1. RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，RFID技術(shù)得以快速發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。隨著制造成本的下降和標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)，RFID技術(shù)的全面推廣和普遍應(yīng)用將是不可逆轉(zhuǎn)的趁勢，這也給RFID測試領(lǐng)域帶來了巨大的需求和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。負(fù)責(zé)制訂RFID標(biāo)準(zhǔn)的兩大主要國際組織ISO和EPCglobal都針對RFID協(xié)議一致性測試及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)布了相關(guān)的規(guī)范。

1.1  RFID協(xié)議一致性測試的相關(guān)規(guī)范

RFID協(xié)議一致性測試規(guī)范是隨著RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而發(fā)展起來的，測試規(guī)范的目的即確定被測單元的特性與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一致。ISO和EPCglobal都根據(jù)已發(fā)布的RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制訂了對應(yīng)的測試規(guī)范，用于指導(dǎo)進(jìn)行規(guī)范、可靠的RFID協(xié)議一致性測試。由于不同RFID協(xié)議的調(diào)制參數(shù)、編碼方式、防沖突機(jī)制、幀結(jié)構(gòu)、指令集等都各不相同，且不同頻段的RFID產(chǎn)品可能具有完全不同的特性，所以每一種協(xié)議都有其對應(yīng)的一致性測試規(guī)范，如表1-1所示：

表1-1：RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的一致性測試規(guī)范

RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了包括物理層和協(xié)議層在內(nèi)的各項(xiàng)特性，而一致性測試規(guī)范中則規(guī)定了測試環(huán)境、測試項(xiàng)目和測試預(yù)期結(jié)果，根據(jù)測試規(guī)范列舉的測試項(xiàng)目，通過比較被測單元的實(shí)際輸出與預(yù)期輸出的異同，來判定被測單元是否與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一致。
除此之外，每個(gè)國家或地區(qū)還會有特定的RFID產(chǎn)品規(guī)范，會對產(chǎn)品的功率、頻率、帶寬等參數(shù)進(jìn)行限制，該規(guī)范所規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也屬于RFID協(xié)議一致性測試的范疇。對于在中國銷售和使用的RFID產(chǎn)品，國家信息產(chǎn)業(yè)部于2007年發(fā)布了“800/900MHz頻段RFID技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定”，以規(guī)范該頻段RFID 產(chǎn)品的應(yīng)用。

1.2 RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)面臨的困難與挑戰(zhàn)
對于大多數(shù)已長期應(yīng)用的無線通訊系統(tǒng)，如GSM等，傳統(tǒng)測試儀器制造商已能夠?yàn)槠涮峁┚C合測試儀。典型的協(xié)議一致性測試配置包括一臺綜合測試儀和被測設(shè)備，其中綜合測試儀作為主單元，被測設(shè)備作為從單元，兩者之間通過射頻電纜相連或通過天線經(jīng)空中傳輸相連，在建立通訊鏈路的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置及測試。RFID技術(shù)作為無線通訊的新興領(lǐng)域之一，其協(xié)議一致性測試目前仍然較多的依靠信號發(fā)生器、頻譜儀和示波器等傳統(tǒng)儀器的組合，但由于RFID技術(shù)在具有無線通訊所共有的特性之外，又有著其獨(dú)有的特殊性，采用傳統(tǒng)儀器的組合很難構(gòu)建出完善的協(xié)議一致性測試系統(tǒng)。
首先，RFID閱讀器與標(biāo)簽的測試與傳統(tǒng)設(shè)備的測試差異較大，以EPC UHF Class 1 Gen 2標(biāo)準(zhǔn)為例，閱讀器和標(biāo)簽通訊的時(shí)序如圖1-1所示：
 
圖1-1：EPC UHF Class 1 Gen 2通訊時(shí)序
整個(gè)實(shí)時(shí)通訊過程在數(shù)毫秒內(nèi)即全部完成，其中包含了2條指令以及2條應(yīng)答交互的實(shí)時(shí)握手操作，即Query（指令）→RN16（應(yīng)答）→ACK（指令）→PC+EPC+CRC16（應(yīng)答），其中鏈接時(shí)間T1和T2都在微秒量級。根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，ACK指令中必須正確包含前一條應(yīng)答中的16位隨機(jī)數(shù)，且在規(guī)定的鏈接時(shí)間T2之內(nèi)反饋給標(biāo)簽，否則通訊將失敗。因此采用預(yù)生成信號的方式無法完成實(shí)時(shí)通訊過程，測試系統(tǒng)必須具有在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)生成信號的能力，傳統(tǒng)的信號發(fā)生器無法滿足該協(xié)議的時(shí)序要求。
其次，RFID協(xié)議一致性測試的關(guān)鍵在于測試的完整性，必須根據(jù)一致性測試規(guī)范對被測單元進(jìn)行完整的物理層和協(xié)議層測試。傳統(tǒng)儀器通常只能夠完成對物理層參數(shù)的測試，而由于其靈活性的局限無法對協(xié)議層參數(shù)進(jìn)行測試。另一方面，由于測試條件眾多，對于單個(gè)參數(shù)，如鏈接時(shí)間等，需要在不同頻率，不同碼率，不同編碼方式等情況下分別進(jìn)行測試，這就使得測試點(diǎn)成幾何級數(shù)增長。如果采用傳統(tǒng)儀器進(jìn)行手動測試，完成完整的協(xié)議一致性測試將需要很長的時(shí)間，如何提高測試速度也成為了RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的課題之一。
再次，RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)種類眾多，有適用于近距離通訊的LF、HF頻段標(biāo)準(zhǔn)，還有適用于遠(yuǎn)距離通訊的UHF、Microwave頻段標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)頻段內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)還由于工作模式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊牟煌煌Ｃ恳环NRFID協(xié)議都有自己獨(dú)特的測試需求，在ISO和EPCglobal制訂的各個(gè)RFID協(xié)議一致性測試規(guī)范中，對一致性測試系統(tǒng)的描述和要求也不盡相同。RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的多樣性為協(xié)議一致性測試系統(tǒng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如何用一個(gè)通用測試平臺來覆蓋所有的RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可靠的實(shí)現(xiàn)RFID協(xié)議一致性測試，是亟需解決的一個(gè)問題。
最后，RFID技術(shù)本身還在不斷演進(jìn)，包括ISO和EPCglobal在內(nèi)的國際組織，以及RFID領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，還在不斷的完善現(xiàn)有協(xié)議，發(fā)展新協(xié)議，如即將發(fā)布的EPC HF Class 1 Gen 2標(biāo)準(zhǔn)將作為Mode 3對ISO 18000-3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展。新協(xié)議的出現(xiàn)，又會帶來新的物理層空中接口規(guī)定和協(xié)議層數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，因此需要一個(gè)靈活可擴(kuò)展的測試平臺與之相適應(yīng)，使之不僅能實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有RFID協(xié)議的一致性測試，也能快速應(yīng)對下一代RFID協(xié)議的測試需求。

2. RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)概述
目前應(yīng)用于RFID協(xié)議一致性測試的系統(tǒng)主要有以下幾種構(gòu)架方式，即：成功/失敗模式、監(jiān)聽模式、激勵(lì)/響應(yīng)模式、實(shí)時(shí)仿真模式，依次覆蓋了從簡單到復(fù)雜不同層次的一致性測試需求。本節(jié)中我們將對比不同構(gòu)架的特點(diǎn)及其局限性，并引入軟件無線電等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合各種測試構(gòu)架來應(yīng)對RFID協(xié)議一致性測試中面臨的困難與挑戰(zhàn)。

2.1 RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的構(gòu)架方式
1. 成功/失敗模式
最簡單的RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)采用一個(gè)參考閱讀器與被測標(biāo)簽之間進(jìn)行通訊，得出通訊成功或失敗的結(jié)果，以此判定被測標(biāo)簽的特性，或反之采用參考標(biāo)簽判定被測閱讀器的特性。成功/失敗模式如圖2-1所示：
 
圖2-1：成功/失敗模式
該測試模式的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成簡單，測試時(shí)間極短，適合于生產(chǎn)線等對測試速度要求很高的測試場合。但其缺點(diǎn)在于測試項(xiàng)目少，測試結(jié)果簡單，僅能提供被測單元是否正常工作的信息，對于判定被測單元的協(xié)議一致性來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。另外，當(dāng)遇到測試結(jié)果為失敗時(shí)，由于無法分析失敗的原因，不能夠?qū)Ρ粶y單元的改進(jìn)提供有用的信息。
2. 監(jiān)聽模式
嚴(yán)格來說，成功/失敗模式并未真正構(gòu)成RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，該模式更多的只作為一種輔助的測試手段。針對成功/失敗模式的不足，我們可以在它的基礎(chǔ)上增加頻譜儀和示波器等儀器，構(gòu)成監(jiān)聽模式。進(jìn)一步的，我們可以采用矢量信號分析儀等高級信號分析儀器替代頻譜儀和示波器，以獲得更加強(qiáng)大的信號分析能力。在該測試模式中，當(dāng)參考單元和被測單元之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，我們可以通過第三方儀器對通訊的信號進(jìn)行采集和分析。監(jiān)聽模式如圖2-2所示：
 
圖2-2：監(jiān)聽模式
該測試模式能夠?qū)崿F(xiàn)的協(xié)議一致性測試功能主要取決于兩個(gè)要素，首先是矢量信號分析儀。RFID協(xié)議一致性測試，要求矢量信號分析儀不僅具有傳統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析功能，還需要具有針對RFID協(xié)議的解調(diào)和解碼功能，才能獲得通訊過程中的數(shù)據(jù)。同時(shí)，矢量信號分析儀還需要具備適合于RFID信號的同步觸發(fā)采集功能，如射頻功率觸發(fā)或頻譜模板觸發(fā)。由于幾乎所有RFID信號都是間斷的瞬時(shí)信號，具有射頻功率開啟標(biāo)志著通訊開始的共同特征，射頻功率觸發(fā)已成為最常用的觸發(fā)采集方式。除此之外，由于RFID閱讀器和標(biāo)簽之間的通訊速率很快，受限于矢量信號分析儀的操作和信號處理速度，監(jiān)聽模式下無法實(shí)現(xiàn)對信號的實(shí)時(shí)分析，而只能采用實(shí)時(shí)采集，離線分析的方式，因此矢量信號分析儀的信號存儲能力就顯得至關(guān)重要了。
監(jiān)聽模式在彌補(bǔ)了成功/失敗模式的不足的同時(shí)，也存在著同樣的局限性，即該測試模式的另一個(gè)要素，參考單元（閱讀器或標(biāo)簽）。在RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中，對于大多數(shù)參數(shù)的規(guī)定，都采用了靈活組合的方式，即閱讀器和標(biāo)簽都可以在寬泛的范圍內(nèi)進(jìn)行操作，如不同的調(diào)制參數(shù)、編碼方式、數(shù)據(jù)速率、強(qiáng)制的和可選的指令集等。需要說明的是，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定閱讀器和標(biāo)簽并不需要同時(shí)支持所有的參數(shù)組合方式，而由于研發(fā)和生產(chǎn)成本等因素的制約，實(shí)際的RFID產(chǎn)品也無法支持所有的參數(shù)組合方式。
參考單元的選擇很大程度上決定了該測試模式的效果，但尋找一個(gè)包含了所有功能的“完美”參考單元幾乎是不現(xiàn)實(shí)的。退一步來看，即使找到了“完美”參考單元，對于完成RFID協(xié)議一致性測試來說還是不夠的，因?yàn)樵趨f(xié)議一致性測試中，不僅需要測試協(xié)議規(guī)定的正確通訊流程，還需要執(zhí)行非正常流程來測試被測單元在特定條件下的反應(yīng)。
受參考單元功能限制的影響，監(jiān)聽模式很難實(shí)現(xiàn)全面的協(xié)議一致性測試，但對于協(xié)議一致性測試來說，測試的完整性卻又是必須保證的。因此，監(jiān)聽模式只適合于基本的物理層測試，如不依賴于標(biāo)簽應(yīng)答的閱讀器射頻參數(shù)等。

3. 激勵(lì)/響應(yīng)模式
RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的第三種實(shí)現(xiàn)是激勵(lì)/響應(yīng)模式，在這種模式下，參考單元被矢量信號發(fā)生器所取代，矢量信號發(fā)生器可以發(fā)射特定的RFID信號給被測單元，并同時(shí)給矢量信號分析儀發(fā)送一個(gè)數(shù)字觸發(fā)標(biāo)志，在收到觸發(fā)時(shí)矢量信號分析儀開始同步采集通訊信號以進(jìn)行分析。激勵(lì)/響應(yīng)模式如圖2-3所示：
 
圖2-3：激勵(lì)/響應(yīng)模式
該測試模式在各類測試應(yīng)用中是比較常見的，因?yàn)檫@種測試模式具有很強(qiáng)的可控性并且容易實(shí)現(xiàn)自動化測試。與被動的監(jiān)聽模式不同，激勵(lì)/響應(yīng)模式能夠主動的發(fā)射所需的激勵(lì)信號，以此獲得一個(gè)預(yù)期的響應(yīng)信號，可以有效的提高信號分析工作的效率。對比于分析一個(gè)已知的預(yù)期信號，被動的分析一個(gè)未知信號往往要花費(fèi)成倍的運(yùn)算量與處理時(shí)間。激勵(lì)/響應(yīng)模式的可控性，還在于它可以通過激勵(lì)信號主動的控制被測單元的狀態(tài)，進(jìn)而控制整個(gè)測試的流程，這也是自動化測試必不可少的條件。
在使用矢量信號發(fā)生器替代參考單元之后，監(jiān)聽模式下最大的局限性也得以改善。現(xiàn)代的矢量信號發(fā)生器通常都是支持程控的，可以通過軟件來自由的控制各種物理層參數(shù)，仿真不同RFID協(xié)議的閱讀器指令或標(biāo)簽應(yīng)答，而矢量信號發(fā)生器和矢量信號分析儀的協(xié)同工作，也使得協(xié)議層參數(shù)的控制成為可能。進(jìn)一步的，該模式下還能夠執(zhí)行非正常流程，測試被測單元的錯(cuò)誤處理機(jī)制，進(jìn)行完整的協(xié)議一致性測試。
激勵(lì)/響應(yīng)模式的優(yōu)勢顯而易見，這也使它成為RFID協(xié)議一致性測試的最佳方案，此外還可以用于RFID互操作性測試和性能測試。但基本的激勵(lì)/響應(yīng)模式仍然有一個(gè)問題尚未解決，即RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)時(shí)握手通訊過程，因此只能適用于大多數(shù)不需要實(shí)時(shí)握手通訊的RFID協(xié)議一致性測試。
4. 實(shí)時(shí)仿真模式
作為激勵(lì)/響應(yīng)模式的衍生和改進(jìn)，實(shí)時(shí)仿真模式采用了通用的基于FPGA的基帶處理器，同時(shí)替代了矢量信號發(fā)生器的信號發(fā)生模塊和矢量信號分析儀的信號分析模塊，配合射頻前端協(xié)同工作。對于射頻前端部分，可以采用具有基帶信號輸入功能的矢量信號發(fā)生器和具有基帶信號輸出功能的矢量信號分析儀，或直接采用獨(dú)立的射頻上變頻器和射頻下變頻器，通過基帶信號接口與FPGA基帶處理器相連接。實(shí)時(shí)仿真模式如圖2-4所示：
 
圖2-4：實(shí)時(shí)仿真模式
該測試模式最大的特點(diǎn)是將原本分離的信號發(fā)生和信號分析模塊合二為一，在同一個(gè)基帶處理器上依靠FPGA強(qiáng)大的實(shí)時(shí)處理能力，實(shí)現(xiàn)了從信號仿真到信號測量的全部功能，并且實(shí)現(xiàn)了從信號分析到信號發(fā)生的實(shí)時(shí)反饋，最終解決了RFID協(xié)議一致性測試中的實(shí)時(shí)握手通訊問題。除此之外，信號發(fā)生和信號分析模塊的一體化，還為進(jìn)一步提高測試速度提供了可能，F(xiàn)PGA的靈活可編程特性，也為快速應(yīng)對未來RFID協(xié)議的測試需求提供了保障。

2.2 RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
嵌入FPGA基帶處理器的實(shí)時(shí)仿真模式，實(shí)質(zhì)上是引入了“軟件無線電”這一關(guān)鍵技術(shù)。所謂軟件無線電技術(shù)，即通訊過程的信號由軟件來確定，是一種用軟件實(shí)現(xiàn)物理層鏈接的無線通訊設(shè)計(jì)。軟件無線電技術(shù)的核心是將寬帶A/D、D/A盡可能靠近天線端，采用軟件數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)盡可能多的無線電功能，其中心思想是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺上，通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)一種具有多模式無線通訊功能的開放式體系結(jié)構(gòu)。
1992年5月在美國通訊系統(tǒng)會議上，約瑟夫•米托拉首次明確提出了“軟件無線電”的概念。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，軟件無線電技術(shù)快速發(fā)展，特別是在測試測量領(lǐng)域以其獨(dú)特的優(yōu)勢得到了越來越廣泛的運(yùn)用。軟件無線電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于它的靈活性，可以通過增加軟件模塊，方便地增加新功能。在軟件無線電中，諸如信道帶寬、調(diào)制參數(shù)、編碼方式等都可以進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)不同通訊或測試的需求。軟件無線電技術(shù)具有較強(qiáng)的開放性，由于采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)，其硬件可以隨器件和技術(shù)的發(fā)展而更新或擴(kuò)展，軟件也可以隨需要不斷升級，能夠有效的降低系統(tǒng)的開發(fā)升級成本，提高資源的重復(fù)利用度，節(jié)約開發(fā)時(shí)間。
軟件無線電作為一種開放式構(gòu)架，在不同的具體應(yīng)用中其體系結(jié)構(gòu)也會稍有差異， 借鑒ITU-R SM.1537標(biāo)準(zhǔn)對軟件無線電接收機(jī)的定義，我們可以看到適用于各種軟件無線電系統(tǒng)的一般準(zhǔn)則，如圖2-5所示：
 
圖2-5：軟件無線電（接收機(jī)）的體系結(jié)構(gòu)
軟件無線電的體系結(jié)構(gòu)包含三個(gè)關(guān)鍵要素：模塊化硬件，開放高速總線，數(shù)字信號處理，以下將依次介紹各要素的特點(diǎn)及其對RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的影響。
1. 模塊化硬件
隨著無線通訊技術(shù)的高速發(fā)展，對于測試測量也提出了更高的要求，測試項(xiàng)目和范圍與日俱增，測試精度和速度要求急劇提高。在測試系統(tǒng)中，對儀器的“智能”要求越來越高，儀器中微機(jī)的任務(wù)不斷加重，儀器在很多方面逐漸向計(jì)算機(jī)靠攏，測試系統(tǒng)中包含的重復(fù)部件也越來越多，因此需要統(tǒng)籌地考慮儀器與計(jì)算機(jī)之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在這種背景下，1982年首次出現(xiàn)了一種與PC機(jī)配合使用的模塊化儀器，測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)逐漸也從傳統(tǒng)的機(jī)架層迭式結(jié)構(gòu)發(fā)展成為模塊化硬件結(jié)構(gòu)。
基于模塊化硬件的測試系統(tǒng)通過選擇合適的硬件模塊并在標(biāo)準(zhǔn)的軟件環(huán)境中定制測試程序，即可滿足各種具體的應(yīng)用需求，采用模塊化硬件構(gòu)建的測試系統(tǒng)比傳統(tǒng)儀器具有更高的同步特性、數(shù)據(jù)吞吐量、測量精度和靈活性。在RFID協(xié)議一致性測試中，以實(shí)時(shí)仿真模式為例，我們可以選擇模塊化的FPGA基帶處理器、模塊化的射頻上變頻器、模塊化的射頻下變頻器來構(gòu)成集成的測試系統(tǒng)。靈活的模塊化硬件結(jié)構(gòu)也為系統(tǒng)提供了良好的擴(kuò)展性， FPGA基帶處理器可以滿足不斷演進(jìn)的RFID協(xié)議，通用的射頻前端則提供了HF、UHF 以及Microwave等多種頻率接口。
2. 開放高速總線
僅模塊化硬件并不足以構(gòu)成一個(gè)完整的測試系統(tǒng)，模塊化硬件之間還需要開放的高速總線來連接成為一個(gè)有機(jī)的整體，在測試測量技術(shù)發(fā)展的過程中，先后出現(xiàn)了GPIB、VXI、PXI、PXI Express等多種儀器總線。
早在機(jī)架層迭式結(jié)構(gòu)的階段，人們就認(rèn)識到幾乎不可能采用獨(dú)立儀器來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的測試系統(tǒng)，提出了采用不同儀器組合，通過儀器總線來構(gòu)建測試系統(tǒng)的方法。最早于60年代中期發(fā)展起來的惠普接口總線（HP-IB）是第一種被廣泛應(yīng)用的儀器總線，也被稱為GPIB，它能夠把最多15臺儀器連接到一臺控制器上，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為1MB/s，許多儀器制造商提供了大量支持GPIB總線的測試儀器。GPIB總線的主要局限在于它的帶寬，在應(yīng)用于高數(shù)據(jù)流量的測試場合，如無線通訊測試時(shí)，可能成為系統(tǒng)的瓶頸。在模塊化硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，則發(fā)展出了基于VEM總線的儀器擴(kuò)展平臺VXI總線，基于PCI總線的儀器擴(kuò)展平臺PXI總線，以及基于最先進(jìn)的PCI Express總線的儀器擴(kuò)展平臺PXI Express總線。
PXI總線在每一個(gè)橋段上允許連接7個(gè)外圍設(shè)備，使用PCI-PCI橋接后最多可以有256個(gè)擴(kuò)展設(shè)備，能夠達(dá)到132 MB/s的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。在大幅度提高總線帶寬的同時(shí)，PXI總線還加入了多背板同步時(shí)鐘，把10MHz的參考時(shí)鐘分布到所有的外圍設(shè)備上，并且有8條可選擇的總線觸發(fā)線。PXI Express總線在具有PXI總線一系列優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，更進(jìn)一步的把最大數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了數(shù)GB/s級別。在RFID協(xié)議一致性測試中，通訊過程通常在毫秒量級的時(shí)間內(nèi)即完成，這就要求測試系統(tǒng)的各個(gè)組件之間具有可靠的高速同步機(jī)制，對于脫離開放高速總線的系統(tǒng)來說，精確的同步機(jī)制通常很難做到。另一方面，通訊信號的采集分析需要較高的采樣率來保證信號的完整性，由此而帶來的高數(shù)據(jù)流量也得益于開放高速總線而解決。
3. 數(shù)字信號處理
強(qiáng)大的數(shù)字信號處理是軟件無線電技術(shù)的關(guān)鍵，具體又分為固化于模塊化硬件上的硬件數(shù)字信號處理，以及運(yùn)行于FPGA和CPU上的軟件數(shù)字信號處理。在無線通訊測試領(lǐng)域，數(shù)字上變頻（DUC）和數(shù)字下變頻（DDC）是最常見的兩種硬件數(shù)字信號處理功能。DUC可通過硬件進(jìn)行正交數(shù)字上變頻和基帶信號插值， DDC可通過硬件進(jìn)行正交數(shù)字下變頻和基帶信號抽取，從而大大降低信號的數(shù)據(jù)量，減少數(shù)據(jù)處理和傳輸時(shí)間。DUC和DDC的應(yīng)用價(jià)值在于，在實(shí)際的射頻測試儀器的實(shí)現(xiàn)中，出于抗干擾等一系列因素的考慮，A/D、D/A的轉(zhuǎn)換通常并非直接在基帶完成，而是在介于基帶和最終射頻信號之間的某一“中頻”信號下完成，具體可參閱相關(guān)射頻技術(shù)書籍。DUC和DDC實(shí)現(xiàn)了數(shù)字基帶信號和數(shù)字中頻信號之間的雙向轉(zhuǎn)換，此功能極大的提高了RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)的性能。
運(yùn)行于FPGA和CPU上的軟件數(shù)字信號處理則能夠完成基帶信號相關(guān)的分析處理功能，其中 FPGA具有可配置的觸發(fā)、定時(shí)和板載決策，能夠?qū)崟r(shí)地控制I/O信號，特別適合于RFID協(xié)議一致性測試中實(shí)時(shí)處理功能的構(gòu)建，各種復(fù)雜的數(shù)字濾波、調(diào)制/解調(diào)、編碼/解碼、CRC以及邏輯控制算法在FPGA上都得以實(shí)時(shí)執(zhí)行。CPU對于各種通用軟件的強(qiáng)大支持特性，非常適合于完成復(fù)雜的非實(shí)時(shí)信號處理工作，以及構(gòu)建上層的測試應(yīng)用程序，如運(yùn)用測試管理軟件來組織RFID協(xié)議一致性測試眾多的測試項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動化測試系統(tǒng)。