Беспроводное цифровое телевидение с РФ Beamforming
Этот пример показывает, как смоделировать систему цифрового телевидения, которая включает поэтапно осуществленный получатель 16 антенн массивов, действующий в 28 ГГц. Основополосный передатчик, получатель и канал поняты с Communications Toolbox™. Получатель РФ реализован с библиотекой RF Blockset™ Circuit Envelope, и получение поэтапных антенн массивов создается с помощью Phased Array System Toolbox™. 4 x, которые 4 плоских поэтапных массива питают 16 каналами, получают модуль, который включает фазовращатели, чтобы включить РФ beamforming.
Архитектура системы
Система состоит из:
Основополосная подсистема Передатчика ответственна за генерацию 64-QAM, сигнала пропускной способности на 2 МГц, который придерживается стандарта DVB-C.
Эффекты канала в форме потери пути.
16 элементов поэтапно осуществили получатель массивов, расположенный в 4 X 4 прямоугольных сетки. Это включает параметры проекта для рабочей частоты, диаграммы направленности элемента, и получите направление.
Модуль приемника РФ, состоящий из 16 путей. Каждый путь включает LNAs и переменные фазовращатели для РФ beamforming. Сеть 2:1 объединители степени создается дважды, чтобы эмулировать типичный процесс проектирования. Первоначальный проект использует идеал делители степени Уилкинсона от библиотеки RF Blockset Junctions, пользовавшейся как поведенческие объединители, в то время как вторая реализация использует фактические объединители, смоделированные блоками
S-Parametersот библиотеки RF Blockset Circuit Envelope с данными измерений, снабженными через Пробный камень (.s3p) файл. Полученный сигнал РФ является downcoverted к основной полосе.
Основополосная подсистема Получателя ответственна за извлечение переданного сигнала. Получатель включает простые модели для исправления эффектов смещений фазы, и получите контроль.
Диагностика доступна на различных этапах в системе с помощью полученной совокупности, вычисления частоты ошибок по битам и полученного спектра.
model_ideal = 'simrfV2_wirelessdvb_beamform_ideal';
open_system(model_ideal)
sim(model_ideal)
Разработка с идеальными компонентами
Первоначальный проект может использовать идеальные компоненты, чтобы ускорить процесс общего замысла. Например, используйте идеал делители Уилкинсона от библиотеки RF Blockset Junctions как объединители в Получить Антенной решетке. Различные усилители вводят тепловые помехи и нелинейность. Квадратурный демодулятор выполняет прямое понижающее преобразование и моделирует эффекты нелинейности, утечки LO, Неустойчивости I/Q и шума.
open_system([model_ideal '/RF Receiver'], 'force')
bdclose(model_ideal)
clear model_ideal
Разработка с действительными компонентами
Используйте блок S-Parameters, чтобы смоделировать действительный объединитель. Существует несколько опций, доступных, чтобы охарактеризовать поведение этого блока; один подход использует файл данных непосредственно, в то время как другой подход предоставляет рациональную модель данных. Для последнего подхода используйте функцию rationalfit в RF Toolbox™, сохраните получившиеся параметры в базовом рабочем пространстве и используйте их в блоке S-Parameters. В этом примере результаты измерений, описанные в файле, используется непосредственно.
model = 'simrfV2_wirelessdvb_beamforming';
open_system(model)
sim(model)
Сторона передачи плоский массив выбрана, чтобы иметь 16 элементов и передачи вдоль основного луча (азимут = 0 градусов и повышение = 0 градусов) на частоте 28 ГГц. Изотропная диаграмма направленности выбрана для каждого элемента. Обратите внимание на то, что делители степени вводят сдвиг фазы на уровне 28 ГГц. Это оценивается и исправляется в Основополосной подсистеме получателя.
Измените получить направление и моделируйте
Измените получить направление путем изменения Получить диалогового параметра маски Направления с 16 элементами, Получают Антенную решетку. Угол выбранные уменьшения сила сигнала из-за близости пустого указателя в диаграмме направленности массивов.
open_system(model) set_param([model '/Receive Antenna Array'],'RecDir','[20;25]') sim(model)
Улучшите прием РФ с Beamforming
Измените параметр направления Beamforming для 4 X 4 поэтапно осуществленных массива на получить стороне. Этот параметр маски автоматически настроит сдвиг фазы каждого канала в подсистеме Получателя РФ. Запустите симуляцию, чтобы наблюдать увеличение полученного уровня сигнала.
open_system(model) set_param([model '/RF Receiver'],'BeamDir','[20;25]') sim(model)
bdclose(model)
clear model
Ссылки
С. Эмэми, Р. Ф. Визер, Э. Али, М. Г. Форбс, М. К. Гордон, С. Гуань, С. Ло, П. Т. Мселви, Дж. Паркер, Дж. Р. Тани, Дж. М. Гильберт и К. Х. Доан, "Пара Приемопередатчика Поэтапного Массива CMOS на 60 ГГц для Радиосвязей Multi-Gb/s", в Технологии Конференции Твердотельных схем Int IEEE. Вырыть., февраль 2011, стр 164-165