基于R&S矢量源及信號(hào)分析儀的無(wú)線系統(tǒng)仿真及設(shè)計(jì)方案

圖3：矢量源SMU及信號(hào)分析儀FSQ。

　　除此之外，對(duì)于基帶仿真及測(cè)試所需的數(shù)字接口，由于標(biāo)準(zhǔn)和使用器件的差異性，需要滿足不同速率、不同接口形式、不同電平形式的數(shù)字接口。R&S提供的EX-IQ Box可以將不同的邏輯電平形式、不同的速率、不同的接口形式轉(zhuǎn)換為R&S統(tǒng)一的TVR290接口，并且支持矢量源和信號(hào)分析儀的數(shù)字IQ輸入和輸出，可以方便地和被測(cè)設(shè)備進(jìn)行連接。此外，對(duì)于最新版本的EX-IQ Box，也可以支持OBSAI和CPRI接口(圖4)。

　圖4：應(yīng)用于矢量源及信號(hào)分析儀的EX-IQ Box接口。

　　基于矢量源與信號(hào)分析儀的仿真及設(shè)計(jì)方案

　　如前所述，為了節(jié)省整個(gè)設(shè)計(jì)周期并且盡可能的保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，我們需要將仿真、設(shè)計(jì)和測(cè)試系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。對(duì)應(yīng)仿真系統(tǒng)而言，它主要通過(guò)軟件進(jìn)行分析，而被測(cè)系統(tǒng)往往都是硬件設(shè)備。因此，在設(shè)計(jì)中需要將軟件和硬件有機(jī)的結(jié)合起來(lái)完成相應(yīng)的工作。而我們的測(cè)試系統(tǒng)恰恰可以作為整個(gè)軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)連接的橋梁，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。測(cè)試系統(tǒng)及仿真系統(tǒng)的連接，可以通過(guò)GPIB或LAN口實(shí)現(xiàn)(圖5)。

圖5：基于R&S矢量源、信號(hào)分析儀以及VSS仿真軟件的仿真及設(shè)計(jì)方案框圖。

　　AWR公司的TestWave軟件將測(cè)試測(cè)量(T&M)設(shè)備與通信系統(tǒng)和射頻/微波電路仿真軟件相整合。結(jié)合MWO和VSS仿真軟件，TestWave為無(wú)線系統(tǒng)和射頻/微波電路設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)全面整合的設(shè)計(jì)流程，它將電路圖仿真、測(cè)試信號(hào)生成與測(cè)試測(cè)量驗(yàn)證合而為一。這些功能讓設(shè)計(jì)人員能利用半實(shí)物仿真進(jìn)行計(jì)算機(jī)比較研究。在同一環(huán)境將這兩個(gè)以前脫鉤的開(kāi)發(fā)階段整合，將能夠節(jié)省寶貴時(shí)間。其功能特色主要在于：連接VSS和MWO與外部測(cè)試測(cè)量設(shè)備、 全面整合設(shè)計(jì)流程，最終達(dá)到節(jié)省時(shí)間、加快產(chǎn)品上市的目的。

　　仿真及測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用

　　從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，最初我們可以完成從仿真系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的模擬(圖6)；也可以完成從硬件系統(tǒng)到仿真系統(tǒng)的模擬(圖7)。從仿真系統(tǒng)到硬件意味著：首先可以通過(guò)仿真軟件建立我們需要的波形文件，然后通過(guò)ARB的方式傳送至矢量源，通過(guò)其不同的接口完成相應(yīng)模塊測(cè)試；從硬件系統(tǒng)到仿真軟件意味著：將被測(cè)的硬件設(shè)備直接和我們的信號(hào)分析設(shè)備相連，通過(guò)不同的接口在儀表內(nèi)做相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，然后發(fā)送至仿真軟件進(jìn)行模擬測(cè)試。這也是我們?cè)谡麄€(gè)仿真及測(cè)試系統(tǒng)里的基本應(yīng)用。

圖6：從仿真系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的模擬。

圖7：從硬件系統(tǒng)到仿真系統(tǒng)的模擬。

　　當(dāng)然，在仿真和設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，也可以把硬件系統(tǒng)作為仿真環(huán)節(jié)的一部分進(jìn)行相應(yīng)的環(huán)路模擬仿真(圖8)。首先通過(guò)仿真軟件得到測(cè)試波形，發(fā)送至矢量源作為被測(cè)設(shè)備的激勵(lì)源，信號(hào)分析儀采集被測(cè)設(shè)備的輸出信號(hào)后傳送至仿真軟件進(jìn)行分析?；谶@樣的應(yīng)用，可以將被測(cè)硬件設(shè)備作為整個(gè)仿真系統(tǒng)的一部分。

　圖8：硬件系統(tǒng)作為仿真環(huán)節(jié)的一部分。

　　除此之外，還可以把仿真系統(tǒng)作為硬件鏈路的一部分，進(jìn)行相應(yīng)的硬件系統(tǒng)測(cè)試(圖9)。仿真軟件將信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)采集完以后，在軟件內(nèi)完成相應(yīng)的運(yùn)算，實(shí)時(shí)修改相應(yīng)的預(yù)失真算法并發(fā)送至矢量源作為被測(cè)設(shè)備的激勵(lì)源，以此不斷完成相應(yīng)的測(cè)試任務(wù)，并進(jìn)行相應(yīng)的算法開(kāi)發(fā)。

圖9：仿真系統(tǒng)作為硬件鏈路的一部分，線性預(yù)失真測(cè)試系統(tǒng)。

　　集成R&S信號(hào)產(chǎn)生方案的仿真及設(shè)計(jì)系統(tǒng)

　　在整個(gè)無(wú)線系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)中，VSS為研發(fā)和測(cè)試人員提供了從最底層到系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)方案，可以發(fā)揮設(shè)計(jì)人員最大的自主性。例如，基帶設(shè)計(jì)工程師可以利用此結(jié)構(gòu)一直深入到信號(hào)的各個(gè)層面，甚至自己定制或修改信號(hào)。為加快相應(yīng)的設(shè)計(jì)，VSS集成了R&S公司的WinIQSim2信號(hào)產(chǎn)生軟件，可以方便地產(chǎn)生完全符合通信標(biāo)準(zhǔn)的各種復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，如GSM、WCDMA、Wimax、LTE等。射頻工程師則不需要深入信號(hào)的細(xì)節(jié)，就能設(shè)置各種參數(shù)如信號(hào)功率、調(diào)制以及進(jìn)行相應(yīng)的物理層參數(shù)設(shè)置。這樣，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到模塊設(shè)計(jì)，從基帶設(shè)計(jì)工程師到射頻設(shè)計(jì)工程師都可以根據(jù)自己的需要選擇適合自己的設(shè)計(jì)方法，完成從仿真到設(shè)計(jì)再到測(cè)試的各個(gè)階段工作(圖10)。

圖10：集成R&S公司W(wǎng)inIQSim2的信號(hào)產(chǎn)生方案。

　　仿真及設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)例

　　在此，我們分別給出基于矢量源及信號(hào)分析儀的軍用FMCW系統(tǒng)及民用LTE無(wú)線系統(tǒng)的仿真及設(shè)計(jì)方案。