下一代無線通信系統正在推動技術集成的新水平。更高的數據速率、物聯網 （IoT） 等系統的大規模連接、更低的功耗和其他雄心勃勃的目標只能通過結合先進的數字、射頻和天線技術來實現。傳統上，這些組件中的每一個都是單獨設計的，只是在構建第一個硬件原型后進行集成、測試和調試。這種方法的日子已經屈指可數了，領域專家使用不同的工具單獨工作。

利用當前技術，從RF到基帶的整個信號鏈可以在單個可編程器件或模塊中實現。考慮使用這些器件所需的專業知識，更不用說設計這些器件之一：RF、數字邏輯、數字信號處理器 （DSP）、嵌入式軟件和系統架構。為了將其集成到一個完整的系統中，工程師需要了解更多：天線設計、傳播以及一個或多個無線標準。

例如，如果工程師在設計基帶算法時不考慮RF損傷，則這些算法不太可能在現實世界中工作。對于RF前端設計人員來說，DSP和數字控制算法以及天線配置將影響系統性能和成本。當使用來自不同供應商的多個工具時，很難對這些組件交互進行建模，并且測試和糾正錯誤既昂貴又緩慢，幾乎沒有時間優化設計。

集成工作流

成功的無線工程團隊明白，為了跟上下一代無線系統的需求，他們需要一種集成度更高的方法。每個團隊成員都需要是能夠在數字、射頻和系統領域輕松工作的多功能工程師。

這些團隊正在采用工具，幫助他們將多個工程學科集成到一個連貫的工作流程中。它們使用集成的軟件環境，如MATLAB和Simulink 提供的環境，支持基于模型的設計，包括算法設計、系統仿真、無線測試、原型設計和實現。改進的工作流程使工程團隊能夠聯合設計和驗證算法和射頻組件，執行端到端仿真，并連接到一系列硬件進行測試、原型設計和實施，從而加快了無差錯原型和產品的交付。

與仍在孤島中設計的團隊相比，利用早期設計集成的團隊報告說，總體開發時間節省了 30%，功能驗證時間節省了 85%，設計重新修改大大減少，并且在第一次嘗試時就創建了無缺陷的實現。

多功能工具箱

靈活的集成仿真環境為無線系統設計提供了關鍵優勢。基于模型的設計允許工程師設計、建模和仿真多域無線系統。每個領域的領域專家都可以使用最適合其任務的工具對RF架構、數字硬件和復雜的狀態機邏輯進行建模，然后將自己的工作無縫連接到系統的其余部分。

為了完成這組任務，軟件必須在三個級別上運行：具有開放接口的低級功能（例如，調制、映射、預編碼）;一步處理完整鏈路（物理通道和信號）的中級功能;以及高級信號生成功能和應用程序。它應該提供與硬件無關的測試接口，因此生成的信號和測試臺可用于獨立于特定制造商的仿真和測試硬件。

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上市。它們對于高級研究和設計問題特別有用，例如對LTE和WLAN系統中的多天線（MIMO）系統進行建模以及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計，因為他們可以證明符合仿真和無線測試的標準，并通過聯合基帶RF仿真探索和優化系統設計。團隊可以在實施之前消除設計問題，并使用內置參考模型簡化驗證。此外，工程師可以利用這些工具重用模型，以加快設計迭代和下一代項目，從而加快下一代無線通信系統的設計。

審核編輯：郭婷