Удар эффектов RF на эффективности системы связи

В этом примере показано, как использовать блоки Communications Toolbox™, чтобы смоделировать тепловой шум, шум фазы и нарушения нелинейности приемопередатчика RF. Модель измеряет эффекты нарушений на частоте ошибок по битам (BER) системы связи.

Обзор

Модель, показанная в следующем рисунке, включает блоки, чтобы симулировать передатчик, канал, приемник, и измерить и визуализировать эффективность линии связи.

Модели передатчика:

  • 16QAM-модулируемая форма волны случайных битов

  • Квадратный корень повысил косинус (RRC) импульсный формирующий фильтр, чтобы ограничить спектральную утечку и минимизировать интерференцию (ISI)

  • Усилитель мощности (PA) без памяти с идеальной (бесконечной) третьей точкой пересечения порядка (IIP3). Значение IIP3 может быть изменено, чтобы смоделировать более реалистический PA. Модели PA передатчика третья нелинейность порядка, потому что это - основной источник ухудшения в том конце ссылки.

Модели канала 138 дБ потерь при распространении в свободном пространстве.

Фронтэнд приемника RF моделирует аналоговый фрагмент приемника до аналого-цифрового преобразования. Это включает:

  • Низкий шумовой усилитель (LNA) с идеальной шумовой фигурой (NF) 0 дБ и усилением степени 20 дБ. NF может быть изменен, чтобы смоделировать более реалистический LNA. В этом конце ссылки шум является намного более значительным источником ухудшения, чем нелинейность.

  • Демодулятор RF (RFD) с минимальным шумом фазы. Это значение может также быть изменено, чтобы смоделировать более реалистический RFD. Шум фазы может быть значительным источником ухудшения для 16QAM ссылка.

  • Автоматическое управление усилением (AGC), чтобы правильно масштабировать сигнал до квантования

Остаток от моделей приемника:

  • Идеализированный аналого-цифровой конвертер (ADC) с 12 битами квантования

  • RRC фильтрует для минимизации ISI и шумоподавления

  • Трудное решение 16QAM демодулятор

Испытательный стенд модели включает:

  • Метры степени до и после PA передатчика

  • Спектр мощности определяет объем до и после ADC, чтобы проиллюстрировать спектральные эффекты нелинейного усиления, шумового сложения, шума фазы и квантования

  • Схема созвездия после получить фильтра, с включенным расчетом величины вектора ошибок (EVM)

  • Восстановленное вычисление BER

Модель устанавливает некоторые значения параметров путем создания переменных базового рабочего пространства в его функции предварительной нагрузки. Это устанавливает дополнительные значения путем создания дополнительных переменных базового рабочего пространства посредством инициализации Model Parameters блок.

Запустите симуляцию

Настройка модели по умолчанию имеет ненулевой EVM и показывает искажение сигнала в схеме созвездия ниже, из-за конечных длин передачи, и получите КИХ-фильтры.

В этой той же настройке по умолчанию спектр мощности приемника ниже бесшумен и не имеет никаких нелинейных искажений. Боковые лепестки спектра от передачи и получают ответы фильтра.

Error Rate Calculation Блок (ERC) вычисляет системный BER. В настройке по умолчанию, с блоком ERC, отбрасывающим переходные эффекты в начале симуляции, BER 0.

Исследование примера

Можно исследовать несколько эффектов RF при помощи Model Parameters блок. Маска блока показывает и и ухудшенные значения параметров без искажений для передатчика IIP3, фигура шума LNA, шум фазы RF Demodulator и количество ADC битов. Если вы запустите симуляцию с кем-либо из этих ухудшенных значений набор, вы будете видеть эффекты в созвездии, спектре и/или BER.

Можно сбросить следующие параметры в Model Parameters блокируйтесь, в то время как симуляция запускается:

  • Передатчик IIP3

  • Фигура шума LNA

  • Количество ADC битов

  • Напряжение полного масштаба ADC, Чтобы задать новые значения шума фазы, остановите модель сначала.

Например, если передатчик, IIP3 установлен в 15 dBm, спектр сигнала и схему созвездия, показывает ухудшенный сигнал, и BER ухудшается к приблизительно 2.8e-3.

Можно сбросить счетчик BER, в то время как симуляция запускается путем двойного клика на ручном переключателе дважды. Это полезно, чтобы исследовать эффект BER, когда вы изменяете значение параметров в процессе моделирования.

Сводные данные

Этот пример показал, как различные нарушения фронтэнда RF, такие как нелинейность усилителя и шум фазы, могут повлиять на спектр, EVM и BER системы связи.

Смотрите также

Блоки

Похожие темы

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте