统一射频微波设计、仿真与验证测试

1、射频微波设计、仿真与验证测试请注意查看PPT note注释内容议程背景：射频微波系统的开发日益复杂射频设计与设计验证应用举例射频系统半实物仿真发射机（链路）分析数字与射频模拟的协同仿真和原型设计2议程背景：射频微波系统的开发日益复杂射频设计与设计验证应用举例射频系统半实物仿真发射机（链路）分析数字与射频模拟的协同仿真和原型设计3射频与无线系统的开发日益复杂研发ChipSOCSIPBoardSystem级ATE测试系统功能综合测试生产4：复杂射频微波系统设计典型代表Baseband(Digital)Channel andEnvironmentalog (RF)LOSignalProsing过程上

2、：从器件选型，子系统实现，再到全站对接实现上：从数字端到射频模拟端5ReceiverAntennaTransmitterPulse Generator思路：同步设计与测试验证设计测试检验/验证共享IP系统级设计系统级测试共享IP组件级设计组件级测试6实现射频设计与验证设计分析7NI 射频微波软硬件优化的APIsCellular, Wireless, and GPS测试工具包(802.11 a/b/g/n , GSM/EDGE,WCDMA, LTE, WiMAX,GPS, etc.)仪器软面板参考架构FPGA I/O 和协处理模块多核处理器RF信号发生器/RF 矢量网络分析仪开关, 放大器,衰减

3、器功率计模块化硬件 和 高效LabVIEW中的信号处理函数调制与解调信号操作信号发生滤波 (FIR, IIR等)m9Spectrogra现为NI全资子公司AWR 设计Microwave Office (MWO)帮助工程师创建射频电路(混频器、PA、滤波器等)线性与非线性分析Visual System Simulator (VSS)构建射频系统模型射频链路仿真(混频器、PA、滤波器等)仿真库：全系统仿真CRAR, MTI 和 MDT目标和天线建模仿真10Visual System SimulatorMicrowave Office议程背景：射频微波系统的开发日益复杂射频设计与设计验证应用举例射频

4、系统半实物仿真发射机（链路）分析数字与射频模拟的协同仿真和原型设计11射频与数字结合，设计与测量结合AWRMicrowave Office / EM电路设计布板AWR VisualSystem Simulator建模验证系统数字信号处理信号生成与分析工具包支持硬件控制LabVIEW通过LabVIEW运用硬件进行测试测量VSA, VSG, VNAFPGA其他I/OPXI硬件12上联合：数字信号处理引入物理测试硬件RF建模RF系统仿真+均采用数据流方式NI LabVIEWAWR Visual System Simulator(VSS)典型应用：射频系统半实物仿真射频链路仿真与测试验证射频与数字混合

5、设计原型设计系统级评估生产配置共享13在VSS中LabVIEW 代码VSS 环境LabVIEW 环境14模式 1: 信号生成VSS 环境LabVIEW 环境Cellular, Wireless, & GPS测试工具包(802.11 a/b/g/n , GSM, EDGE, WCDMA, RFID, WiMAX, GPS, etc.)自定义信号产生或者利用调制工具包15模式 2: 信号分析VSS 环境LabVIEW 环境Cellular, Wireless, & GPS测试工具包(802.11 a/b/g/n , GSM, EDGE, WCDMA, RFID, WiMAX, GPS, etc.)

6、16模式 3：内联处理VSS 环境LabVIEW 环境LabVIEW信号处理实现FPGA实时信号处理硬件仿真基于仪器物理测量17LabVIEW与VSS结合使用的新方向测试自定义模型图形化语言文本语言内置LabVIEW函数库19议程背景：射频微波系统的开发日益复杂射频设计与设计验证应用举例射频系统半实物仿真发射机（链路）分析数字与射频模拟的协同仿真和原型设计203.1 射频系统半实物仿真目的： 准确的设备性能参数测试/表征背景理想模型仿真 Vs. 实际设备性能线性 Vs. 非线性模型提供生产指标（轨迹、度、变量等）设计质量与效率传统方案采用仿真结果在原型 或者 定型设备 上再进量对比仿真与实际测

7、量数据修正调整模型21例如，LTEPAInfineon 功率放大器参数设计在Microwave Office中进行设计高达250W的输出功率LTE 测试: EVM 和ACP借助PXI硬件和LabVIEW可以通过硬件在环仿真(Hardware- he-loop, HIL)进行实际测试PA此类方案同样适用于EVMACP22传统流程VSS环境仿真数据对比测试LTE 信号发生LTE 信号分析原型器件2/3电路新方法连接设计与测试验证24硬件在环(Hardwarehe Loop, HIL)信号发生器信号分析仪DUT25发射机（链路）分析3.2Pulse GeneratorLOSignalReceiver

8、Prosing27TransmitterAntenna3.2 雷达发射机（链路）分析LabVIEW实现：脉冲调制信号生成AM _BBehavioral PA orN _SM_ ROBEOR DINB BAM _BB BMIXER_BB EAM _BB EMIXER_BB BAM _BB BISO A OROR DOUINOUINOU12LOLO10MHz9015MHzONEMMIC PA340MHz8665MHzVSS仿真：1. Link budget 分析; 2. Spur 分析 等Pulse GeneratorLOTargetSignalReceiver ProcessingTransmi

9、tterLabVIEW实现:其他定制信号分析28AntennaONE结合NI硬件生产脉冲调制信号NI PXIe-5673 矢量信号发生器QuickSyn Synthesizer频率范围: 100 MHz to 6.6 GHz相位噪声: -110 dBc/Hz频率范围: 200 MHz to 20 GHz相位噪声: -138 dBc/Hz(10 kHz offse1 GHz)(10 kHz offse1 GHz)带宽: up to 100 MHz支持调制方式：AM, FM, 脉冲调制30结合NI硬件接受分析调制信号现为NI全资子公司NI PXIe-5665Phase Matrix 矢量信号分析仪

10、频率范围: 20 Hz to 14 GHz相位噪声: -130 dBc/Hz (10 kHz频率范围: 100 kHz to 26.5 GHz相位噪声: -118 dBc/Hz (10 kHz offse1 GHz)带宽: 高达350 MHzoffse1 GHz)带宽: 50 MHz313.3 数字与射频模拟的协同仿真和原型设计背景传统应用 功率/增益控制典型应用 数字预失真(DPD)系统 数字与射频互相依存自定义应用 LTE-A、毫米波、DSRC传统方案很难从构架角度查看系统设计数字和射频设计可互换仿真数据可能需要涉及射频原型品和数字原型品32举例：数字预失真(Digital Predist

11、ortion, DPD)DPD是典型的放大器线性化技术（优势数字方式修正输出曲线 优化成本放大器可在更高效的工作模式下工作需要混合数字域与射频设计联合设计仿真与原型设计，）lifierSignalSourceUpConv.PredistortionDownConv.Dynamic FeedbackDigitalAdapionRF33典型DPD仿真实现VSS功放模型仿真LabVIEW&VSSLabVIEW信号生成信号查看DPD 算法训练DPD 处理34典型DPD原型实现NI PXIe-8133四核控制器NI PXIe-7965RFlexRIOVSS功放模型仿真DMALabVIEW&VSSDPD

12、训练& DPD 处理信号生成Host端处理FPGA/Host 处理35典型DPD原型实现半实物仿真NI PXIe-5673VSGNI PXIe-8133四核控制器NI PXIe-7965RFlexRIOP2PI/QDMAfcDPD 训练& DPD 处理信号生成Host端处理P2PI/QNI PXIe-5663VSAFPGA/Host 处理36灵活实现 FPGA与主机划分早期的设计步骤NI PXIe-8133四核控制器NI PXIe-7965RFlexRIODMADPD 训练& DPD处理信号生成Host 端处理在Host上实现所有数字/信号处理灵活应用G, C, 文本数学等语言非实时配置非时间关键(-time-critical)在host 实现(动态更新)半实时配置时间关键(Time-critical)应用在FPGA上实现 (预失真)Host 机仅显示参数状态所有信号处理基于FPGA实现全实时配置37的射频数字联合仿真设计Baseband(Digital)Channel &Environmentalog (RF)LORX SignalProsing38ReceiverAntennaTransmitterPulse Generator在LabVIEW FPGA中实现TX/RX算法典型算法脉冲生成范围检测移动目标显示控件(MTI)移动目标检测器(MTD)恒定虚警率(CFAR)定