通信系统设计仿真软件
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stk在计算机仿真中的应用stk(Systems Tool Kit)是一种广泛应用于计算机仿真的软件工具。
它通过提供一套完整的工具和库,帮助工程师和科学家们进行各种仿真分析和设计。
stk在计算机仿真中的应用非常广泛,涵盖了航天、导航、通信、卫星、飞行器等多个领域。
stk在航天领域的应用非常重要。
它可以模拟和分析航天器的轨道运动、姿态控制、推进系统等方面。
通过stk,工程师可以预测和优化轨道设计,评估航天器的性能和稳定性,从而指导实际任务的规划和执行。
此外,stk还可以模拟卫星发射、轨道变更、姿态调整等操作,提供实时的仿真数据和可视化结果,帮助航天人员做出正确的决策。
stk在导航领域的应用也非常广泛。
它可以模拟和分析卫星导航系统的性能和精度,评估导航系统在不同地区和场景下的可用性。
通过stk,工程师可以进行精确的卫星轨道计算,预测和优化导航信号的覆盖范围和强度,为导航系统的设计和性能评估提供重要依据。
此外,stk还可以模拟和分析导航信号的传播特性,帮助优化信号的接收和处理算法,提高导航的准确性和可靠性。
stk还在通信领域有着重要的应用。
它可以模拟和分析地面通信系统和卫星通信系统的性能和容量。
通过stk,工程师可以评估通信链路的质量和稳定性,预测和优化通信信号的传播特性和覆盖范围,为通信系统的设计和规划提供重要依据。
stk还在飞行器设计和仿真中起到了重要作用。
它可以模拟和分析飞行器的飞行性能、操纵特性、稳定性等方面。
通过stk,工程师可以预测和优化飞行器的气动特性、推进系统、控制系统等,评估飞行器的性能和操纵能力,为飞行器的设计和改进提供重要依据。
stk在计算机仿真中的应用非常广泛,涵盖了航天、导航、通信、卫星、飞行器等多个领域。
它通过提供一套完整的工具和库,帮助工程师和科学家们进行各种仿真分析和设计。
stk的应用可以预测和优化系统的性能、评估系统的可用性、指导系统的设计和规划,为实际任务的执行提供重要依据。
扩频通信系统的systemvue仿真研究【摘要】由于通信技术的迅猛发展,在无线通信中扩频通信技术的应用越来越广泛。
扩频通信技术具有抗干扰能力强等诸多优点,使该技术越来越受到人们的关注。
到目前为止,其最主要的两个应用领域是移动通信系统和军事抗干扰通信,而直扩系统和跳频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
SystemView是一种基于Windows平台,主要用于通信系统与电路的设计、仿真和分析,是一个系统仿真分析的可视化软件工具。
本论文主要是以扩频通信系统的理论为基础实现扩频系统SystemView的仿真分析。
本论文主要内容是直接序列扩频系统的仿真分析,扩频增益和扩频码序列对系统性能的影响等相关问题,并给出相应仿真结果。
【关键字】扩频通信SystemView 仿真Spread spectrum communication system of systemvue simulation【Abstract】As an important branch of communication ,spread spectrum communication is also channel of communication system development direction.It has strong anti-jamming capability,good secrecy,realize muti-assess communicatiom easily.Therefore, this technology is getting people's attention increasingly.So far,two of its main application fields is still mobile communication system and military anti-jamming communication.The direct sequences spread spectrum system and the frequency hopping system in the two respectively application is the most spread spectrum way.SystemView is based on Windows platforms, mainly for the circuit and communication system design,simulation and analysis of EDA software.It is a powerful dynamic system analysis tools.In this paper mainly with the theory of systems for fundamental to realize system simulation by the SystemView. The main content of this paper is the simulation analysis of direct sequence spread spectrum, spread spectrum gain and spread spectrum yards sequence effect the performance of the system and other related problems, and gives corresponding simulation results.【Keywords】Spread spectrum communication SystemView simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外研究动态 (1)1.3 SystemView仿真软件简介 (2)1.4 论文结构 (2)2 扩频通信技术的原理 (3)2.1 扩频通信的基本概念 (3)2.2 扩频通信的理论基础 (3)2.3 扩频通信的原理框图与优点 (4)3 直接序列扩频系统 (5)3.1 直接序列扩频原理 (5)3.2 直接序列扩频的抗干扰指标 (6)3.2.1 直接序列扩频系统的处理增益 (6)3.2.2 直接序列扩频系统的干扰容限 (7)3.3 直接序列扩频系统的仿真 (8)3.4 直接扩频系统的主要特点和用途 (10)4 扩频系统的伪随机序列 (10)4.1 伪随机码的简要介绍 (10)4.2 扩频码的特性 (12)4.3 伪随机序列的产生 (12)4.4 戈尔德(Gold)码 (14)5总结与展望 (15)参考文献 (16)致谢............................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要通信系统是用于完成信息传输过程的技术系统的总称。
现代通信系统分为无线通信和有线通信,它在各个领域发挥越来越重要的作用。
而通信系统的设计需要先进行模拟仿真,以提升系统的可用性。
动态仿真软件System View,利用它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合通信系统和各种多速率系统,也可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
它是一个强有力的动态系统分析工具,可进行包括数字信号处理(DSP)系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析。
System View以模块化和交互式的界面,在Windows窗口环境下,为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。
System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具,它实现了功能的软件化,避开了复杂的硬件搭建,在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真本文利用System view软件设计模拟调制和解调电路,通过分析其输入输出波形验证所设计电路的正确性。
本论文内容主要包括通信系统的概述、模拟通信系统的基本内容以及用System View仿真软件来实现模拟通信系统的仿真。
模拟通信系统的基本内容主要有通信系统的基本模型,模拟信号的线性调制(AM、DSB、SSB)与解调,非线性调制(FM、NBFM)与解调,本论文同时也对仿真软件(System View)简单介绍,同时用仿真软件实现上述模拟通信系统的仿真。
关键词:System View 通信系统调制解调仿目录一、绪论 (1)1.1 模拟通信系统概述 (1)1.2 模拟信号调制解调 (1)1.3 调制的基本概念 (2)1.4 System View系统简介 (3)1.4.1 System View软件介绍 (3)1.4.2 System View仿真系统的特点 (3)二、模拟幅度调制系统 (5)2.1 幅度调制基本概念 (5)2.2 常规双边带调幅(AM) (5)2.2.1 AM的调制与解调原理 (5)2.2.2 仿真模型及结果波形图 (7)2.3 双边带调幅(DSB) (10)2.3.1 DSB的调制与解调原理 (10)2.3.2 仿真模型及结果波形图 (11)2.4 单边带调幅(SSB) (13)2.4.1 SSB的调制与解调原理 (13)2.4.2 仿真模型及结果波形图 (14)三、模拟角度调制系统 (17)3.1 角度调制基本概念 (17)3.2 频率调制(FM) (17)3.2.1 FM的调制与解调原理 (17)3.2.2 仿真模型及结果波形图 (20)3.2.3 仿真结果分析 (23)3.3 窄带调频(NBFM) (26)3.3.1 NBFM的调制与解调原理 (26)3.3.2 仿真模型及结果波形图 (28)四、总结 (31)五、谢辞 (32)参考文献 (33)一、绪论1.1 模拟通信系统概述随着社会生产力的发展,人们对传递消息的要求越来越高,通信,则承载着这个重要的任务。
通信系统的SystemView软件仿真作者:吴琼查根龙来源:《现代电子技术》2008年第10期摘要:通过仿真软件可对通信系统进行多种方案设计和参数实验,得到最佳设计方案。
介绍通信系统原理用美国Elanix公司系统仿真软件SystemView仿真和分析的方法,详细阐述对通信系统的动态仿真步骤。
给出2FSK调制与解调的仿真电路图及其仿真结果分析。
利用该软件可直观地了解通信系统,同时系统的动态性仿真是对验证性实验的有益补充。
关键词:SystemView仿真;通信系统;调制与解调;动态仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:B文章编号:1004-373X(2008)10-185-Abstract:Multi-schematic design and experiment parameters can begotwith simulation software,and then the best schematic design also can be got.The method for simulation analysis with SystemView in experimentation of communication principle is presented.And the process of communication system simulation is discussed in detail.Simulation circuits and waves on modulation &demodulation of 2FSK are shown.With SystemView,studedents can know communication system easily,andsimulationis good to improvement of testing exKeywords:SystemView simulation;communication system;modulation &随着计算机虚拟现实技术的发展,仿真技术已被逐渐应用到大学课程教学领域,尤其是基于信号的系统级设计与仿真[1]。
短波8AFSK调制解调器一、实习目的通信原理是是一门介绍信息传输基本原理的课程,它的研究对象是通信系统。
研究目的是用尽可能少的通信资源,获得尽可能高的通信质量,研究方法是在系统级,模块级层次上将实际通信系统抽象成数学模型,采用数学分析和计算机模拟的方法对其进行研究,得到系统性能与系统参数之间的定量关系。
在给定系数的情况下,估算系统性能,在给定系统的性能要求的情况下,设计和优化系统的参数。
当系统的数学模型比较复杂时,用数学分析方法获得系统性能与参数之间的定量关系有困难时,采用计算机SystemView工具模拟仿真的方法获得这些参数之间的关系,达到优化通信系统的目的。
2.本设计重点讨论模拟通信系统中的调制解调技术,通过介绍模拟调制解调原理,使得初步认识和了解“通信原理”这门课是在模块级,系统级层上分析和设计通信系统。
综合运用本课程的理论知识进行间接法调频(FM)系统设计,通过理论推导得出相应结论,并利用SystemView作为工具进行模拟,从而了解和复习巩固课堂所学的理论知识,提高对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现对短波8FSK调制解调系统的设计,从而更加理解2FSK调制原理。
二、实习仪器计算机systemview软件三、实习内容用System View建立一个8AFSK调制解调器电路。
通过不同种类不同频率的信号源过系统后,分析理解系统的各个模块功能,观察波形图。
判断是不是实现了8AFSK调制解调器电路1、设计原理频移键控信号是用不同频率的载波来传递数字消息的,简称FSK。
常见的FSK有:2FSK、3FSK、4FSK、6FSK、8FSK、MFSK、34FSK、3路FSK、7路FSK和10路FSK等等。
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号二变化的数字调制。
在二进制频移键控(2FSK)中,当传送“1”码时对应于载波频率,传送“0”码时对应于载波频率。
(6.3-1)其中,,为频率为的载波的初始相位,为频率为的载波的初始相位。
课程设计(论文)任务书信息工程学院信息工程专业信息(2)班一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计二、课程设计(论文)工作自2014年6 月23日起至2014年7月 4日止。
三、课程设计(论文) 地点: 4-403,4-404,图书馆四、课程设计(论文)内容要求:1.本课程设计的目的(1)使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生掌握电路设计的基本思路和方法;(3)能提高学生对所学理论知识的理解能力;(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求1)基本要求:(1)学习SystemView或MATLAB/Simulink仿真软件;(2)对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析;(3)提出系统的设计方案,选用合适的模块;(4)对所设计系统进行仿真;(5)并对仿真结果进行分析。
2)创新要求:在基本要求达到后,可进行创新设计,完善系统的性能。
3)课程设计论文编写要求(1)要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等(3)课程设计论文装订按学校的统一要求完成4)评分标准:(1)完成原理分析:(20分)(2)系统方案选择:(30分)(3)仿真结果分析:(30分)(4)论文写作:(20分)5)参考文献:(1)孙屹.《SystemView通信仿真开发手册》国防工业出版社(2)李东生.《SystemView系统设计及仿真入门与应用》电子工业出版社(3)赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社(4 ) 陈萍.《现代通信实验系统的计算机仿真》国防工业出版社(5)刘学勇.《详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》电子工业出版社6)课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆熟悉软件与系统仿真 6 4-403,4-404撰写论文 2 4-403,4-404学生签名:2014年6月23日课程设计(论文)评审意见(1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(2)系统方案选择(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(3)仿真结果分析(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(4)论文写作(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(5)格式规范性及考勤是否降等级:是()、否()评阅人:职称:讲师2014年7月4日目录绪论 (1)第1章二进制数字调制解调系统 (2)1.1 数字通信系统 (2)1.1.1 数字通信系统的优点 (2)1.1.2 数字通信系统的缺点 (3)1.2 二进制数字调制解调 (3)第2章 Simulink软件介绍 (4)2.1 Simulink软件简介 (4)2.2 Simulink仿真步骤 (4)2.3 Simulink的模块库 (4)第3章 2ASK仿真系统的设计 (6)3.1 二进制振幅键控(2ASK)系统的调制与解调原理 (6)3.2 2ASK的调制解调仿真设计 (7)3.3 4ASK的仿真结果和分析 (7)3.3.1 参数设置与分析 (7)3.3.2 仿真结果图 (8)第4章 2FSK仿真系统的设计 (9)4.1 二进制移频键控(2FSK)的调制与解调原理 (9)4.1.1 2FSK调制............................................... 错误!未定义书签。
Optiwave 光通信设计软件1.OptiGrating 光栅设计软件OptiGrating 是光纤光栅业界的一个不可缺少的标准设计软件。
它为集成光波导光栅和光纤光栅的设计提供了强有力且用户界面友好的设计工具。
OptiGrating 是基于耦合模理论的数值分析软件,既能对设定的光栅进行分析也能合成出符合要求的光栅(逆向分析)。
一个复杂的光栅被一组均匀光栅片段来近似,这些光栅片段之间用传递矩阵法来对进行整合分析。
这样,设计者就可以对整个光栅进行性能分析和优化设计。
基本功能OptiGrating最重要的基本功能如下:·WDM add/drop,窄带以及宽带光纤和波导滤波器·光线布拉格发射器·EDFA增益平坦元件·用于光纤通信的色散补偿器·利用光栅切趾抑制边带·光纤和波导传感器产品应用·WDM add/drop、窄带和宽带光纤、波导滤波器·光纤布拉格光栅反射器·EDFA增益平坦化光纤·用于光纤通信的色散补偿器·使用光栅切趾法的边带抑制·光纤传感器和波导传感器·使用耦合到光纤包层模式的长周期光栅2.OptiFiber 光纤设计软件使用光纤作为传输介质的电信现在是一个主要的行业。
选择合适的光纤参数是光学系统的重要问题。
横截面尺寸,材料成分和折射率分布都会影响光纤的损耗,色散和非线性,必须仔细选择,以便在给定的应用中实现令人满意的结果。
对于一个光通信系统,它的最佳状态的设计直接取决于对光纤参数的选择。
光纤的横截面尺寸, 材料成分和折射率分布都会影响到光通信里极其重要的线性和非线性现象。
OptiFiber 使用数值模式求解程序和其它专门用于光纤的解析法来计算光纤通讯时的色散、损耗、双折射现象和偏振模色散。
OptiFiber 是一种功能强大的工具,它将光纤模式的数值模式求解器与群延迟,群速度色散,有效模面积,损耗,偏振模色散,有效非线性等计算模型相结合.OptiFiber 最强大的功能之一是它能够预测如何优化给定的光纤,而不是设计目标,例如很小但非零色散和最大模面积。
通信系统pcm系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件能够实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制〔PCM〕是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真,能够为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展现了PCM编码实现的设计思路及具体过程,并加以进行分析。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和运算机技术的进展,仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能,能够满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用,同时提供了嵌入式的模块分析方法,形成多层系统,使系统设计更加简洁明了,便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面,通过分析窗口和示波器模拟等方法,提供了一个可视的仿真过程,不仅在工程上得到应用,在教学领域也得到认可,专门在信号分析、通信系统等领域。
其能够实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统,并提供了内容丰富的差不多库和专业库。
本文要紧阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制〔PCM〕。
系统的实现通过模块分层实现,模块要紧由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟操纵信号构成。
通过仿真设计电路,分析电路仿真结果,为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍PCM即脉冲编码调制,在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现要紧包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。
分别完成时刻上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
依照CCITT的建议,为改善小信号量化性能,采纳压扩非平均量化,有两种建议方式,分别为A律和μ律方式,我国采纳了A律方式,由于A律压缩实现复杂,常使用13 折线法编码,采纳非平均量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM原理框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理:(a) 抽样所谓抽样,确实是对模拟信号进行周期性扫描,把时刻上连续的信号变成时刻上离散的信号。
数字信号基带传输系统一、设计目的1.熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。
2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3.观察数字基带传输系统接受端的眼图,掌握眼图的主要性能指标。
二、设计原理(一)数字信号基带传输系统原理通信的根本任务是远距离传递信息,因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中,其传输对象通常是二进制数字信息,它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。
也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号,设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号,也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
通过SystemView 提供的仿真环境对数字基带传输中的某些问题加以仿真、分析,能帮助我们进一步加深对这些抽象概念的理解,并加深感性认识。
基带信号传输系统的典型模型,如图所示。
在发送端,数字基带信号X(t)经发送滤波器输入到信道,发送滤波器的作用是限制发送频带,阻止不必要的频率成分干扰相邻信道。
传输信道在这里是广义的,它可以是传输介质(电缆、双绞线等等),也可以是带调制解调器的调制信道。
基带信号在信道中传输时常混入噪声n(t),同时由于信道一般不满足不失真传输条件,因此要引起传输波形的失真。
所以在接收端输入的波形与原始的基带信号X(t)差别较大,若直接进行抽样判决可能产生较大的误判。
因此在抽样判决之前先经过一个接收滤波器,它一方面滤除带外噪声,另一方面对失真波形进行均衡。
抽样和判决电路使数字信号得到再生,并改善输出信号的质量。
根据频谱分析的基本原理,任何信号的频域受限和时域受限不可能同时成立。
因此基带信号要满足在频域上的无失真传输,信号其波形在时域上必定是无限延伸的,这就带来了各码元间相互串扰问题。
通信系统的Simulink仿真实验1 引言当前,通信讯技术的发展日新月异,通信系统建设可采用的技术有多种选择,同时,通信系统的功能要求也越来越高,系统建设愈加复杂,系统建设经费不断增加。
传统的试验设计手段已经不能适应技术发展的需要。
而通信系统的计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性,通信原理课程教学中,在硬件电路实验的同时增加计算机仿真实验,不仅能够帮助学生理解和掌握课程原理,而且对培养学生的科研创新能力具有十分重要的意义,同时也大大节省了硬件电路实验中的设备更新的不断投资。
2 MATLAB 通信工具箱的构成及功能MATLAB 通信工具箱是一套用于通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包,主要由两部分组成:通信系统功能函数库和SIMULINK 通信系统仿真模型库[1]。
MATLAB 通信系统功能函数库由70 多个函数组成,每个函数又有多种选择参数,函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。
这些函数包括:信号源产生函数、信源编码/解码函数、纠错控制编码/解码函数、调制/解调函数(基带和通带)、滤波器函数、传输信道模型函数、TDMA、FDMA、CDMA 函数、同步函数、工具函数等。
用MATLAB通信系统功能函数库进行通信系统仿真,是利用函数进行计算式的数据流仿真,速度比较慢。
SIMULINK通信系统仿真模型库(Communication toolbox)如图1 所示,每个框图都是由一个子仿真模型库构成,在通信系统中,一般情况下传输和接受所采用的技术是相互对应的,因此,可以将发射和接受部分的各个子仿真模型库进行相应的归类。
以调制解调图 1 SIMULINK 通信系统仿真模型库为例,发射部分的调制和接受部分的解调所对应的子仿真模型库归类后如图 2 所示,又分为中层子库和下层字库两层。
另外,为了进行通信系统的全系统仿真,SIMULINK 通信系统仿真模型库提供了通带和基带二种类别的信道模型,其中,通带信道有 4 种模型,基带信道有6 种模型。
/products/sysnew.htmSystemVue 动态系统设计与仿真软件Systemvue datasheeetSystemVue教育版网上教学SystemVue TM 是开发、仿真和分析的系统级的设计环境。
SystemVue是带有可扩展模型库的、自适应控制元素和数字信号处理组件的直观的图标设计环境。
SystemVue的分析是位和失真真实的。
分析结果可以生成C代码在DSP处理器上运行或者生成HDL代码在FPGA上运行。
∙端到端的通信系统∙位真DSP系统∙真实失真的射频模拟系统∙信号处理系统SystemVue根据不同的应用提供5种专用设计包:SystemVue Professional --- SystemVue设计、仿真和分析∙SystemVue通信设计包--- SystemVue Professional + 通信, DSP, 逻辑, 射频模拟库∙SystemVue 高速通信设计包--- SystemVue通信设计包+APG∙SystemVue实时通信设计包--- SystemVue通信设计包+ C代码生成+实时DSP接口∙SystemVue实时DSP设计包--- SystemVue Professional+ DSP库+ C代码生成+实时DSP∙SystemVue 无线设计包--- SystemVue通信设计包+UWB+802.11a/b/gSystemVue的特点:∙位真DSP和C代码生成∙真实失真的射频模拟设计∙多速率仿真和并行仿真∙连续时间和离散时间混合仿真∙图形化FIR滤波器设计∙各种模拟滤波器设计∙各种谱分析∙支持多级子系统∙支持各种逻辑功能、开关和非线性设备∙支持各种信号源和外部信号输入输出∙支持系统调度管理主要应用∙第三代移动通信∙蓝牙∙网络∙无线通信∙GSM、CDMA、TDMA和IS-95∙调制解调器∙QPSK∙QAM∙FSK∙扩频通信∙音频处理∙雷达、声纳信号分析∙信号智能∙数字接收机∙定向SystemVue可选择的库1. 通讯库是仿真一个通讯系统必要的工具。
Agilent ADS通信系统设计仿真软件安捷伦科技有限公司目录插图列表 (3)1ADS 对于通信系统设计仿真的意义 (4)2ADS 设计仿真软件的优点 (4)2.1 集成的自顶向下的系统设计 (4)2.2 灵活的设计环境 (5)2.3 优化系统架构 (5)2.4 灵活快速地建立DSP 算法 (6)2.5 快速准确地建立射频模型 (6)2.6 通过优化得到最佳的系统性能 (7)2.7 利用已有的用户自定义模型 (7)2.8 ADS软件与测量仪表连接加快从设计到现实的转变 (7)2.8.1 据硬件测试建立仿真模型 (7)2.8.2 尽早进行验证实验,降低系统集成风险 (7)2.8.3 创建新的测试能力 (8)2.8.4 通信信道,干扰测试 (8)3 ADS 加速B3G/4G通信系统研发 (10)3.1 ADS具有可以灵活产生各种制式的信号源的能力 (10)3.2 ADS具有可以仿真MIMO 信道的能力 (10)3.3 ADS具有仿真空-时(Spacing-time coding)编码性能的能力 (11)3.4 ADS具有给用户提供Test Bench 的能力 (11)3.5 与仪器的互联 (11)4 ADS 在RF系统设计流程中的地位 (12)4.1 系统级设计与仿真 (12)4.1.1 分析并设定RF 系统设计指标 (12)4.1.2 研究并选择恰当的RF拓扑结构 (13)4.1.3 定义功能模块并进行RF系统性能优化 (13)4.2 电路级设计与仿真 (14)4.2.1 研究选择合适的电路拓扑结构 (14)4.2.2 器件选型与建模 (14)4.2.3 关键模块设计与电路级仿真 (14)4.2.4 综合仿真验证RF 系统性能 (14)4.2.5 各独立模块制作与测试 (14)4.3 集成测试 (14)4.3.1 组合各个单独电路模块 (14)4.3.2 调试 (14)4.3.3 修改系统指标(如果需要) (15)4.3.4 重新定义项目目标(如果需要) (15)插图列表图1 自顶向下的设计流程图2 据硬件测试建立仿真模型图3 尽早进行验证实验,降低系统集成风险图4 创新新的测试能力(1)图5 创新新的测试能力(2)图6 通信信道,干扰测试图7 ADS与仪器互联加快设计流程图 8. 射频系统设计流程图 9 数字中频 RF 收发信机结构1 ADS 对于通信系统设计仿真的意义当今的通信系统设计工程师遇到更多的设计挑战,除了进一步减小系统的体积和成本同时要更好地进行数字和射频部分指标的分配从而获得更好的系统整体性能。
与此同时,整个公司也面临着激烈市场竞争,需要提高产品性能,缩短产品上市周期,降低成本。
为了应对这些挑战,越来越多的公司依赖安捷伦ADS软件,使得他们的通信设计尽早变成现实产品。
2 ADS 设计仿真软件的优点2.1 集成的自顶向下的系统设计传统的设计仿真软件往往缺乏全面的技术来开发完整的通信系统。
这是由于当今的通信系统中包括了DSP,模拟和射频,空间传输信道等部分。
设计软件必须能够集成混合信号仿真技术,进行不同部分的混合仿真。
ADS软件的系统仿真提供了通信系统的自顶向下设计和自底向上的验证能力,可以在ADS软件中进行DSP,模拟,射频的单独仿真或进行不同部分的协同仿真,帮助设计师提早完成系统设计。
ADS软件独有的专利仿真技术包括:用于DSP仿真的同步数据流Ptoemly 仿真技术,用于复杂模拟和射频信号仿真的电路包络仿真技术和谐波平衡仿真技术。
加上大量的经过验证的DSP,模拟,射频行为级模型使得设计流程十分顺畅。
图1 给出了一个自顶向下的射频系统设计流程范例。
从仪器获得真实信号系统级分析仿真处理的数据射频子系统晶体管级DSP 浮点或定点RTL HDL结果// hpeesof_id :2.2 灵活的设计环境M1.B_2图 1 自顶向下的设计流程defparam C5.Width = 3;defparam C5.ConstValue = 24576;hp_ADD_SATTRUNC_S A5ADS 软件的设计环境负责管理仿真和建模的工作。
通过 ADS 软件设计环境ult));可以使设计人员的精力集中在自己的设计工作上而并非设计工具。
例如:一个 通信系统顶层原理图包括 DSP ,模拟,射频,天线,空间信道可以在设计环境 中轻松的搭建起来。
ADS 软件会自动地选择不同的仿真技术对系统中不同的部 分进行最准确高效的仿真。
这种灵活的设计环境是 ADS 软件所有仿真功能共用 的平台,无论是进行系统,还是电路,电磁场设计,工程师都是在同样的设计 环境中完成他们的工作,这样使得不同设计任务的工程师可以将他们的设计集 成在一起进行设计验证,减少设计的反复。
2.3 优化系统架构高效率的系统级设计必须包含多种多样的系统模型来描述真实系统中不同 的部分。
例如:无线通信系统中需要射频和 DSP 技术来建立在不同传播环境中hp_CONST_S C5 (.Result(C5_Result));(.A(R4_R1_Q),.B(M3_Result),.Result(A5_Res 下变频 数字接 收机GMSK 解调射频 前端wire [6:0] M1_B_1_Result; M1.B_1wire [9:0] M1_B_2_Result;// hpeesof_id :的可靠的无线连接。
为了能够建立最优化的通信系统顶层架构,设计者必须对系统中每一组成部分对整体系统性能影响进行评估。
然而,不对通信系统物理层进行精准的建模,我们很难得到准确的评估。
这种建模包括信道传输模型,射频发射机模型和DSP算法模型。
在ADS软件中,不同的通信系统设计库为设计者带来了符合标准通信协议的DSP算法,射频系统模型库提供了1500 多种行为级模拟射频模型。
ADS 可以在真实的含有损伤,相位噪声和干扰的模拟射频通道中验证设计者自己的算法。
当系统架构已经确定以后,下一步要进行系统性能的优化。
这需要一个强大的自动优化技术,这种技术应该包含多种统计方法进而获得设计参数和最优的设计。
ADS软件提供的优化功能帮助设计者调节多种多样的模型参数以使系统的性能满足设计者规定的设计目标。
2.4 灵活快速地建立DSP算法不同的通信系统拥有特定的信源编码,信道编码,基带调制等数字信号处理算法。
ADS软件允许设计者利用ADS软件提供的多种定制和通用算法模型或C 语言、Matlab语言灵活地编写算法并利用ADS Ptolemy 仿真器进行算法仿真。
在DSP算法库中,ADS 软件已经提供了针对于GSM,CDMA,WCDAM,CDMA2000,TDS-CDMA,WLAN 的设计库和信道模型。
设计人员可以直接调用这些设计库中的算法模型或对其进行修改从而快速的搭建自己完整的信号处理链路。
2.5 快速准确地建立射频模型为了完成一个成功的系统设计,设计者必须考虑系统中射频部分的干扰。
不同与传统的射频系统分析,ADS软件不再是简单地用表格的方式计算出射频系统增益和功率预算,而是对射频子系统进行深入的仿真分析从而尽早地发现问题所在。
工程师现在利用ADS软件可以精确地分析射频系统中阻抗适配,隔离,谐波,互调,噪声等等对系统的影响,并且可以进行并行信号通路或反馈信号通路工作条件下的系统仿真。
2.6 通过优化得到最佳的系统性能为了帮助设计者获得最佳的系统设计,ADS 提供了一系列功能强大的优化器。
这些优化技术帮助设计者调节不同模型的参数设定使得系统性能满足所要求的指标,例如优化BER,EVM,ACPR等。
优化可以通过连续或者离散取值的方法进行,利用随机,梯度,蒙特卡罗等多种优化算法最终得到优化结果,获到理想的性能。
为帮助BER仿真,有一种快速估算算法叫做“Improved importance sampling”。
利用这种先进的算法,在对高性能低误码率的系统进行误码率分析时比传统的Monte Carlo算法快100 到1000倍。
2.7 利用已有的用户自定义模型很多时候,设计者依靠专有的行为级模型作为系统中的一部分。
对于很多公司,开发特有的IP花去了大笔的资金和大量的时间,这些IP 是非常有市场竞争力的产品。
ADS软件提供的模型开发工具可以非常方便得将C 或者C++源代码转入到ADS软件中,利用ADS软件的仿真器对其进行仿真分析。
同样在ADS 软件中有双向的MATLA界面和集成SPW 的工具。
2.8 ADS软件与测量仪表连接加快从设计到现实的转变使用软件工具进行仿真设计毕竟是产品开发过程中的第一步,软件中设计的电路系统最终还是要在硬件上实现并使用测试仪表进行测试。
这样,软件仿真与硬件测量之间的联系就显得格外重要。
只有软件与测试仪表之间流畅的数据传递和通讯才能加快从软件中虚拟电路到真实硬件电路转换。
安捷伦公司的ADS 软件与仪表构成的软硬件半实物仿真系统完成了这个工作。
2.8.1 据硬件测试建立仿真模型如图2。
2.8.2 尽早进行验证实验,降低系统集成风险如图3。
2.8.3 创建新的测试能力如图 4 和图 5。
2.8.4 通信信道,干扰测试如图 6。
图 2 据硬件测试建立仿真模型网络分析仪 现成元件在ADS 软件中进行仿真建模测得的S 参数用于仿真模型现存元件将 ESG/VSA 用于建立仿真模型(特定应用)▪ ▪ ▪在仿真中进行设计判定和折衷:评估现成的元件在新设计中的应用性能 评估原有硬件设计在新设计中性能了解设计返工情况,以帮助减少重复设计的次数ESG 信号发生器.ADSE4440A PSA用ADS 模拟的设计ESG 信号发生器供测试用 的硬件信号分析仪利用硬件和仿真模型 进行早期验证.为了有更好的设计预示能力,仿真与测量之间应有一致的测量算法,将产生意外的可能性减到最 小被测件图 3 尽早进行验证实验,降低系统集成风险图 4 创新新的测试能力(1)件经过被测件的测试信号参考信号使用ADS 软件的连接方案完成B ER 测试图 5 创新新的测试能力(2)当缺乏测试方案时,使用ADS 软件来建立专用射频测试信号和完成特定的测试在ADS 软件中建立特定 的专用信号调制模型在仿真中建立 信号源的模型在仿真中建立 损伤的模型ESG 信号发生器. 被测件信号分析仪在仿真中建立 特定的测试算法ESG 信号发生器被测件仿真信号源仿真接收机设计BER 测量896XX VSA.sdf 文 借助ADS 软件将测试仪表的功能扩展到一些新领域,如BER 测试图 6 通信信道,干扰测试3 ADS 加速 B3G/4G 超宽带通信系统研发3.1 ADS 具有可以灵活产生各种制式的信号源的能力因为 Beyond 3G 的信号调制方式及帧结构未定,ADS 可以灵活产生研发中 需要的信号源。