下一代无线研发：多功能工程师的崛起

下一代无线通信系统正在推动技术集成的新水平。更高的数据速率、物联网 （IoT） 等系统的大规模连接、更低的功耗和其他雄心勃勃的目标只能通过结合先进的数字、射频和天线技术来实现。传统上，这些组件中的每一个都是单独设计的，只是在构建第一个硬件原型后进行集成、测试和调试。这种方法的日子已经屈指可数了，领域专家使用不同的工具单独工作。

利用当前技术，从RF到基带的整个信号链可以在单个可编程器件或模块中实现。考虑使用这些器件所需的专业知识，更不用说设计这些器件之一：RF、数字逻辑、数字信号处理器 （DSP）、嵌入式软件和系统架构。为了将其集成到一个完整的系统中，工程师需要了解更多：天线设计、传播以及一个或多个无线标准。

例如，如果工程师在设计基带算法时不考虑RF损伤，则这些算法不太可能在现实世界中工作。对于RF前端设计人员来说，DSP和数字控制算法以及天线配置将影响系统性能和成本。当使用来自不同供应商的多个工具时，很难对这些组件交互进行建模，并且测试和纠正错误既昂贵又缓慢，几乎没有时间优化设计。

集成工作流

成功的无线工程团队明白，为了跟上下一代无线系统的需求，他们需要一种集成度更高的方法。每个团队成员都需要是能够在数字、射频和系统领域轻松工作的多功能工程师。

这些团队正在采用工具，帮助他们将多个工程学科集成到一个连贯的工作流程中。它们使用集成的软件环境，如MATLAB和Simulink 提供的环境，支持基于模型的设计，包括算法设计、系统仿真、无线测试、原型设计和实现。改进的工作流程使工程团队能够联合设计和验证算法和射频组件，执行端到端仿真，并连接到一系列硬件进行测试、原型设计和实施，从而加快了无差错原型和产品的交付。

与仍在孤岛中设计的团队相比，利用早期设计集成的团队报告说，总体开发时间节省了 30%，功能验证时间节省了 85%，设计重新修改大大减少，并且在第一次尝试时就创建了无缺陷的实现。

多功能工具箱

灵活的集成仿真环境为无线系统设计提供了关键优势。基于模型的设计允许工程师设计、建模和仿真多域无线系统。每个领域的领域专家都可以使用最适合其任务的工具对RF架构、数字硬件和复杂的状态机逻辑进行建模，然后将自己的工作无缝连接到系统的其余部分。

为了完成这组任务，软件必须在三个级别上运行：具有开放接口的低级功能（例如，调制、映射、预编码）;一步处理完整链路（物理通道和信号）的中级功能;以及高级信号生成功能和应用程序。它应该提供与硬件无关的测试接口，因此生成的信号和测试台可用于独立于特定制造商的仿真和测试硬件。

满足下一代的需求

能够支持多功能无线工程师工作的工具已经上市。它们对于高级研究和设计问题特别有用，例如对LTE和WLAN系统中的多天线（MIMO）系统进行建模以及5G提案，包括天线阵列，传播模式和波束成形。

因此，工程师可以消除步骤并更快地交付工作设计，因为他们可以证明符合仿真和无线测试的标准，并通过联合基带RF仿真探索和优化系统设计。团队可以在实施之前消除设计问题，并使用内置参考模型简化验证。此外，工程师可以利用这些工具重用模型，以加快设计迭代和下一代项目，从而加快下一代无线通信系统的设计。

审核编辑：郭婷