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第四章通信技术创新平台建设方案一、通信技术创新平台建设目标山东省通信技术创新服务平台的总体目标：力争用三-五年左右的时间，建立一个高起点的通信技术创新服务平台，服务科研与产业应用，对目前的实用通信技术和设备进行高水平的集中研发，并对未来通信关键技术进行跟踪和储备。二、建设原则管理中心推动原则充分发挥管理中心在统筹规划、资源组织、政策扶持、市场环境建设等方面的作用，充分发挥社会各方面的力量，推动通信产业发展。科研、应用、服务联动原则。建立科研、应用、服务一体化体系，促进通信技术平台和最终产品相结合；技术平台建设和企业发展相结合；人才培训和企业需求相结合。企业主体化原则。推动通信类企业建设，以企业为主体、自主经营、自负盈亏、自主创新、自我发展完善。引进消化吸收与自主创新相结合原则。加强与海内外通信类企业、人才的交流合作，创造适合通信产业发展的政策环境，大力引进资金、技术、人才，加快消化吸收，形成产业的自主创新能力，尽快缩短与发达国家和先进省市的差距。有所为，有所不为原则。发挥我省优势，重点发展重点领域的通信类产品研发、与企业应用相结合，聚集有限力量，聚焦可行领域，发挥基础特长，形成专业优势。三、建设内容通信平台的建设分别是射频及微波电路测试、通信基带设计及数字电路测试、无线通信综合测试、现代通信创新仿真与实验平台、有线通信数据业务测试、光通信测试6个方面。四、需求分析建立通用的测试测量平台，满足目前主流通信产品研发测试、仿真设计的需求，并且将来能够平滑过渡到新的通信测试应用；建立现代通信创新仿真与实验平台，跟踪国际通信研究前沿、进行开创性的研究。（一）通用测试平台需求通信一般分为光通信、有线通信和无线通信三大类，建立通用通信平台，应考虑这三类通信方式的研发、测试设备。1．无线通信研发测试需求我们按照产品的开发的一般过程，分为系统设计，基带、射频电路设计。从测试的角度一般分为建模仿真到半实物模拟测试，最后到系统级的联调。2．有线通信测试需求我们考虑系统级的联调测试、接入实体网络的测试。3．光通信测试需求我们考虑光接入测试。（二）现代通信创新仿真与实验平台需求跟踪国际通信研究前沿、进行开创性的研究，建立先进的通用软件仿真和软件无线电与通用综合开发平台是非常必要的。五、方案设计（一）通用测试平台方案根据目前通信产品开发周期的一般过程，采用仪表与软件相结合的解决方案，建立一个从仿真验证——半实物模拟——全系统联调的层次化验证体系，从而成为一个具有多手段、层次化、立体式仿真及测试实验室。根据实验室建设思路，充分利用软件的灵活性与测试仪表的精确性，我们建议将通信系统验证划分为三个验证平台：系统建模仿真平台、半实物系统测试平台、系统联调测试平台。三个平台紧密联系，自顶向下逐步完成系统实现，自底向上逐步验证理论指导，从而实现了实验室验证手段的层次化管理体系，同时，也避免了以往测试手段单一的弱点，确保了验证手段的灵活性和完备性。三个验证平台体系将一个通信系统的验证分为了三个阶段。首先系统建模仿真阶段，这个阶段主要用到了ADS仿真软件。将通信系统的各部分功能，在系统建模仿真平台里进行精确的建模，包括基带电路建模，信号源建模，射频发射链路建模，信道建模，射频接收链路建模，信号处理模块建模等。该验证平台的目的是快速地验证对比各种体制，特定参数的通信系统的性能指标。在该验证平台上，能够建立完整的通信系统模型，能够仿真射频链路中的功放混频器等关键器件非线性失真对于通信系统性能的影响，能够考虑通信信道的各种特性参数，能够实现系统的高效数据流仿真。ADS拥有12万种有源/无源器件模型。ADS提供的各种仿真器支持电路设计。ADS提供的仿真器工具包括：直流分析（进行有源电路的偏置电路的设计优化及功耗分析优化等）、S参量分析（完成小信号线性频域分析优化）、谐波平衡分析（完成大信号非线性频域优化）、高频SPICE及卷积分析（完成时域分析和优化）、电路包络仿真（可同时进行时域频域分析和优化，可进行AGC、PLL及矢量信号的分析）。以上提供的仿真器还都可进行噪声分析及产量分析。在电路设计中，发射分机系统建模仿真平台系统联调测试平台外场验证自底向上的逐层验证信道模型接收分机半实物发射系统信道半实物接收系统半实物测试平台自顶向下的理论实现立体式层次化管理体系安捷伦ADS软件提供不同的设计指导模块作为嵌入的专家系统引导设计人员使用ADS完成例如功放，滤波器，振荡器，混频器等电路，加快有经验的工程师对软件的掌握，指导年轻工程师进行不同电路的设计。ADS数字通信系统软件包提供了强大的系统仿真能力，能够实现对于数字系统，射频/模拟系统的设计和仿真。ADS的Ptolemy仿真器提供时间同步算法，可以实现数字DSP系统和射频系统的联合仿真、优化，确保了通信系统设计的完整周密。在数字算法平台上，ADS提供上千种数字运算模块和时域模块供设计者使用，如各种类型运算器、编码器、调制器、数字滤波器等，同时用户可以根据特殊算法，方便的编写用户自定义的DSP模型，如满足卫星通讯规范的或军队标准的调制单元，扩频单元，跳频模型。同时，在ADS中，设计者也可以调用已经开发出来的IP（如C语言、Matlab编写的算法），以及难以建模的信号（如干扰信号、噪声）也可以使用仪器读取回到ADS进行仿真。由此，设计者可以快速准确地搭建出适合各种通信算法的数字系统。在射频系统中，ADS提供了1000多种射频系统模型，如功放、滤波器、混频器、振荡器等等。用户为这些行为级的系统模型加入不同的指标，连接在一起，从而描述出用户自定义的射频子系统。通过ADS的射频系统仿真器，可以完成对射频子系统的仿真，分析系统指标的分配是否合理。同时ADS的优化功能可以自动地对系统指标进行优化，使得系统的整体性能达到要求。其次，半实物测试阶段。安捷伦公司在提供仿真软件和测试仪表的同时，还可以通过组合的方式，将仪表和软件联用，进行半实物仿真测试，大大方便了项目中各个团队间的协作。而当某个通信系统的性能指标在第一个阶段验证通过，则可进行半实物测试。半实物测试将软件的灵活性与仪器的精确性有机的结合在一起，将系统的部分功能通过仪表来实现，从而进一步接近于实际地验证系统的可行性。同时，对于部分已有分机半实物测试也可完成其整个通信系统的性能测试。在半实物测试中，根据开发不同阶段的电路会用到不同的仪表。在测试通信电路的基带部分时，首先会用到高频示波器DSO91304A，它在时域观察高速信号波形质量的必不可少的工具。示波器可进行高速串行信号的自动时钟恢复，眼图生成，抖动分析，以及各种常见通信信号的模版测试。此外，示波器可与VSA矢量信号分析软件一起使用，可捕获基带IQ路信号，进行调制分析，为宽带通信，无线USB，蓝牙等UWB提供了强大，灵活的的物理层测试手段。而多通道的混合信号示波器MSO9404A在分析基带电路多模拟和数字通道的混合电路时，也非常必要。采用Windosw平台，提供非常广泛的信号测量功能。16个完全集成的时间校准的数字通道能够深入分析电子系统中各种总线的定时关系。协议分析功能可快速、深入地了解通信中用到的各种串行总线的协议层和物理层之间的问题，比如USB，CAN，I2C，PCIe。混合信号示波器提供了各种软件来进行信号完整性的调试、分析和一致性测试。此外，在设计通信系统的基带电路时，示波器可以配置FPGA动态探头，可以快速分析基带电路。还可以配置电源分析套件来分析通信开关电源的一致性测试，并直接产生报告。当基带电路用FPGA复杂现场可编程电路实现时，逻辑分析仪16806A的多通道功能将尤为重要。它主要应用于数字/基带中频电路的调试、测量，功能验证，以及数字系统优化，以定时与状态分析的方式完成对总线的分析和调试。16800逻辑分析仪利用动态探头技术可以选定通信发射机和接收机中的FPGA内部的测试节点，将测试节点的信号引入器件物理管脚上，可大大节省FPGA资源，并提高测试的全面性。为了进一步验证FPGA内部的调制解调算法的性能，逻辑分析仪内部可结合89601A矢量信号分析软件进行调制特性分析，如信号矢量图，星座图，IQ波形，眼图，幅度误差，相位误差，频率误差，信噪比，EVM等。此外，还需要配置一些实验室用到的通用数字电路测试仪表。数字万用表34410A是实验室常用仪表。34410A6½高性能数字万用表可用于测量DCV，DCI，ACV，ACI电阻，电容，温度，二极管连通性等测试。此外，其内部带50K的非易失存储器，可保存多个测试的结果，并可通过LAN，USB或GPIB传送至PC进行分析。音频分析仪U8903A主要用于测量通信设备中声音部件的特性参数。音频分析仪采用低失真音频源，集失真计、SINAD计、频率计数器、交流电压表、直流电压表和FFT分析仪的功能于一身。与信号发生器配合使用，可对接收机的音频特性进行测试，如手机、车载无线电，电台等。利用其内部的音频源，配合频谱分析仪，可对发射机的性能进行测试。此外，由于分析仪内置音频源和分析仪，在不需要其他仪表的情况下，可对通信终端中的音频放大器的特性进行测试。直流电源分析仪N6705A，随着通信系统越来越数字化，基带部分的信号处理都是通过FPGA（可编程门阵列）来实现。在设计FPGA时，必须要重视电源问题。FPGA电路有多路电源输入，这些电源输入需要有精确的上电时序。N6705A直流电源分析仪为多路严格上电提供了无与伦比的使用方便性。直流电源分析仪集成多达4个具有数字万用表、示波器、任意波形发生器和数据记录仪。使用N6705A其本身还具备测量流入被测件的电流电压的能力。此直流电源分析仪还使您无需开发程序来控制多台电源实现精确的上电时序，而只需通过前面板即可执行多路电源的精确时序上电。当需要构建自动化测试系统时，N6705A可通过GPIB、USB、LAN进行编程，符合LXIC类标准。函数发生器33250A可提供11种标准波形以及脉冲和任意波形，是同类产品中频率最稳定、失真最小的函数发生器，可作为电路调试、分析的基础仪表。函数发生器还具有AM，FM和FSK调制能力，是基带电路调试基本仪表。高频计数器53132A是测试频率、周期及多通道间时间间隔的通用仪表。当测试基带信号或其它数字电路信号频率时使用。53132A具有很高的性能及测试精度，12位/秒的频率/周期分辨率，和150ps的时间间隔分辨率。此外，53132A还为时间间隔测量提供先进的外同步工作模式。配置第三个3GHz测试通道，可满足目前通信测试的应用。电子负载N3300A是一种能控制电流、电压和电阻的仪器，最适合对对负载有要求的电源系统以及通信系统中的大功率器件进行评估。电子负载是吸收功率，而不是产生功率。它们能承载电流、电压和最大额定功率。电子负载不需要万用表，内置的测量系统能同时测量电压和电流。在基带电路设计之后，就需要设计和测试中频及射频电路。需要通用仪表产生标准信号测试通信设备的接收机，分析发射机的信号质量，测量通信设备中的器件特性等。频谱分析仪是通信领域最基本、通用的仪表。主要用于各种通信设备的发射机测试，测量射频信号频率功率特性，占用带宽，带内外干扰及解调特性等。在通信制式不断从模拟演变为数字调制后，频谱仪的功能也在不断更新，通过选件配置，可以解调信号，分析星座图、EVM等矢量特性。N9020A是最新的通用频谱仪测试平台，可以配合89601AVSA软件进行目前通信领域几乎所有制式的信号，包括2G，3G，蓝牙，WiFi，RFID及数字电视等。频率配置到26.5GHz，使频谱仪既能够测试通信信号带内特性，又兼顾通信信号的带外特性，满足各种通信规范的测试要求。此外还可满足后续频率不断提高的需要。矢量信号源E4438C主要用于各种通信设备的接收机测试，仿真产生各种频率及功率的标准单载波、模拟调制、数字调制、脉冲调制及扫描信号，以测量被测接收设备的接收灵敏度、解调特性等。E4438C是通用的射频信号源测试平台，能够产生多种通用的模拟、数字调制信号及专用的通信制式信号，如AM/FM，ASK/FSK，2G，3G，GPS，CMMB等信号