本應用筆記描述了射頻（RF）和微波子系統組件的系統級表征和建模技術。它說明了它們在混合信號，混合模式系統級仿真中的使用。該仿真使用帶有數字預失真（DPD）的RF發射機作為示例系統。給出了此復雜系統和性能數據的詳細信息。

介紹

射頻（RF）和微波世界在很大程度上免于摩爾定律的嚴格約束，而數十年來，在數字世界中積極地擴展規模已成為常態。但是現在，由于CMOS晶體管具有皮秒級的開關速度和數十至數百GHz的躍遷頻率，因此有機會將RF和微波組件集成到單個集成電路上的完整系統中。用于無線局域網和毫微微小區基站的單芯片收發器已經成為商業現實。與復雜的數字系統一樣，對首過設計成功的需求要求為整個系統的子系統組件提供準確的預測模型，從而能夠對系統設計進行仿真，并在設計投入硬件之前糾正任何錯誤或故障。 。

近年來，用于射頻和微波設計的系統級建模和仿真已經變得非常復雜。現在，EDA供應商（例如AWR和Agilent [1，2]）可以使用具有廣泛的信號源庫，組件模型和數據分析工具的商業仿真工具。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以及在典型應用環境中準確測量這些子系統的能力，已成為這些最新模擬器發展的重要推動力。

本教程描述了RF和微波子系統組件的系統級表征和建模技術，并說明了它們在混合信號，混合模式系統級仿真中的使用。我將使用具有數字預失真（DPD）的RF發射機作為示例系統，如圖1所示。這是一個復雜的系統，包括：

射頻組件，例如功率放大器（PA），為此我們需要一個非線性動力學模型

混合信號組件，例如數據轉換器和IQ調制器/解調器

預失真器的數字組件可以實現為現場可編程門陣列（FPGA）或定制IC，而這些組件又可以通過模型以高級描述語言（例如Verilog?）來描述，或者通過它們的方式進行描述。使用數學語言（例如Mathworks的MATLAB?軟件）的算法功能。

具有DPD功能的無線基礎設施發射機系統的框圖以及所包含的DPD接收機的觀察路徑。該圖顯示了我們將要考慮的主要模塊和仿真領域。

具有數字預失真（DPD）的RF發射機是實際復雜系統的一個很好的例子。通常在這樣的系統中，獨立的團隊將設計子系統組件，但是至關重要的是要知道這些組件將作為一個完整的系統一起工作，最好是在將硬件固定在一起之前。這將使我們能夠在設計階段進行任何必要的體系結構更改，而不是在構建硬件之后進行更改。

編輯：hfy