一种多信道矢量网络参数分析系统及方法与流程

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种多信道矢量网络参数分析系统，还涉及一种多信道矢量网络参数分析方法。

背景技术：

当前网络参数的主流测试设备为台式矢量网络分析仪，其cpu采用支持windows的高性能嵌入式计算机模块，运行windows操作系统，整台仪器看起来就是一台可以进行测量的计算机，而网络仪系统软件就是标准的windows应用程序。这种结构的测量仪器往往体积大、自重高，不易移动且对测试环境要求较高。

如何提供一种小巧轻便、控制方便、可移动、可远程控制测试的矢量网络参数分析系统，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种多信道矢量网络参数分析系统及方法，解决了现有台式矢量网络分析仪体积大、自重高、不易移动的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多信道网络参数分析系统，包括：接口控制与数字处理板、信号发生与接收处理装置，接口控制与数字处理板通过不同的信道接口与服务应用程序对接，信号发生与接收处理装置通过测试端口与被测设备相连接；

所述接口控制与数字处理板包括信道数据解析模块，信道数据解析模块与服务应用程序的通讯模块交互，完成分析系统与服务应用程序之间的参数设置与原始数据交互，从而组成一个完整的矢量网络分析仪系统。

可选地，所述信道数据解析模块与服务应用程序交互过程包括：

服务应用程序启动时，首先以安装顺序对信道进行检测，网络仪提供检测顺序界面或者用户指定通讯信道；

服务应用程序打开指定通道并进行通讯测试，接收到用户测量命令时，将网络仪测量需要的信息打包成网络仪环境变量通过通讯模块写入分析系统中，同时读取分析系统测试结果处理后显示；

通讯模块根据读写数据类型将网络仪测量数据加标识，测试数据则直接发送；

读写程序根据当前信道来确定是采用串口通讯模式或网络通讯模式；

分析系统接收到数据后由信道解析模块进行处理，并将结果返回到通讯模块。

可选地，所述信道数据解析模块的工作流程包括：

上电复位后，信道数据解析模块首先自动检测当前通讯信道，然后启动对应的数据监控线程，监控到数据后分析收到的第一组数据，根据数据内容判断当前采用何种信道进行通讯；后续检测到输入数据时，首先判断是否为网络分析系统数据，若是则解析数据，根据数据包含的地址和数据启动译码线程，如果为写则存储，如果为读则启动信道数据发送线程，控制输出数据管脚输出指定地址的网络仪数据；如果为模块测试数据，则根据测试命令发送测试数据到数据输出管脚。

可选地，所述信道数据接收和发送线程，按照信道速率、数据位数、总数据长度向信道数据接收和数据发送管脚发送/接收数据，包括以下步骤：

步骤一，判断信号数据是否有效，是，则进行步骤二；

步骤二，移位存储/发送接收数据，移位计数加1；

步骤三，判断移位计数是否等于数据位数，否，则进入步骤二，是，则进入步骤四；

步骤四，数据buffer指针加1，长度计数加1；

步骤五，判断长度计数是否等于总数据长度，否，则进入步骤二，是，则进入步骤一。

可选地，所述分析系统的控制程序按照功能分为四层：物理层、数据链路层、事物层、应用层；

物理层实现fpga与分析系统各器件之间的接口映射，对各信道通信数据进行译码分析；

数据链路层校验每个信道的通讯数据，保证信道通讯数据的正确性；

事物层实现对信道数据的各位宽读、写、控制功能；

应用层解析分析系统控制字并接收、分发数据到事物层，最终控制硬件输出。

本发明还提出了一种多信道网络参数分析方法，包括：接口控制与数字处理板和信号发生与接收处理装置，接口控制与数字处理板通过不同的信道接口与服务应用程序对接，信号发生与接收处理装置通过测试端口与被测设备相连接；

所述接口控制与数字处理板包括信道数据解析模块，信道数据解析模块与服务应用程序的通讯模块交互，完成分析系统与服务应用程序之间的参数设置与原始数据交互，从而组成一个完整的矢量网络分析仪系统。

可选地，服务应用程序启动时，首先以安装顺序对信道进行检测，网络仪提供检测顺序界面或者用户指定通讯信道；

服务应用程序打开指定通道并进行通讯测试，接收到用户测量命令时，将网络仪测量需要的信息打包成网络仪环境变量通过通讯模块写入分析系统中，同时读取分析系统测试结果处理后显示；

通讯模块根据读写数据类型将网络仪测量数据加标识，测试数据则直接发送；

读写程序根据当前信道来确定是采用串口通讯模式或网络通讯模式；

分析系统接收到数据后由信道解析模块进行处理，并将结果返回到通讯模块。

可选地，所述信道数据解析模块的工作流程包括：

上电复位后，信道数据解析模块首先自动检测当前通讯信道，然后启动对应的数据监控线程，监控到数据后分析收到的第一组数据，根据数据内容判断当前采用何种信道进行通讯；后续检测到输入数据时，首先判断是否为分析系统数据，若是则解析数据，根据数据包含的地址和数据启动译码线程，如果为写则存储，如果为读则启动信道数据发送线程，控制输出数据管脚输出指定地址的网络仪数据；如果为模块测试数据，则根据测试命令发送测试数据到数据输出管脚。

可选地，所述信道数据接收和发送线程，按照信道速率、数据位数、总数据长度向信道数据接收和数据发送管脚发送/接收数据，包括以下步骤：

步骤一，判断信号数据是否有效，是，则进行步骤二；

步骤二，移位存储/发送接收数据，移位计数加1；

步骤三，判断移位计数是否等于数据位数，否，则进入步骤二，是，则进入步骤四；

步骤四，数据buffer指针加1，长度计数加1；

步骤五，判断长度计数是否等于总数据长度，否，则进入步骤二，是，则进入步骤一。

可选地，控制程序按照功能分为四层：物理层、数据链路层、事物层、应用层；

物理层实现fpga与分析系统各器件之间的接口映射，对各信道通信数据进行译码分析；

数据链路层校验每个信道的通讯数据，保证信道通讯数据的正确性；

事物层实现对信道数据的各位宽读、写、控制功能；

应用层解析分析系统控制字并接收、分发数据到事物层，最终控制硬件输出。

本发明的有益效果是：

(1)利用通用串行总线转以太网、wifi、4g网络接口模块，以及通用串行总线控制芯片，实现矢量网络参数分析系统的多信道接口方式，不仅实现了网络分析仪的移动化、模块化，还增加了远程测试、云测试功能，使得网络分析仪可以同时满足用户移动测试和云测试的需求；

(2)通用串行接口的应用，使用户开发自定义服务应用程序成为可能，对矢量网络分析仪在其他领域的拓展应用奠定了基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的多信道矢量网络参数分析系统的总体框图；

图2为本发明的接口控制与数字处理板的控制框图；

图3为本发明的信道数据解析模块与服务应用程序交互流程图；

图4为本发明的信道数据解析模块的工作流程图；

图5为本发明的信道数据接收和发送线程工作流程图；

图6为本发明的多信道网络参数分析系统的控制程序的系统框图。.

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种小巧灵活的多信道网络参数分析系统及方法，提供了多种基于串行总线的通信模式，使其既适应近距离测试也可以通过有线和无线网络以云测试方式完成矢量网络参数的测试功能，使其在兼容传统矢量网络分析。仪测量功能的同时，还将矢量网络分析仪的测量应用场景拓展到移动测试和云测试。

如图1所示，本发明的多信道网络参数分析系统包括：接口控制与数字处理板、信号发生与接收处理装置，接口控制与数字处理板通过不同的信道接口与服务应用程序对接，服务应用程序与分析仪装置之间通过有线网络、无线网络、通用串行总线等接口一起形成一个完整的矢量网络分析仪，信号发生与接收处理装置通过测试端口与被测设备(dut)相连接。

接口控制与数字处理板的信道接口支持以太网连接方式、wifi互联、4g/3g/2g网络连接以及通用串行总线互连方式，这几种信道接口可以同时存在也可以只存在一种接口，服务应用程序提供用户配置界面以选择分析系统的通讯信道，也可以按照用户指定顺序依次检测对应信道是否存在。

如图2所示，接口控制与数字处理板采用通用串行总线接口控制芯片的通用串行总线接口通讯功能，优选cypress公司的fx3芯片作为通用串行总线接口；通用串行总线接口控制芯片的通用处理接口(fx3芯片的gpifii接口)与fpga连接，通过fpga访问信号发生与接收处理装置板；spi-lan、spi-4g、spi-wifi模块采用市场上通用模块即可，信道数据解析模块是针对网络仪测试特点设计的解析程序，其对串行总线转lan、转wifi及转4g网络的握手信息以及分析系统参数设置和原始数据信息进行解析，使通用串口交互满足矢量网络分析仪通讯需求。分析系统的信道数据解析模块与服务应用程序的通讯模块交互，完成分析系统与服务应用程序之间的参数设置与原始数据交互，从而组成一个完整的矢量网络分析仪系统。

信道数据解析模块与服务应用程序交互过程如图3所示，服务应用程序启动时首先以安装顺序对信道进行检测，网络仪提供检测顺序界面，用户也可以指定通讯信道。服务应用程序打开指定通道并进行通讯测试，接收到用户测量命令时，将网络仪测量需要的频率、点数、中频带宽、延时等必要信息打包成网络仪环境变量通过通讯模块写入分析系统中，同时读取分析系统测试结果处理后显示。通讯模块根据读写数据类型将网络仪测量数据加标识，测试数据则直接发送；读写程序根据当前信道来确定是采用串口通讯模式或网络通讯模式。为方便信道通讯模式扩展，通讯模块的读写功能对应用程序透明，并预留了扩展接口。分析系统接收到数据后由信道解析模块进行处理，并将结果返回到通讯模块。

信道数据解析模块的工作原理如图4所示，上电复位后，信道数据解析模块首先自动检测当前通讯信道，然后启动对应的数据监控线程，监控到数据后分析收到的第一组数据，根据数据内容判断当前采用何种信道进行通讯；后续检测到输入数据时，首先判断是否为网络分析系统数据，若是则解析数据，根据数据包含的地址和数据启动译码线程，如果为写则存储，如果为读则启动信道数据发送线程，控制输出数据管脚输出指定地址的网络仪数据；如果为模块测试数据，则根据测试命令发送测试数据到数据输出管脚。

信道数据接收和发送线程，按照信道速率、数据位数、总数据长度向信道数据接收和数据发送管脚发送/接收数据，其工作原理如图5所示，包括以下步骤：

步骤一，判断信号数据是否有效，是，则进行步骤二；

步骤二，移位存储/发送接收数据，移位计数加1；

步骤三，判断移位计数是否等于数据位数，否，则进入步骤二，是，则进入步骤四；

步骤四，数据buffer指针加1，长度计数加1；

步骤五，判断长度计数是否等于总数据长度，否，则进入步骤二，是，则进入步骤一。

译码线程将数据写入相应地址中或者将相应地址中存储的数据通过信道数据发送线程发送给主控计算机。

如图6所示，本发明的多信道网络参数分析系统的控制程序按照功能分为四层：物理层、数据链路层、事物层、应用层。物理层实现fpga与分析系统各器件之间的接口映射，对各信道通信数据进行译码分析；数据链路层校验每个信道的通讯数据，保证信道通讯数据的正确性；事物层实现对信道数据的各位宽读、写、控制功能；应用层解析分析系统控制字并接收、分发数据到事物层，最终控制硬件输出。服务应用程序与分析系统通过以太网信道、wifi信道连接时，服务应用程序与分析系统组成一个局域网，通过局域网协议进行交互；两者通过串行总线连接时，分析系统作为标准usb设备与服务应用程序所在的控制机进行交互；两者通过4g/3g/2g等dtu模块进行通信时，服务应用程序可以布置在云端，作为云服务器与分析系统直接进行交互；也可以使服务应用程序和分析系统以透传云模式进行交互访问。

利用上述方式实现的多信道网络参数分析系统，既可以实现灵活的即插即用的网络参数分析，还可以实现远程测试、云测试的网络化矢量网络参数分析，使得矢量网络分析仪设备具有移动测试和云测试的能力。

本发明的多信道网络参数分析系统的软件架构还可以方便的扩展分析系统与服务应用程序之间的接口，为将来的升级和用户自定义开发提供了良好的程控接口。

本发明还提出了一种多通道网络参数分析方法，其工作原理与上述分析系统相同，这里不再赘述。

本发明利用通用串行总线转以太网、wifi、4g网络接口模块，以及通用串行总线控制芯片，实现矢量网络参数分析系统的多信道接口方式，不仅实现了网络分析仪的移动化、模块化，还增加了远程测试、云测试功能，使得网络分析仪可以同时满足用户移动测试和云测试的需求。通用串行接口的应用，使用户开发自定义服务应用程序成为可能，对矢量网络分析仪在其他领域的拓展应用奠定了基础。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。