Введение

Этот пример характеризует удар нарушений RF такой как синфазный и квадратура (IQ) неустойчивость, шум фазы и нелинейность усилителя мощности (PA) в передаче 802.11ax форма волны [1]. Чтобы оценить удар этих нарушений, пример выполняет эти измерения:

Пример работает на основе пакета пакетом. Для каждого пакета рабочий процесс состоит из этих шагов:

Этот пример выполняет эти операции при помощи модели Simulink®. Модель Simulink выполняет обработку сгенерированного модулированного сигнала (шаги 1, 2, 6 и 7) при помощи Функциональных блоков MATLAB® и выполняет моделирование передатчика RF (шаги 3 и 4) при помощи RF Blockset. Эта модель поддерживает Normal и Accelerator режимы симуляции.

Структура модели Simulink

Модель содержит три основных части:

modelName = 'HERFTransmitterModel';
open_system(modelName);

Основополосная генерация сигналов

Блок HE Packet генерирует стандартно-совместимую однопользовательскую высокую эффективность (SU HE) формы волны [1]. Для генерации сигналов, передачи набора и параметров конфигурации путем определения опций в блоке HE Packet.

Блок HE Packet содержит две вкладки:

После генерации каждого пакета блок FIR Interpolation сверхдискретизировал и фильтрует форму волны, чтобы позволить вам видеть эффект мощного усилителя (HPA) на внеполосной спектральной эмиссии. При выходе блока RF Transmitter блок FIR Decimation прореживает форму волны назад к ее исходной частоте дискретизации. Блок Multirate Parameters обеспечивает интерфейс, чтобы легко сконфигурировать параметры КИХ-блоков Интерполяции и Децимации.

Определение времени симуляции

Пакетное время передачи () параметр в блоке HE Packet вычисляет время, требуемое передать каждого 802.11ax пакет. Следовательно, значение Времени остановки в модели Simulink должно быть равно или выше, чем значение, изображенное в Пакетное время передачи (), чтобы получить результаты EVM и схему созвездия по крайней мере одного пакета. Когда фильтры в КИХ-блоках Интерполяции и Децимации вводят задержку, можно использовать параметр Времени (времени) простоя в блоке HE Packet, чтобы компенсировать задержку.

Передача RF

Блок RF Transmitter основан на архитектуре передатчика супергетеродина. Эта архитектура upconverts форма волны к несущей частоте и применяет фильтрацию полосы пропускания и усиление. Компоненты RF этого передатчика супергетеродина:

В дополнение к этим компонентам этот блок RF Transmitter также включает переменный усилитель усиления (VGA), чтобы управлять уровнем входного возврата (IBO) HPA.

set_param(modelName,'Open','off');
set_param([modelName '/RF Transmitter'],'Open','on');

Блок Inport в Передатчике RF преобразует комплексную основополосную форму волны в область RF. Можно варьироваться центральная частота этого сигнала RF путем изменения параметра Несущей частоты этого блока (частота по умолчанию, которая считается промежуточной частотой в этом примере, 70 МГц). Блок Outport преобразует сигнал RF назад в комплексную основную полосу.

Можно сконфигурировать компоненты Передатчика RF при помощи маски блока RF Transmitter.

Блок RF Transmitter показывает типичные нарушения, включая:

Можно использовать блок Input Buffer перед блоком RF Transmitter, чтобы сократить количество выборок, отправленных в блок RF Transmitter. Для простоты Входной буфер в текущей настройке отправляет одну выборку за один раз, приводя к блоку RF Transmitter, являющемуся основанным на выборке.

Адаптируйте уровень мощности основополосной формы волны к настройке RF путем добавления Блока управления Усиления после блока Input Buffer.

Когда текущая настройка блока RF Transmitter отправляет одну выборку за один раз, блок Output Buffer (после блока RF Transmitter) собирает все выборки в основополосной форме волны HE прежде, чем отправить выборки на Демодуляцию и блок вычисления EVM.

Основополосный прием формы волны

Демодуляция и блок вычисления EVM восстанавливают и строят символы Данных о HE в блоке Constellation Diagram путем выполнения частоты и пакетных коррекций смещения, оценки канала, отслеживания экспериментального этапа, демодуляции OFDM и эквализации. Этот блок также выполняет эти измерения EVM:

Настройка по умолчанию блока Spectrum Analyzer изображает спектральную маску согласно Разделу IEEE P802.11ax/D4.1 27.3.18.1 [1]. Блок Spectrum Analyzer также обеспечивает дополнительные измерения, такие как занимаемая полоса, степень канала, CCDF и PAPR. Блок Power Meter измеряет степень канала формы волны RF, которая отображена в Выходной мощности (dBm) блок.

Эффект нелинейности усилителя мощности

Чтобы охарактеризовать удар нелинейности HPA в оценке EVM, можно измерить модуляцию от амплитуды к амплитуде (AM) HPA. AM относится к уровням выходной мощности в терминах уровней входной мощности. Функция помощника hePlotHPACurve отображает характеристику AM HPA, выбранного для этой модели.

hePlotHPACurve();
figHPA = gcf;

P1dB является степенью в точке сжатия на 1 дБ и обычно используется в качестве ссылки при выборе уровня IBO HPA. Вы видите удар HPA на блок RF Transmitter путем анализа результатов EVM для различных рабочих точек HPA. Например, сравните случай когда IBO = 11 дБ, соответствуя HPA, действующему в линейной области, со случаем когда IBO = 3 дБ, соответствуя HPA, действующему в насыщении. Усиление VGA управляет уровнем IBO. Чтобы сохранить VGA линейным поведением с помощью параметров по умолчанию, выберите значения усиления ниже, чем 15 дБ.

set_param([modelName '/RF Transmitter'],'vgaGain','5');
sim(modelName);

  HE-Data EVM:-40.98dB

Согласно Таблице 27-47 [1] IEEE P802.11ax/D4.1, позволенная относительная ошибка созвездия (EVM) в HE СУ ППДУ, когда Двойной параметр модуляции поставщика услуг отключен и Модуляция/кодирование, равен 3 (16-QAM, 1/2)-16 дБ. Когда полный EVM, приблизительно-40.95 дБ, ниже, чем-16 дБ, эта архитектура находится в пределах требований IEEE P802.11ax/D4.1 [1].

set_param([modelName '/RF Transmitter'],'vgaGain','13');
sim(modelName);
slmsgviewer.DeleteInstance();

% Restore to default parameters
set_param([modelName '/RF Transmitter'],'vgaGain','5');

  HE-Data EVM:-27.66dB

По сравнению с предыдущим случаем более искажена схема созвездия. В терминах измерений полный EVM, приблизительно-27.56 дБ, еще ниже, чем-16 дБ, таким образом, он также находится в пределах требований IEEE P802.11ax/D4.1 [1].

Итоговое и дальнейшее исследование

Этот пример демонстрирует, как смоделировать и протестировать передачу 802.11ax форма волны. Блок RF Transmitter состоит из полосового фильтра, усилителей и модулятора IQ. Пример подсвечивает эффект нелинейности HPA на эффективности блока RF Transmitter. Можно исследовать удар изменения других нарушений также. Например:

Кроме того, можно проверять занимаемую полосу и CCDF и измерения PAPR при помощи окна Spectrum Analyzer: нажмите кнопку Channel Measurements на панели инструментов для занимаемой полосы и кнопку CCDF Measurements для CCDF и PAPR.

Блок RF Transmitter сконфигурирован, чтобы работать со значениями по умолчанию блока HE Packet и с поставщиком услуг RF, сосредоточенным на уровне 5 950 МГц. Этот поставщик услуг в диапазонах частот STA HE IEEE 802.11 (между 1 ГГц и 7,125 GHz [1]). Если вы изменяете несущую частоту или значения в блоке HE Packet, вы, возможно, должны обновить параметры компонентов блока RF Transmitter, когда эти параметры были выбраны, чтобы работать на настройку по умолчанию примера. Например, изменение в несущей частоте требует пересмотра пропускной способности фильтров. Изменение пропускной способности формы волны может потребовать обновления длительности Импульсной характеристики и смещения частоты шума Фазы (Гц) параметры блока IQ Modulator. Смещение шума фазы определяет нижний предел длительности импульсной характеристики. Если разрешение смещения частоты шума фазы слишком высоко на данное время импульсной характеристики, предупреждающее сообщение появляется, задавая минимальную длительность, подходящую для необходимого разрешения. Для получения дополнительной информации смотрите Модулятор IQ (RF Blockset).

Этим примером могло быть основание для тестирования форм волны HE для различных настроек RF. Можно заменить блок RF Transmitter другой подсистемой RF по вашему выбору и конфигурированием модели соответственно.

Ссылки