下一代無線通信系統(tǒng)正在推動(dòng)技術(shù)集成的新水平。更高的數(shù)據(jù)速率、物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 等系統(tǒng)的大規(guī)模連接、更低的功耗和其他雄心勃勃的目標(biāo)只能通過結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字、射頻和天線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)上，這些組件中的每一個(gè)都是單獨(dú)設(shè)計(jì)的，只是在構(gòu)建第一個(gè)硬件原型后進(jìn)行集成、測(cè)試和調(diào)試。這種方法的日子已經(jīng)屈指可數(shù)了，領(lǐng)域?qū)＜沂褂貌煌墓ぞ邌为?dú)工作。

利用當(dāng)前技術(shù)，從RF到基帶的整個(gè)信號(hào)鏈可以在單個(gè)可編程器件或模塊中實(shí)現(xiàn)。考慮使用這些器件所需的專業(yè)知識(shí)，更不用說設(shè)計(jì)這些器件之一：RF、數(shù)字邏輯、數(shù)字信號(hào)處理器 （DSP）、嵌入式軟件和系統(tǒng)架構(gòu)。為了將其集成到一個(gè)完整的系統(tǒng)中，工程師需要了解更多：天線設(shè)計(jì)、傳播以及一個(gè)或多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)。

例如，如果工程師在設(shè)計(jì)基帶算法時(shí)不考慮RF損傷，則這些算法不太可能在現(xiàn)實(shí)世界中工作。對(duì)于RF前端設(shè)計(jì)人員來說，DSP和數(shù)字控制算法以及天線配置將影響系統(tǒng)性能和成本。當(dāng)使用來自不同供應(yīng)商的多個(gè)工具時(shí)，很難對(duì)這些組件交互進(jìn)行建模，并且測(cè)試和糾正錯(cuò)誤既昂貴又緩慢，幾乎沒有時(shí)間優(yōu)化設(shè)計(jì)。

集成工作流

成功的無線工程團(tuán)隊(duì)明白，為了跟上下一代無線系統(tǒng)的需求，他們需要一種集成度更高的方法。每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都需要是能夠在數(shù)字、射頻和系統(tǒng)領(lǐng)域輕松工作的多功能工程師。

這些團(tuán)隊(duì)正在采用工具，幫助他們將多個(gè)工程學(xué)科集成到一個(gè)連貫的工作流程中。它們使用集成的軟件環(huán)境，如MATLAB和Simulink 提供的環(huán)境，支持基于模型的設(shè)計(jì)，包括算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、無線測(cè)試、原型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。改進(jìn)的工作流程使工程團(tuán)隊(duì)能夠聯(lián)合設(shè)計(jì)和驗(yàn)證算法和射頻組件，執(zhí)行端到端仿真，并連接到一系列硬件進(jìn)行測(cè)試、原型設(shè)計(jì)和實(shí)施，從而加快了無差錯(cuò)原型和產(chǎn)品的交付。

與仍在孤島中設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)相比，利用早期設(shè)計(jì)集成的團(tuán)隊(duì)報(bào)告說，總體開發(fā)時(shí)間節(jié)省了 30%，功能驗(yàn)證時(shí)間節(jié)省了 85%，設(shè)計(jì)重新修改大大減少，并且在第一次嘗試時(shí)就創(chuàng)建了無缺陷的實(shí)現(xiàn)。

多功能工具箱

靈活的集成仿真環(huán)境為無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。基于模型的設(shè)計(jì)允許工程師設(shè)計(jì)、建模和仿真多域無線系統(tǒng)。每個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)域?qū)＜叶伎梢允褂米钸m合其任務(wù)的工具對(duì)RF架構(gòu)、數(shù)字硬件和復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)邏輯進(jìn)行建模，然后將自己的工作無縫連接到系統(tǒng)的其余部分。

為了完成這組任務(wù)，軟件必須在三個(gè)級(jí)別上運(yùn)行：具有開放接口的低級(jí)功能（例如，調(diào)制、映射、預(yù)編碼）;一步處理完整鏈路（物理通道和信號(hào)）的中級(jí)功能;以及高級(jí)信號(hào)生成功能和應(yīng)用程序。它應(yīng)該提供與硬件無關(guān)的測(cè)試接口，因此生成的信號(hào)和測(cè)試臺(tái)可用于獨(dú)立于特定制造商的仿真和測(cè)試硬件。

滿足下一代的需求

能夠支持多功能無線工程師工作的工具已經(jīng)上市。它們對(duì)于高級(jí)研究和設(shè)計(jì)問題特別有用，例如對(duì)LTE和WLAN系統(tǒng)中的多天線（MIMO）系統(tǒng)進(jìn)行建模以及5G提案，包括天線陣列，傳播模式和波束成形。

因此，工程師可以消除步驟并更快地交付工作設(shè)計(jì)，因?yàn)樗麄兛梢宰C明符合仿真和無線測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，并通過聯(lián)合基帶RF仿真探索和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)可以在實(shí)施之前消除設(shè)計(jì)問題，并使用內(nèi)置參考模型簡(jiǎn)化驗(yàn)證。此外，工程師可以利用這些工具重用模型，以加快設(shè)計(jì)迭代和下一代項(xiàng)目，從而加快下一代無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

審核編輯：郭婷