В этом примере показано, как интегрировать РЧ-приемник вместе с алгоритмами обработки сигналов основной полосы частот для моделирования сквозной системы связи.
Для примера требуется Communications Toolbox™.
Следующая модель включает в себя генератор сигнала основной полосы частот, простой канал, РЧ приемник, первоначально разработанный с использованием РЧ анализатора бюджета, как описано в документе «Начало работы с РЧ-моделированием», аналого-цифровое преобразование, схему демодуляции и вычислительный блок для частоты ошибок символов.
model = 'simrfV2_comms_rf_example';
open_system(model);
Для этой модели блоки из Communications Toolbox и DSP System Toolbox™ используются для обработки сигналов основной полосы частот. Нестандартно совместимый сигнал основной полосы частот имеет прямоугольную совокупность КАМ с фильтрацией с увеличенным косинусом, и приемник основной полосы частот не включает в себя синхронизацию несущей/тактовой частоты. Параметры для формирования сигнала основной полосы частот определены в Model Properties -> Model callbacks PreLoadFcn, который устанавливает эти параметры в рабочей области MATLAB при загрузке модели:
BW = 8 МГц;
Tстеп = 125 нс;% 1/BW
FrameLength = 128;
M = 4;% Размер созвездия 2 ^ M
Tsymbol = 64 us;% M * FrameLength * Tstep
Sample time для сигнала основной полосы частот и Step size блока конфигурации приемника RF Blockset имеют одинаковое значение. Это гарантирует, что ширина полосы ВЧ-моделирования согласуется с частотой дискретизации входного сигнала. Приемник RF Blockset имеет входные и выходные порты, которые преобразуют сигналы Simulink в величины RF-области и масштабируют их мощность до опорного импеданса 50 Ом. Входной порт центрирует сигнал основной полосы частот на заданной центральной частоте 2,45 ГГц, а RF IQ демодулятор преобразует с понижением частоты входной сигнал в основную полосу частот с одним квадратурным каскадом.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_interferer показывает, как добавить внеполосный интерферентор высокой мощности с центром около 2,5 ГГц. Этот блокировщик воздействует на РЧ приемник, приводя его в нелинейную область. Для выполнения этой задачи выполните следующие действия.
model = 'simrfV2_comms_rf_interferer';
open_system(model);
Добавьте источник блока основной полосы частот модулятора 8-PSK, чтобы включить блокирующий сигнал с более высоким уровнем мощности, чем сигнал передатчика. Используя блок Vector Concatenate, объедините сигналы основной полосы и блокировщика. Входной сигнал для РЧ приемника теперь состоит из двух комплексных сигналов основной полосы частот. Важно, чтобы два источника основной полосы частот использовали одинаковую частоту дискретизации, чтобы гарантировать равные полосы частот моделирования для каждого сигнала (одинаковая полоса частот огибающей). Если два сигнала не имеют одинакового времени выборки, их необходимо повторно дискретизировать перед объединением. Это рекомендуется для моделирования блокирующих сигналов, когда они находятся «далеко» от требуемого сигнала в частотном спектре и не могут быть включены в одну и ту же огибающую для конкретной несущей. Для отображения спектрального положения двух входных сигналов в блоке Spectrum Analyzer, Offset параметр имеет две частоты, заданные для двух сигналов основной полосы частот.
Входной порт РЧ-приемника был изменен для включения двух несущих (Carrier frequencies) сигналов (2,45 ГГц и 2,5 ГГц). Сначала мы оставляем блок конфигурации для автоматического выбора основных тонов и гармонического порядка.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_impairments показывает, как добавить к приемнику RF ослабления, которые изначально не были оценены в бюджете канала анализатора RF Budget Analyzer.
model = 'simrfV2_comms_rf_impairments';
open_system(model);
Под маской РЧ приемника модифицируйте РЧ демодулятор, чтобы добавить дефекты, которые будут управляться блокирующим сигналом. В маске IQ демодулятора измените следующие параметры:
I/Q gain mismatch = 0,5 дБ
I/Q phase mismatch = 1 градус
LO to RF isolation = 85 дБ
IIP2 = 45 дБ
Phase noise frequency offset = [1e5 5e5 2e6] Гц
Phase noise level = [-95 -120 -140] dBc/Гц
Каждое из этих недостатков по отдельности увеличивает частоту битовых ошибок. Эти дефекты вызывают конечное отклонение изображения и смещение DC, которое удаляется в области основной полосы частот. Как было отмечено, коррекция смещения постоянного тока требует времени для интегрирования мощности сигнала и удаления компонента постоянного тока. Для дальнейшего изменения структуры системы демодулятора I/Q можно нажать кнопку «Edit System». С помощью этой операции можно отключить связь с библиотекой, встроить значение параметров и вручную изменить параметры блока, а также архитектуру блока.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_speed показывает, как уменьшить время моделирования предыдущей модели, описанной в этом примере. Выполните следующие действия, чтобы ускорить моделирование модели.
model = 'simrfV2_comms_rf_speed';
open_system(model);
В меню «Симуляция» выберите Accelerator для ускорения моделирования с помощью автоматического формирования кода C.
В разделе RF Blockset для ускорения моделирования уменьшите Harmonic order блока конфигурации оболочки цепи. Снять флажок Automatically select fundamental tones and harmonic order и установите Harmonic order равно 3. Total simulation frequencies уменьшается с 61 до 25, что эквивалентно приблизительно 2,5-кратному увеличению скорости. После уменьшения гармонического порядка убедитесь, что результаты моделирования не изменяются.
Для дальнейшего увеличения скорости моделирования используйте Frequency domain моделирование вместо Time domain моделирование для блока фильтра ПАВ S-параметров. Необходимо проверить, что при изменении параметра Сравнить опции моделирования во временной и частотной областях для S-параметров (Compare Time and Frequency Domain Simulation Options for S-parameters) моделируемая передаточная функция остается правильной и что модель использует достаточно длинную Impulse response duration.
При указанных выше модификациях моделирование происходит приблизительно в пять раз быстрее без существенного влияния на результаты моделирования.
bdclose(model);
clear model;