基于R&S矢量源及信號分析儀的無線系統仿真及設計方案

圖3：矢量源SMU及信號分析儀FSQ。

　　除此之外，對于基帶仿真及測試所需的數字接口，由于標準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、不同的接口形式轉換為R&S統一的TVR290接口，并且支持矢量源和信號分析儀的數字IQ輸入和輸出，可以方便地和被測設備進行連接。此外，對于最新版本的EX-IQ Box，也可以支持OBSAI和CPRI接口(圖4)。

　圖4：應用于矢量源及信號分析儀的EX-IQ Box接口。

　　基于矢量源與信號分析儀的仿真及設計方案

　　如前所述，為了節省整個設計周期并且盡可能的保證設計的準確性，我們需要將仿真、設計和測試系統聯系起來，以達到最佳的設計效果。對應仿真系統而言，它主要通過軟件進行分析，而被測系統往往都是硬件設備。因此，在設計中需要將軟件和硬件有機的結合起來完成相應的工作。而我們的測試系統恰恰可以作為整個軟件系統和硬件系統連接的橋梁，達到優化設計的目的。測試系統及仿真系統的連接，可以通過GPIB或LAN口實現(圖5)。

圖5：基于R&S矢量源、信號分析儀以及VSS仿真軟件的仿真及設計方案框圖。

　　AWR公司的TestWave軟件將測試測量(T&M)設備與通信系統和射頻/微波電路仿真軟件相整合。結合MWO和VSS仿真軟件，TestWave為無線系統和射頻/微波電路設計人員提供了一個全面整合的設計流程，它將電路圖仿真、測試信號生成與測試測量驗證合而為一。這些功能讓設計人員能利用半實物仿真進行計算機比較研究。在同一環境將這兩個以前脫鉤的開發階段整合，將能夠節省寶貴時間。其功能特色主要在于：連接VSS和MWO與外部測試測量設備、 全面整合設計流程，最終達到節省時間、加快產品上市的目的。

　　仿真及測試系統應用

　　從設計的角度來看，最初我們可以完成從仿真系統到硬件系統的模擬(圖6)；也可以完成從硬件系統到仿真系統的模擬(圖7)。從仿真系統到硬件意味著：首先可以通過仿真軟件建立我們需要的波形文件，然后通過ARB的方式傳送至矢量源，通過其不同的接口完成相應模塊測試；從硬件系統到仿真軟件意味著：將被測的硬件設備直接和我們的信號分析設備相連，通過不同的接口在儀表內做相應的數據采集，然后發送至仿真軟件進行模擬測試。這也是我們在整個仿真及測試系統里的基本應用。

圖6：從仿真系統到硬件系統的模擬。

圖7：從硬件系統到仿真系統的模擬。

　　當然，在仿真和設計系統中，也可以把硬件系統作為仿真環節的一部分進行相應的環路模擬仿真(圖8)。首先通過仿真軟件得到測試波形，發送至矢量源作為被測設備的激勵源，信號分析儀采集被測設備的輸出信號后傳送至仿真軟件進行分析。基于這樣的應用，可以將被測硬件設備作為整個仿真系統的一部分。

　圖8：硬件系統作為仿真環節的一部分。

　　除此之外，還可以把仿真系統作為硬件鏈路的一部分，進行相應的硬件系統測試(圖9)。仿真軟件將信號分析儀的數據采集完以后，在軟件內完成相應的運算，實時修改相應的預失真算法并發送至矢量源作為被測設備的激勵源，以此不斷完成相應的測試任務，并進行相應的算法開發。

圖9：仿真系統作為硬件鏈路的一部分，線性預失真測試系統。

　　集成R&S信號產生方案的仿真及設計系統

　　在整個無線系統的仿真和設計中，VSS為研發和測試人員提供了從最底層到系統級的設計方案，可以發揮設計人員最大的自主性。例如，基帶設計工程師可以利用此結構一直深入到信號的各個層面，甚至自己定制或修改信號。為加快相應的設計，VSS集成了R&S公司的WinIQSim2信號產生軟件，可以方便地產生完全符合通信標準的各種復雜的數字調制信號，如GSM、WCDMA、Wimax、LTE等。射頻工程師則不需要深入信號的細節，就能設置各種參數如信號功率、調制以及進行相應的物理層參數設置。這樣，從系統設計到模塊設計，從基帶設計工程師到射頻設計工程師都可以根據自己的需要選擇適合自己的設計方法，完成從仿真到設計再到測試的各個階段工作(圖10)。

圖10：集成R&S公司WinIQSim2的信號產生方案。

　　仿真及設計系統實例

　　在此，我們分別給出基于矢量源及信號分析儀的軍用FMCW系統及民用LTE無線系統的仿真及設計方案。