UWB与WMAN无线电系统的先期验证

设计、模拟与测试工具和方法来解决。在开发IEEE 802.11 WLAN OFDM 产品的过程中，几个重要的成功因素包括：

　　• 使用OFDM 通信模型程式库来执行合乎标准的参考无线电模拟。

　　• 参考无线电的端对端模拟与验证，各个系统区块是在不同的时间开发而成的。

　　• 当每个设计小组将个别的IP 区块移到下一个开发阶段时，都会执行效能检查。

　　• 在模拟与实体仪器之间使用一致的量测与分析演算法。

　　• 不同据点及单位的设计与测试站，都使用相同的效能量测标准。

　　图1. OFDM 参考无线电。

　　OFDM 产品的开发生命週期

　　无线产品的开发生命週期始于新兴的系统设计规格和无线电结构概念，结束于获利性产品的大量生产。一开始在系统层级所做的利弊取捨，决定了如何才能符合重要的无线电系统规格，同时达到经济的硬件实作。在设计阶段进行系统与电路层级的模拟，可以事先预测提出的无线结构及相关的参考无线电能否达到重要的规格。模拟作业会利用详细的元件模型、RFIC 制程设计套件(PDK) 及RF 电路板/模组封装寄生，对照每一种OFDM 标准的重要效能规格来验证参考无线电。

　　面对庞大的快速上市压力，设计工程师必须使用高效率的模拟工具来匯出设计IP，以供生命週期的后面阶段重复使用，进而缩短设计週期。随着无线电复杂度的不断提高，设计师必须尽可能在生命週期的初期验证效能。在每个阶段进行产品的效能验证，可以透过模拟及早发现重要的问题，进而规避风险，如果等到开发週期的后期才来修正问题，恐怕要耗费更多的时间和成本。

　　整合设计、验证与制造测试— Connected Solutions

　　Connected Solutions 结合模拟软件及测试与量测仪器，构成了各种弹性的解决方案，它们所提供的新的设计与验证能力，可以因应不同的OFDM 无线电标准来重新设定。模拟软件与量测仪器的结合，意谓着可以分享信号、量测、演算法和资料，只解决光使用EDA 工具或仪器所无法排除的特殊问题。因整合而提供的全新量测公用程式，改善了设计的程序并延伸测试仪器的功能。近年来，数据通信（相对于语音）对于无线通信IC 设计流程的确立有很大的贡献。过去几年在各种WLAN 标准的发展过程中，Connected Solutions 确实满足了许多弹性的验证需求。

　　WMAN OFDM 副载波的庞大数量及较高的输出功率位准（相对于WLAN），提高了达到功率放大器/发射器的EVM 规格的难度。图2以使用ADS 先进设计系统及安捷伦的测试仪器为例，来设计与验证WMAN 802.16d 无线电的功能图与信号流程。将802.16d 测试信号从ADS 下载到安捷伦E4438C ESG 信号产生器，然后通过WMAN 功率放大器待测装置（DUT），再使用安捷伦89641A VSA 向量信号分析仪来分析，以便验证EVM 规格。图3 和图4 分别显示量测与模拟的结果，量测值是以VSA 显示图来显示，模拟结果则是以ADS先进设计系统资料显示格式来显示。UWB OFDM 跳频使得振盪器和接收器的设计，更难达到低相位噪音和跳频的需求。图5 是可产生UWB OFDM Mode 1跳频（3 个跳频）的线路图；图6 是ADS2004A 所显示的模拟结果。 

　　图2. WMAN Connected Solutions 的test bench。

　　图3. 测得的WMAN (a) 频谱和时间，(b) OFDM 星状图和符号/错误表，及(c) 错误向量频谱和时间。

　　图4. 模拟的WMAN (a) 输出星状图及(b) 输出频谱。

　　图5. 模拟的UWB Mode 1 跳频信号源。

　　图6. 模拟的UWB (a) 时间丛发和频谱，(b) 符号和LO 频率相对时间，及(c) OFDM 频谱。　 

　　将IP 移入生产阶段—从模拟到测试皆使用相同的演算法

　　在整合设计与验证的流程中，可以重复使用特定OFDM 演算法（ 以C、ADS、MatLab(TM)、HDL或VerilogA 等设计工具开发的）的设计IP。在模拟与测试作业间迅速移动OFDM 信号、资料和测试向量的能力，有助于提升除错的速度、确定测试结果间的关系、以及加快验证程序的进行。同样地，IC 测试仪机台也可以分享在模拟过程中所产生及在制造测试时所共用的信号，以加速生产测试计画的开发、特性分析和联繫。有一家知名的行动手机制造商，就曾将ATE 自动化测试系统与测试间的联繫工作从几个月缩短到两週。

结语
　　将模拟工具与仪器整合在一起，即可在OFDM 设计生命週期中分享相同的分析和验证演算法。先期验证有助于缩短设计週期，因为可以在IC tape-out 之前从模拟中侦测出设计问题， 这对于达到OFDM 无线电晶片的超低价格目标来说是绝对必要的。在每个设计阶段，皆可依据新兴的UWB 和WMAN 标准来执行系统认证测试，而在所有重要的阶段，都可以产生及重复使用自动化的test benches来进行验证工作。标准化的验证过程适用于整个生命週期，所以可针对一开始的设计到生产测试阶段所获得的资料寻求相关性。