Документация

Введение

Структура цифрового PLL чрезвычайно эквивалентна тому из непрерывно-разового PLL. PLL имеет следующие компоненты: детектор ошибок фазы (PED), контурный фильтр и управляемый осциллятор.

В случае поставщика услуг QPSK (фаза и частота) синхронизация, реализовывая контурный фильтр как цифровой P+I (пропорциональный плюс интегратор) фильтр производит PLL второго порядка. Управляемый осциллятор (Phase Accumulator) настраивает угол полученного сигнала QPSK через комплексное вращение.

Можно реализовать комплексное вращение с помощью множества подходов, включая прямое комплексное умножение exp(j*theta). Однако такая реализация может быть относительно дорогой с точки зрения оборудования (например, FPGA или ASIC) ресурсы. Альтернативный подход использует основанный на CORDIC алгоритм вращения, чтобы реализовать комплексное умножение. Этот пример использует этот подход через функцию CORDICROTATE Fixed-Point Designer™. Это приводит к приближению вращения комплекса множителя меньше, где компромисс с точки зрения скорости. Небольшого количества итераций CORDIC может часто быть достаточно, чтобы достигнуть хорошего цифрового ответа PLL без полной стоимости аппаратного ресурса истинного комплексного умножения.

Структура примера

Источник данных Tx

Блок библиотеки PN Sequence Generator от Communications Toolbox™ является Источником данных Tx, генерируя 2-битные целочисленные символы без знака.

Модулятор QPSK

Блок библиотеки QPSK Modulator Baseband от Communications Toolbox использует смещение фазы pi/4 и двоичный файл, заказывающий, чтобы вычислить подписанные 12-битные выходные значения модулятора фиксированной точки.

Повышенный косинус фильтр Tx

Блок библиотеки Raised Cosine Transmit Filter от Communications Toolbox выполняет КИХ-фильтрацию квадратного корня с фактором повышающей дискретизации 8.

Нарушения передатчика

Блок библиотеки Phase/Frequency Offset от Communications Toolbox моделирует связанные нарушения передатчика. Можно настроить Phase offset и значения параметров Frequency offset, чтобы видеть эффект на PLL осциллограф времени Phase Error и получить отображения графика рассеивания сигнала.

Канал AWGN

Блок библиотеки AWGN Channel от Communications Toolbox моделирует шумный канал. Можно настроить параметр блока Eb/No, чтобы видеть эффект на PLL осциллограф времени Phase Error и получить отображения графика рассеивания сигнала.

Повышенный косинус фильтр Rx

Блок библиотеки Raised Cosine Receive Filter от Communications Toolbox выполняет КИХ-фильтрацию квадратного корня с фактором субдискретизации 8.

Подсистема PLL CORDIC-Based

Подсистема CORDIC-Based PLL состоит из Phase Error Detector (PED), P+I Loop Filter, Phase Accumulator и CORDICROTATE, чтобы сформировать исправленные комплексные выходные значения сигнала.

ОСНОВАННЫЙ НА CORDIC PLL

Детектор ошибок фазы

Phase Error Detector реализован с помощью функции MATLAB®.

Контурный фильтр P+I

P+I Loop Filter реализует PLL второго порядка. Константы цикла K1 (P усиление) и K2 (я получаю) выведены от Normalized loop bandwidth и параметров Damping factor подсистемы CORDIC-Based PLL маскированной.

Аккумулятор фазы

Phase Accumulator вычисляет угол Theta.

CORDICROTATE

Функция MATLAB CORDICROTATE вращает комплекс полученный сигнал Theta с помощью итеративного, множителя меньше, основанного на CORDIC алгоритма.

Результаты и отображения

Ошибка фазы

Используйте блок scope времени Phase Error, чтобы просмотреть изменяющийся во времени PLL выходные значения Phase Error Detector.

Графики поля точек

Используйте Before Carrier Synchronization и блоки осциллографа After Carrier Synchronization, чтобы наблюдать эффекты настройки параметры AWGN Channel и Transmitter Impairments.

Экспериментирование с примером

Нарушения передатчика

Чтобы видеть эффекты фазы передатчика и нарушений смещения частоты, измените Phase offset и значения параметров Frequency offset, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime на inf и используйте переключатель PLL Enable/Disable, чтобы наблюдать изменения в переходном ответе.

Канал AWGN

Чтобы видеть эффекты шумного канала, измените значение параметров Eb/No, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime на inf и используйте переключатель PLL Enable/Disable, чтобы наблюдать изменения в переходном ответе.

ОСНОВАННЫЙ НА CORDIC PLL

Отличайтесь PLL Normalized loop bandwidth и параметры Damping factor, чтобы настроить базовое поведение P+I Loop Filter, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime на inf и используйте переключатель PLL Enable/Disable, чтобы наблюдать изменения в переходном ответе.

Обратите внимание на то, что заблокированный фазой QPSK получает вывод сигнала, содержит неоднозначность фазы. Для последующего анализа (например, вычисления коэффициента ошибок символа), эта неоднозначность фазы может быть разрешена с помощью одного из многих известных методов, включая известное обучение (преамбула) сигналы, переменные смещения фазы демодулятора, переупорядочение совокупности, и т.д.

Выбранная библиография

Рис, Майкл, "замкнутые циклы фазы дискретного времени", цифровая связь: подход дискретного времени, приложение C, секунда. C.3, Пирсон Prentice Hall, 2008.

Andraka, Луч, "Обзор алгоритма CORDIC для основанных на FPGA компьютеров", Продолжения 1998 Шестых Международных Симпозиумов ACM/SIGDA по Программируемым пользователем вентильным матрицам, 191 - 200, 22-24 февраля 1998.

Volder, Джек Э., "тригонометрический вычислительный метод CORDIC", транзакции IRE на электронно-вычислительных машинах, Volume EC 8, 330 - 334, сентябрь 1959.