Эта модель показывает простой способ выполнения модуляции полосы пропускания путем умножения модулированного комплексного сигнала на комплексную синусоидальную волну для выполнения преобразования с повышением частоты. В общем, предпочтительно моделировать систему на сложной полосе частот. Однако есть некоторые обстоятельства, когда необходимо смоделировать систему на реальной полосе пропускания. Примером этого является случай, когда сигнал соседней полосы обрабатывается с нелинейностью и вызывает помехи в нужной полосе. Эта модель также иллюстрирует эффект таких пересечений.
Канал связи в этой модели включает в себя следующие компоненты:
A Random Integer Generator блок, используемый в качестве источника случайных данных
Модулятор и фильтр формирования импульсов, которые выполняют модуляцию QPSK и формирование корневого косинусного импульса.
Один Upconverter блок, который умножает модулированный сигнал на несущую частоту.
Источник помех тонального сигнала. Интерференция имеет кубическую нелинейность, которая может быть включена или выключена. Когда нелинейность выключена, интерференция полностью выходит за пределы полосы частот, но когда включена, третья гармоника тона вводится в требуемую полосу частот, вызывая помехи со-канала.
Один AWGN Channel block, в режиме Eb/No. Он задает два бита на символ, поскольку формат модуляции - QPSK. Мощность сигнала составляет 1/( 2 * 8) Вт. Это происходит потому, что исходная мощность сигнала в модуляторе составляет 1 Вт. Приподнятый корнем косинусный фильтр увеличивает сигнал в 8 раз, что уменьшает мощность на этот фактор. Выходной сигнал блока преобразования с повышением частоты принимает только действительную часть сигнала, тем самым снова уменьшая мощность, на этот раз в 2 раза. Наконец, период символа составляет 1e-6 секунд, чтобы соответствовать времени исходной выборки на Random Integer Generator источник.
A Downconverter блок, преобразующий сигнал из реальной полосы пропускания в комплексную полосу частот.
Корневой фильтр формирования косинусных импульсов, который прореживает обратно до одной выборки на символ, и блок демодулятора QPSK.
Блоки вычисления метрик BER и RMS EVM.
При выполнении моделирования открываются два анализатора спектра и один график рассеяния.
Первый анализатор спектра показывает сигнал и интерференционный сигнал в полосе пропускания. При выключенной нелинейности спектр помехи тонального сигнала выходит за пределы полосы пропускания требуемого сигнала. При включенной кубической нелинейности третья гармоника помех попадает в полосу требуемого сигнала.
Второй объем иллюстрирует сигнал после того, как он был преобразован с понижением частоты обратно в основную полосу частот в приемнике до корневой косинусной фильтрации. Следует отметить, что при включенной нелинейности отображается помеховый тональный сигнал, присутствующий в сигнале основной полосы частот.
Третья область показывает график рассеяния принятого сигнала, и, включив и выключив нелинейность, можно просмотреть влияние помех на график рассеяния. При включенной нелинейности сигнальная совокупность является более диффузной, чем при отсутствии нелинейности.
Модель также содержит два цифровых дисплея. Первый отображает BER канала. Расчет BER сбрасывается при каждом включении или выключении нелинейности.
Вторым числовым дисплеем является среднеквадратичная величина вектора ошибок (EVM), измеренная блоком измерения EVM.
Дважды щелкните по Nonlinearity on/off блок для переключения нелинейности сигнала помех. Наблюдайте изменения, которые это имеет в принимаемом спектре, созвездии, BER и EVM.
Изменяя параметр Eb/No, можно создать кривые BER и сравнить результаты модели с теоретическими результатами. Обратите внимание, что модель достигает ожидаемых теоретических результатов [1] для QPSK с отключением нелинейности.
Для дальнейших экспериментов попробуйте изменить значение параметра Eb/No в блоке канала AWGN или изменить мощность сигнала помех. Чтобы изменить мощность сигнала помех, откройте Interference with Nonlinearity и измените значение коэффициента усиления.
Downconverter блок использует простой комплексный метод умножения для выполнения преобразования с понижением частоты. Можно найти пример, показывающий более эффективное преобразование с понижением частоты с помощью субдискретизации IF по адресу: IF Subsampling with Complex Multipate Filters.
Proakis, John G., Digital Communications, Fourth Ed., sec. 5.2.7, New York, McGraw-Hill, 2001.