Эта модель показывает использование CORDIC (Координатный Компьютер Вращения) алгоритм вращения в цифровом PLL (Замкнутый цикл Фазы) реализация для синхронизации поставщика услуг QPSK. Fixed-Point Designer™ необходим, чтобы запустить эту модель.
Структура цифрового PLL чрезвычайно эквивалентна тому из PLL непрерывного времени. PLL имеет следующие компоненты: детектор ошибок фазы (PED), контурный фильтр и управляемый генератор.
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 генератор (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 в терминах оборудования (например, FPGA или ASIC) ресурсы. Альтернативный подход использует основанный на CORDIC алгоритм вращения, чтобы реализовать комплексное умножение. Этот пример использует этот подход через CORDICROTATE
Fixed-Point Designer™ функция. Это приводит к приближению вращения комплекса множителя меньше, где компромисс в терминах скорости. Небольшого количества итераций CORDIC может часто быть достаточно, чтобы достигнуть хорошего цифрового ответа PLL без полной стоимости аппаратного ресурса истинного комплексного умножения.
Источник данных Tx
PN Sequence Generator
библиотечный блок от Communications Toolbox™ является Источником данных Tx, генерируя 2-битные целочисленные символы без знака.
Модулятор QPSK
QPSK Modulator Baseband
библиотечный блок от Communications Toolbox использует pi/4
смещение фазы и двоичный файл, заказывающий, чтобы вычислить подписанные 12-битные выходные значения модулятора фиксированной точки.
Повышенный косинус фильтр Tx
Raised Cosine Transmit Filter
библиотечный блок от Communications Toolbox выполняет КИХ-фильтрацию квадратного корня с фактором повышающей дискретизации 8.
Нарушения передатчика
Phase/Frequency Offset
библиотечный блок от Communications Toolbox симулирует связанные нарушения передатчика. Можно настроить Phase offset
и Frequency offset
значения параметров, чтобы видеть эффект на PLL Phase Error
осциллограф времени и получить отображения графика рассеивания сигнала.
Канал AWGN
AWGN Channel
библиотечный блок от Communications Toolbox симулирует шумный канал. Можно настроить блок Eb/No
параметр, чтобы видеть эффект на PLL Phase Error
осциллограф времени и получить отображения графика рассеивания сигнала.
Повышенный косинус фильтр Rx
Raised Cosine Receive Filter
библиотечный блок от Communications Toolbox выполняет КИХ-фильтрацию квадратного корня с фактором субдискретизации 8.
Подсистема PLL CORDIC-Based
CORDIC-Based PLL
подсистема состоит из Phase Error Detector
(ПЛЕТЕНАЯ КОРЗИНКА), P+I Loop Filter
, Phase Accumulator
, и CORDICROTATE
сформировать откорректированные комплексные выходные значения сигнала.
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 из Normalized loop bandwidth
и Damping factor
параметры CORDIC-Based PLL
маскированного подсистема.
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.
Ошибка фазы
Используйте Phase Error
блок scope времени, чтобы просмотреть изменяющийся во времени PLL Phase Error Detector
выходные значения.
Графики поля точек
Используйте Before Carrier Synchronization
и After Carrier Synchronization
определите объем блоков, чтобы наблюдать эффекты настройки Transmitter Impairments
и AWGN Channel
параметры.
Нарушения передатчика
Чтобы видеть эффекты фазы передатчика и нарушений смещения частоты, измените Phase offset
и Frequency offset
значения параметров, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime
к inf
и используйте PLL Enable/Disable
переключитесь, чтобы наблюдать изменения в переходном процессе.
Канал AWGN
Чтобы видеть эффекты шумного канала, измените Eb/No
значение параметров, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime
к inf
и используйте PLL Enable/Disable
переключитесь, чтобы наблюдать изменения в переходном процессе.
ОСНОВАННЫЙ НА CORDIC PLL
Варьируйтесь PLL Normalized loop bandwidth
и Damping factor
параметры, чтобы настроить базовый P+I Loop Filter
поведение, в то время как модель запускается. Установите модель StopTime
к inf
и используйте PLL Enable/Disable
переключитесь, чтобы наблюдать изменения в переходном процессе.
Обратите внимание на то, что заблокированный фазой QPSK получает выход сигнала, содержит неоднозначность фазы. Для последующего анализа (например, расчеты коэффициента ошибок символа), эта неоднозначность фазы может быть разрешена с помощью одного из многих известных методов, включая известное обучение (преамбула) сигналы, различные смещения фазы демодулятора, переупорядочение созвездия, и т.д.
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.