本應(yīng)用筆記描述了射頻（RF）和微波子系統(tǒng)組件的系統(tǒng)級(jí)表征和建模技術(shù)。它說明了它們?cè)诨旌?a target="_blank">信號(hào)，混合模式系統(tǒng)級(jí)仿真中的使用。該仿真使用帶有數(shù)字預(yù)失真（DPD）的RF發(fā)射機(jī)作為示例系統(tǒng)。給出了此復(fù)雜系統(tǒng)和性能數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。

介紹

射頻（RF）和微波世界在很大程度上免于摩爾定律的嚴(yán)格約束，而數(shù)十年來，在數(shù)字世界中積極地?cái)U(kuò)展規(guī)模已成為常態(tài)。但是現(xiàn)在，由于CMOS晶體管具有皮秒級(jí)的開關(guān)速度和數(shù)十至數(shù)百GHz的躍遷頻率，因此有機(jī)會(huì)將RF和微波組件集成到單個(gè)集成電路上的完整系統(tǒng)中。用于無線局域網(wǎng)和毫微微小區(qū)基站的單芯片收發(fā)器已經(jīng)成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)。與復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)一樣，對(duì)首過設(shè)計(jì)成功的需求要求為整個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)組件提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，并在設(shè)計(jì)投入硬件之前糾正任何錯(cuò)誤或故障。 。

近年來，用于射頻和微波設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)建模和仿真已經(jīng)變得非常復(fù)雜。現(xiàn)在，EDA供應(yīng)商（例如AWR和Agilent [1，2]）可以使用具有廣泛的信號(hào)源庫(kù)，組件模型和數(shù)據(jù)分析工具的商業(yè)仿真工具。射頻和微波組件（如放大器和混頻器）的非線性行為模型的開發(fā)以及在典型應(yīng)用環(huán)境中準(zhǔn)確測(cè)量這些子系統(tǒng)的能力，已成為這些最新模擬器發(fā)展的重要推動(dòng)力。

本教程描述了RF和微波子系統(tǒng)組件的系統(tǒng)級(jí)表征和建模技術(shù)，并說明了它們?cè)诨旌闲盘?hào)，混合模式系統(tǒng)級(jí)仿真中的使用。我將使用具有數(shù)字預(yù)失真（DPD）的RF發(fā)射機(jī)作為示例系統(tǒng)，如圖1所示。這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包括：

射頻組件，例如功率放大器（PA），為此我們需要一個(gè)非線性動(dòng)力學(xué)模型

混合信號(hào)組件，例如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和IQ調(diào)制器/解調(diào)器

預(yù)失真器的數(shù)字組件可以實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）或定制IC，而這些組件又可以通過模型以高級(jí)描述語言（例如Verilog?）來描述，或者通過它們的方式進(jìn)行描述。使用數(shù)學(xué)語言（例如Mathworks的MATLAB?軟件）的算法功能。

具有DPD功能的無線基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的框圖以及所包含的DPD接收機(jī)的觀察路徑。該圖顯示了我們將要考慮的主要模塊和仿真領(lǐng)域。

具有數(shù)字預(yù)失真（DPD）的RF發(fā)射機(jī)是實(shí)際復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)很好的例子。通常在這樣的系統(tǒng)中，獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)將設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組件，但是至關(guān)重要的是要知道這些組件將作為一個(gè)完整的系統(tǒng)一起工作，最好是在將硬件固定在一起之前。這將使我們能夠在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行任何必要的體系結(jié)構(gòu)更改，而不是在構(gòu)建硬件之后進(jìn)行更改。

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