基于R&S矢量源及信號分析儀的無線系統(tǒng)仿真及設(shè)計

　　在民用和軍用領(lǐng)域，隨著無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，新器件、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮，也使得新的通信系統(tǒng)越來越復(fù)雜。為了保證設(shè)計的準(zhǔn)確性，同時縮短相應(yīng)的設(shè)計周期，需要在設(shè)計初期就開始對系統(tǒng)進行相應(yīng)的仿真和驗證，同時對于各個階段完成的不同模塊也要進行分別的仿真和測試。雖然各類大型的EDA軟件相繼成熟，針對不同的領(lǐng)域都有不同的專業(yè)軟件，為完成設(shè)計提供了強大的支持。但是，由于缺少實際的被測系統(tǒng)，在系統(tǒng)仿真和模塊仿真階段如何進行相應(yīng)的驗證一直是困擾設(shè)計人員的主要問題。因此從設(shè)計初期開始就有必要引入相應(yīng)的測試功能，這也是整個無線系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點。

　　基于羅德與施瓦茨(RS)公司的矢量源和信號分析儀可以充分利用仿真設(shè)計軟件的優(yōu)勢，構(gòu)建無線系統(tǒng)的通用仿真平臺，完成從天線設(shè)計、射頻電路與系統(tǒng)仿真、頻率合成仿真、基帶信號處理等全系統(tǒng)仿真任務(wù)。同時利用儀表測試的準(zhǔn)確性，在設(shè)計的不同階段，對于從天線到射頻到基帶、從模擬到射頻的系統(tǒng)和模塊進行測試，以優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，滿足研發(fā)和測試人員的多方面需求。

　　無線系統(tǒng)設(shè)計流程

　　在整個無線通信系統(tǒng)的研發(fā)中，我們采用自上而下的方式。第一步是系統(tǒng)級設(shè)計：對系統(tǒng)進行論證和分析，對系統(tǒng)要完成什么樣的功能，達(dá)到什么樣的性能指標(biāo)，哪些功能用硬件電路來實現(xiàn)，哪些功能用軟件實現(xiàn)做好規(guī)劃。第二步是電路級設(shè)計，也可稱為子系統(tǒng)設(shè)計：在此會把整個系統(tǒng)分為幾個有機的模塊，對分模塊進行設(shè)計，針對每一個模塊進行精心設(shè)計，如果有的模塊仍然比較復(fù)雜，還可對該模塊進行細(xì)分。模塊設(shè)計完成以后，第三步是產(chǎn)品的硬件系統(tǒng)設(shè)計：對模塊和子系統(tǒng)進行相應(yīng)設(shè)計，并盡早引入測試儀表以保證設(shè)計的準(zhǔn)確性。第四步是產(chǎn)品的集成和驗證：在保證模塊和子系統(tǒng)準(zhǔn)確性的前提下，完成系統(tǒng)集成和總體測試，觀察是否完成預(yù)期的目標(biāo);如果仿真出現(xiàn)問題，就需要重復(fù)修改設(shè)計，直至通過。最后，在形成產(chǎn)品之前，進行必要的設(shè)備批準(zhǔn)和生產(chǎn)，以此完成產(chǎn)品的開發(fā)過程(圖1)。歡迎轉(zhuǎn)載,本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)(http://www.elecfans.com )

　　從系統(tǒng)設(shè)計流程可以看出，為了節(jié)省設(shè)計周期，應(yīng)該盡早的引入測試環(huán)節(jié)，這樣可以保證整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

　　圖1：自上而下的設(shè)計流程框圖。

　　仿真系統(tǒng)

　　對于雷達(dá)和通信等無線系統(tǒng)，按其功能通常可分為幾個部分：反饋部分、射頻收發(fā)部分、頻率源部分、基帶信號處理部分，其中基帶處理部分又包括信源編解碼、信道編解碼、交織解交織、擴頻解擴、調(diào)制解調(diào)、信道均衡和加密解密等。軟件無線電的概念提出來以后，所有的基帶處理都可以在通用的DSP和大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷蠈崿F(xiàn)。但是，在系統(tǒng)設(shè)計之初，必須確定系統(tǒng)的各類參數(shù)和工作模式，軟件算法實現(xiàn)的可行性，因此有必要進行系統(tǒng)各模塊的仿真和全系統(tǒng)仿真。現(xiàn)在市面上的EDA設(shè)計軟件中，AWR的MWO(Microwave Office)和VSS(Visual System Simulator)作為功能強大的仿真設(shè)計軟件，可以用于當(dāng)今多種復(fù)雜無線通信系統(tǒng)的設(shè)計和仿真，而且由于其易用性受到了較多的青睞。

　　MWO設(shè)計套件提供業(yè)界最強大、最靈活的射頻/微波設(shè)計環(huán)境。MWO采用獨一無二的AWR高頻設(shè)計平臺，結(jié)合開放式設(shè)計環(huán)境和先進的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了前所未有的開放性和交互性，不僅便于使用，還能順應(yīng)設(shè)計過程中每個階段的需要來整合業(yè)界最佳工具。面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一資料庫與電路圖、模擬資料和布局資料實現(xiàn)自動同步，提供設(shè)計人員所需的一切資料。一個方案的從構(gòu)思經(jīng)仿真直接進入實際操作，全部都在一個平臺即可完成。該產(chǎn)品的最新版本將繼續(xù)協(xié)助微波設(shè)計人員提高工作效率、縮短設(shè)計周期，并加快射頻/微波產(chǎn)品上市。AWR的VSS是一套功能完備、用于設(shè)計完整的端對端通信系統(tǒng)的套件。VSS不僅可以用于系統(tǒng)級的各種通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以對系統(tǒng)中采用MWO、Matlab、C++完成的各個模塊進行分析和調(diào)用。利用VSS的獨特功能，設(shè)計人員能夠針對當(dāng)今復(fù)雜通信設(shè)計的每一個基礎(chǔ)元件，設(shè)計出正確的系統(tǒng)架構(gòu)并確定適當(dāng)?shù)囊?guī)格(圖2)。

　　圖2：基于MWO和VSS的系統(tǒng)設(shè)計框圖。