基于R&S矢量源及信號(hào)分析儀的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)仿真及設(shè)計(jì)方案
基于羅德與施瓦茨(R&S)公司的矢量源和信號(hào)分析儀可以充分利用仿真設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)勢(shì),構(gòu)建無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的通用仿真平臺(tái),完成從天線(xiàn)設(shè)計(jì)、射頻電路與系統(tǒng)仿真、頻率合成仿真、基帶信號(hào)處理等全系統(tǒng)仿真任務(wù)。同時(shí)利用儀表測(cè)試的準(zhǔn)確性,在設(shè)計(jì)的不同階段,對(duì)于從天線(xiàn)到射頻到基帶、從模擬到射頻的系統(tǒng)和模塊進(jìn)行測(cè)試,以?xún)?yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),滿(mǎn)足研發(fā)和測(cè)試人員的多方面需求。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/201701/337699.htm無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
在整個(gè)無(wú)線(xiàn)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(jí)設(shè)計(jì):對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行論證和分析,對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn),哪些功能用軟件實(shí)現(xiàn)做好規(guī)劃。第二步是電路級(jí)設(shè)計(jì),也可稱(chēng)為子系統(tǒng)設(shè)計(jì):在此會(huì)把整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)有機(jī)的模塊,對(duì)分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),針對(duì)每一個(gè)模塊進(jìn)行精心設(shè)計(jì),如果有的模塊仍然比較復(fù)雜,還可對(duì)該模塊進(jìn)行細(xì)分。模塊設(shè)計(jì)完成以后,第三步是產(chǎn)品的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì):對(duì)模塊和子系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì),并盡早引入測(cè)試儀表以保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。第四步是產(chǎn)品的集成和驗(yàn)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(cè)試,觀(guān)察是否完成預(yù)期的目標(biāo);如果仿真出現(xiàn)問(wèn)題,就需要重復(fù)修改設(shè)計(jì),直至通過(guò)。最后,在形成產(chǎn)品之前,進(jìn)行必要的設(shè)備批準(zhǔn)和生產(chǎn),以此完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程(圖1)。
從系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程可以看出,為了節(jié)省設(shè)計(jì)周期,應(yīng)該盡早的引入測(cè)試環(huán)節(jié),這樣可以保證整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
圖1:自上而下的設(shè)計(jì)流程框圖。
仿真系統(tǒng)
對(duì)于雷達(dá)和通信等無(wú)線(xiàn)系統(tǒng),按其功能通??煞譃閹讉€(gè)部分:反饋部分、射頻收發(fā)部分、頻率源部分、基帶信號(hào)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(kuò)頻解擴(kuò)、調(diào)制解調(diào)、信道均衡和加密解密等。軟件無(wú)線(xiàn)電的概念提出來(lái)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?shí)現(xiàn)。但是,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,必須確定系統(tǒng)的各類(lèi)參數(shù)和工作模式,軟件算法實(shí)現(xiàn)的可行性,因此有必要進(jìn)行系統(tǒng)各模塊的仿真和全系統(tǒng)仿真?,F(xiàn)在市面上的EDA設(shè)計(jì)軟件中,AWR的MWO(Microwave Office)和VSS(VisualSystemSimulator)作為功能強(qiáng)大的仿真設(shè)計(jì)軟件,可以用于當(dāng)今多種復(fù)雜無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真,而且由于其易用性受到了較多的青睞。
MWO設(shè)計(jì)套件提供業(yè)界最強(qiáng)大、最靈活的射頻/微波設(shè)計(jì)環(huán)境。MWO采用獨(dú)一無(wú)二的AWR高頻設(shè)計(jì)平臺(tái),結(jié)合開(kāi)放式設(shè)計(jì)環(huán)境和先進(jìn)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,實(shí)現(xiàn)了前所未有的開(kāi)放性和交互性,不僅便于使用,還能順應(yīng)設(shè)計(jì)過(guò)程中每個(gè)階段的需要來(lái)整合業(yè)界最佳工具。面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一資料庫(kù)與電路圖、模擬資料和布局資料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步,提供設(shè)計(jì)人員所需的一切資料。一個(gè)方案的從構(gòu)思經(jīng)仿真直接進(jìn)入實(shí)際操作,全部都在一個(gè)平臺(tái)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(jì)人員提高工作效率、縮短設(shè)計(jì)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(jì)完整的端對(duì)端通信系統(tǒng)的套件。VSS不僅可以用于系統(tǒng)級(jí)的各種通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以對(duì)系統(tǒng)中采用MWO、Matlab、C++完成的各個(gè)模塊進(jìn)行分析和調(diào)用。利用VSS的獨(dú)特功能,設(shè)計(jì)人員能夠針對(duì)當(dāng)今復(fù)雜通信設(shè)計(jì)的每一個(gè)基礎(chǔ)元件,設(shè)計(jì)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(jì)框圖。
測(cè)試系統(tǒng)
對(duì)于整個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)而言,在完成最初的仿真后,為了保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,我們需要對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行驗(yàn)證。無(wú)論從基帶和射頻的角度,還是從模擬到數(shù)字的角度來(lái)看:現(xiàn)有的測(cè)試系統(tǒng)需要相應(yīng)的接口以完成不同模塊、不同階段的測(cè)試。除此之外,由于現(xiàn)有的被測(cè)系統(tǒng)具有的多樣性特點(diǎn),測(cè)試系統(tǒng)提供的接口需要盡可能地靈活以滿(mǎn)足不同的被測(cè)設(shè)備。R&S公司的矢量源和信號(hào)分析儀可以提供從基帶到射頻、從模擬到數(shù)字、從單端到差分、以及從輸入到輸出的多種接口以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和測(cè)試的多方面需求。
R&S的矢量源從SMU200A到SMBV,都可以通過(guò)實(shí)時(shí)或者ARB的方式產(chǎn)生所需的測(cè)試數(shù)據(jù),同時(shí)SMU獨(dú)特的雙通道設(shè)計(jì)理念和內(nèi)置衰落模擬器功能可以方便的進(jìn)行不同的配置以滿(mǎn)足不同的測(cè)試需求。另外所有矢量源提供的基帶、射頻接口可以對(duì)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的不同鏈路模塊進(jìn)行測(cè)試;而基帶部分(包括基帶源AMU及AFQ系列)提供的基帶模擬和數(shù)字IQ輸入、輸出接口又可以滿(mǎn)足不同被測(cè)器件的需求。R&S的信號(hào)分析儀從FSQ到FSV系列,也可以直接分析從基帶到射頻的輸入信號(hào),通過(guò)解調(diào)選件、矢量分析選件或內(nèi)置的移動(dòng)通信選件完成對(duì)不同設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)分析。另外,F(xiàn)Sx系列提供的模擬和數(shù)字IQ輸入輸出接口,不但可以對(duì)不同的模塊進(jìn)行分別測(cè)試,還可以完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集功能,以方便在后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(圖3)。
評(píng)論