-Zigbee节点
本测试程序中的KW01-Zigbee节点是以KW01芯片为基础的, 如图1。该芯片是一款基于ARM Cortex-M0+内核的无线射频芯片解决方案, 支持290~340 MHz、424~510 MHz以及862~1020 MHz的无线频段, 具有低功耗、低成本、高度集成、通信稳定等特点, 适用于诸如智能家居、智能城市等多种物联网产品的研究与开发[1,2]。具有以下特点。
1) 8×8 mm尺寸的60引脚LGA封装。
2) 128 KB的FLASH程序空间和16 KB的RAM存储空间, 最高总线频率可达96 MHz, 并且具有多种低功耗模式。
3) 提供多种外设接口, 具有SCI、SPI、ⅡC、TSI等标准接口, 内部集成低功耗定时器、16位ADC采集和DMA传输等功能模块, 并且提供了33个用户可编程配置的GPIO口, 资源丰富。
2 功能概述及MQX
2.1 功能概述
该测试程序主要实现了三部分功能。
1) 采集Test节点和PC节点的温度和能量, 然后将采集到的结果进行ADC转换, 将转换结果显示在PC机C#界面上。
2) 用户输入两个浮点数进行加减乘除运算后由测试节点发送给PC节点, 返回结果显示在PC机上, 并且将结果与自己的计算机得到的加减乘除结果作对比, 清晰明了地显示在C#界面中。
3) 两个字节作地址, 将一张照片显示在框里, 通过程序实现图片的发送和接收。
2.2 MQX操作系统
MQX是1989年Precise Software Technologies公司开发的一款面向工业控制、汽车电子等领域的多任务多处理器的嵌入式实时操作系统 (RTOS) [3]。具有代码开源, 成本低;可裁剪性和可移植性;占用ROM空间少;外设驱动丰富等特点[4]。本测试程序所体现的要素有。
1) 任务同步与通信。
2) 轻量级事件:事件组组名是lwevent_group, 共使用了32个事件位的3位, EVENT_UART0_RE、EVENT_ADC、EVENT_PIT。
3) 轻量级消息队列:共使用了3个, 分别为rf_recv_queue、rf_send_queue、uart_send_queue, 前两个用于RF收和发, 最后一个用于UART发送。
4) 中断:嘀嗒中断 (内中断, 其余为外中断) 、RF中断、串口中断、PIT中断。
3 任务设计
任务 (TASK) 是RTOS中最重要的操作对象, 是操作系统的基本组成元素。任一时刻, 仅有一个任务会处于运行状态, 控制CPU资源。任务间的通信机制是使得多任务间能够相互同步和通信, 从而协调各个任务调用的主要手段[5]。
本实验主要用到了它的事件位机制。例如, Test节点在接收到数据之后, 会产生GPIO中断, 此时置RF接收事件位, 通知task_rf_recv任务可以得到执行, 该任务状态从阻塞态变为运行态, 而之前正在执行的任务将会被阻塞。
PC节点将上位机通过uart发送的数据帧进行解析, 并将其中一些有用的数据帧转发给Test节点, 其主要作用是转发数据帧。Test节点在task_rf_recv任务中对接收到的数据帧进行解析, 根据rf_recv Buf[1]的不同值作出相应的操作。值为2是发送图像, 从得到的请求帧中读取所要的帧, 计算帧在flash中的地址并读出, 送回PC机。值为55是接收图像, 在此任务中由一个静态的八字节数组用来记录已经接收到的帧, 八字节最多可以记录8×8即64帧, 当读到第一帧时擦除flash并写第一帧, 当读到返回帧时将静态数组发给PC。值为17是浮点数运算, 将一个浮点数的指针指向字节数组, 并通过指针读出浮点数赋给一个浮点数变量, 做浮点数的各种运算, 将结果送回。值为7是自动发送温度, 通过置温度发送任务事件位让发送温度任务得以执行。
4 实验与分析
在整套系统建立好之后, 就进入了系统的测试环节。打开软件进行串口自动搜索, 会找到连接有PC节点的那个串口进行连接。当然也可以停止自动连接进行手动打开串口。
可以看到有测试程序有4个选项卡, 分别是“数据发送”“温度能量”“浮点运算”和“图像发送”4个模块, 如图2所示。
浮点数的计算中, 其重难点是在MCU上实现浮点数与字节数组的转换。使用的方法是将一个浮点数的指针指向字节数组, 使得对于同样的数据用两种方式去读取和写入。这样可以直接读取到浮点数。另外, 图片的传输过程中, 由于数据量大, 可能会发生丢失数据帧的情况, 所以主要难点在于怎样判断丢失的数据帧, 并进行相应的补发帧操作。
5 结语
本文针对该芯片设计了一套基于KW01-Zigbee节点的测试程序, 包括实现温度的自动传输, 浮点数的运算及图像传输等功能。虽然只有这几个简单的功能, 但却能够了解到KW01-Zigbee节点的整体性能, 起到了一定基础性的探索作用, 为其将来投入到实际应用中奠定了良好的基础。
参考文献
[1]Freescale.MKW01RM.pdf[DB/OL].http://www.freescale.com/, 2013
[2]胡宗棠.基于Cortex-M0+内核Kinetis无线射频模块的应用研究[D].苏州:苏州大学, 2014.
[3]Wikipedia.MQX[EB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/MQX, 2012.
[4]Freescale.Freescale MQX RTOS 4.0.0 Release Notes[EB/OL].http://www.freescale.com/mqx, 2012.
测试节点 篇3
随着光纤通信技术的飞速发展,光网络的发展更加趋向于智能化。智能光网络主要是由一系列具有高度灵活性的系统设备构成,其中WSS(波长选择开关)是近年来发展迅速的ROADM(可重构光分插复用器)子系统技术,是智能光网络系统中最核心的功能模块,可以通过软件配置实现波长的上、下路和直通。 目前国内外所用的WSS大多基于MEMS(微机电系统)或LCOS(硅基液晶)技术,相对于MEMS技术,基于LCOS的WSS带宽灵活可调,能够支持各种速率混传,近年来发展迅速。本文首先介绍基于LCOS的TBWSS(可变带宽波长选择开关)的原理,然后在现有TBWSS基础上设计了一个多维ROADM节点,并对其进行实验与分析。
1 基于LCOS的TBWSS的原理
LCOS是一种基于反射模式、尺寸非常小的矩阵液晶显示装置,是采用半导体材料等技术在硅芯片上加工制作而成,是一种结合半导体工艺和液晶显示器的新兴技术。LCOS技术最早被应用于液晶显示领域,它是在一片硅基底上制作液晶像素阵列单元,在每个液晶单元上面都有一个透明电极,下面有一个电子控制单元,当光信号射入LCOS的液晶单元时,通过控制电压来改变液晶单元的相位,就可调节反射光的相位,从而控制反射光的反射方向。
基于LCOS的TBWSS原理如图1所示。从光纤准直器阵列入射的随机偏振光束先经过偏振转换单元转换为线偏振光,然后经过透镜组的扩束作用后入射到衍射光栅上,线偏振光衍射后经过透镜组合入射到LCOS芯片的不同区域,通过控制LCOS芯片上不同区域的液晶相位,就可以分别控制不同波长的光反射方向,反射光再经过透镜组合、衍射光栅、透镜组合、偏振控制单元,最后输入到准直器阵列的输出端口。由于不同波长的光是被LCOS芯片上的不同区域单独控制,因此该TBWSS器件可以将任意波长切换到任一输出端口。
2 ROADM节点的实现及功能验证
本文设计了一个多维度ROADM节点系统,如图2所示,包括本地端和信号传输的8个方向。本地端和每个方向都由一个TBWSS和一个1×8PS(光功率分束器)组成。
每个TBWSS选8 个端口作为输入端,1 个端口作为输出端;TBWSS的8 个输入端口分别与其他8个方向的PS的一个输出端相连。每个方向的PS有一个输入端,PS的8个输出端口分别与其他8个方向的TBWSS连接。如图2所示,ROADM节点的本地端能够上/下路信号,其他8个方向都有输入输出端,用于信号传输。因此本地端能与其他8个方向中的任意一个连接,例如通过上路端上行信号能传输到任意一个方向上的TBWSS的输入端,再经过TBWSS滤波、调节带宽和波长选择后传输到TBWSS的输出端,最后TBWSS输出的信号通往该端口对应的传输方向;同理,从任意一个方向上输入的信号,先经过该方向上的PS输入并传输到本地的TBWSS的输入端,再经过TBWSS作用后输出,作为下路信号。而8个方向中的任意两个方向都能实现信号的互相传输,传输过程与本地端和任意一个方向之间的传输过程相同。
在系统实验中,采用了10 Gbit/s和1Tbit/s两种信号做示例,10 Gbit/s信号的中心波长为1 545.171nm,带宽为0.109nm;1Tbit/ps信号的中心波长为1 558.100nm,带宽为4.108nm。
2.1 方向无关
方向无关:即无向性,节点的上下路端口无方向选择性,支持来自节点所有维度的信号。在本文的多维ROADM系统中,从本地端输入信号,任意选取方向1~8作为输出信号端,即可证明此系统的方向无关性能。
从本地端上行一个10Gbit/s信号,通过PS输出到其他8个方向,再通过控制各个方向上的TB-WSS,即可选择是否输出这个10Gbit/s信号。如图3所示,图(a)为输入到本地端之前的10Gbit/s信号波形图,实验时选择方向3和8作为信号输出端,分别输出了10Gbit/s信号,见图(b)和(c)。
2.2 波长无关
波长无关:即无色,节点的上下路端口无波长选择性,支持任何波长。在实验中选择本地上路端依次输入10Gbit/s和1Tbit/s信号,选择任意一个方向(例如方向8)输出,图4所示为不同光信号的输入输出波形。
2.3 无栅格
无栅格:即带宽灵活可调性,节点的上下路端口可以灵活改变频谱带通组合。在进行波长无关实验时,在同一传输路径中分别传输了10 Gbit/s和1Tbit/s的信号,即已证明了上路不同信号时都能在同一端口输出,带宽灵活可调。
2.4 无阻塞
无阻塞:即节点无内部阻塞性,当任何两个上下路端口采用相同波长时,不会因为节点内部结构而导致冲突。由于实验室现有的TBWSS是1× N型,不能同时输入两个相同的信号,于是利用两个TBWSS以OSW(光开关)组合的方式来完成无阻塞验证,如图5 所示,本地的上路和下路都由两个TBWSS和OSW组成,两个相同的1Tbit/s信号分别从上路端的TBWSS输入,通过控制TBWSS,使光信号传输到对应方向的OSW上,再输入到OSW所对应的方向上,第1 个OSW对应方向1 的TB-WSS,第2个OSW对应方向2的TBWSS,即可实现上路端同时输入的两个1Tbit/s信号同时传输到目标方向。图6为该实验对应的波形图。图中,(a)为输入的1Tbit/s信号波形图,(b)和(c)分别为从方向1和方向2输出的1Tbit/s信号波形图。
3 结束语
基于自主研制的1×9TBWSS,本文搭建了具备 “无色、无向、无阻塞、无栅格”四无特性的ROADM节点,并进行了实验验证。实验结果表明,构造的ROADM节点能够支持多种速率传输,是未来智能光交换网络的核心设备,作用不可替代。
参考文献
[1]胡强高.可重构光分插复用器的研究[D].武汉:华中科技大学,2010.
[2]戴海涛.LCOS相位空间光调制器的特性及其应用研究[D].上海:复旦大学,2005.
[3]Strasser T A,Wagener J L.Wavelength-Selective Switches for ROADM Applications[J].Journal of Quantum Electronics,2010,16(5):1150-1157.