Введение

Этот пример характеризует влияние РЧ-нарушений приемника, таких как нелинейность фазового шума и усилителя мощности (РА), и воздействие соседнего 5G [1] или помехи 802.11ax [2] при ВЧ-приеме сигнала 802.11ax. Для оценки влияния помех в примере выполняются следующие измерения:

Пример работает на основе пакета за пакетом. Для каждого требуемого пакета HE рабочий процесс состоит из следующих шагов:

В этом примере эти операции выполняются с использованием модели Simulink ®. Модель Simulink выполняет обработку сигнала основной полосы частот (этапы 1, 2, 9 и 10) с использованием функциональных блоков MATLAB ® и выполняет моделирование РЧ-приемника (этапы 6 и 7) с использованием РЧ-блока. Эта модель поддерживаетNormal и Accelerator режимы моделирования.

Структура модели Simulink

Модель содержит три основные части:

modelName = 'HERFReceiverNRInterfererModel';
open_system(modelName);

Генерация сигналов основной полосы частот

Блок HE Waveform генерирует стандартные высокоэффективные однопользовательские (HE SU) сигналы [2]. Для генерации формы сигнала задайте параметры передачи и конфигурации, указав опции в блоке HE Waveform.

Блок HE Waveform содержит две вкладки:

Точно так же НОМЕР блока Interferer передает стандартно-соответствующий 5G НОМЕР форм волны для частотного диапазона 1 (FR1) [1]. Для генерации сигнала NR можно задать полосу пропускания канала, модуляцию, интервал между поднесущими (SCS) и идентичность ячейки в блоке NR Interferer. Блок NR Interferer передает полный диапазон и однородный PDSCH. Модель производит повторную выборку формы сигнала NR так, чтобы частота дискретизации формы сигнала NR соответствовала частоте дискретизации формы сигнала 802.11ax.

Кроме того, можно смоделировать помеху 802.11ax вместо помехи 5G, выбрав Choice_HE в блоке Источник варианта. Модель сдвигает интерферентор HE так, чтобы он не был синхронизирован с требуемой формой сигнала HE.

Управление мощностью обоих сигналов осуществляется путем установки блоков усиления HE и усиления интерферера. Для отмены передачи помехи установите параметр Gain блока Interferer Gain равным 0.

После генерации сигналов блок векторной конкатенации объединяет оба сигнала горизонтально, по одному столбцу на сигнал. Затем блок FIR-интерполяции выполняет избыточную выборку и фильтрацию сигналов, чтобы показать влияние нелинейных нарушений на соседние каналы. Для захвата по меньшей мере нелинейности третьего и пятого порядков необходимо выполнить избыточную выборку комбинированной полосы пропускания (обеих форм сигнала) примерно в 5 раз. Поскольку комбинированная полоса пропускания по умолчанию 40MHz (20 МГц каждая форма сигнала и расстояние между ними 20 МГц), установите коэффициент избыточной дискретизации 10, чтобы обеспечить частоту дискретизации 200 МГц, что в 5 раз больше комбинированной полосы пропускания. Можно установить коэффициент избыточной дискретизации в блоке многоскоростных параметров, который обеспечивает интерфейс для простой настройки параметров блоков FIR интерполяции и децимации.

После того как формы сигналов были избыточно дискретизированы, блок частотного сдвига и агрегирования сдвигает и агрегирует их. Для измерения ACR центральная частота соседнего канала должна располагаться на расстоянии 20, 40, 80 или 160 МГц от центральной частоты требуемого сигнала [2]. По умолчанию пример центрирует сигнал HE на основной полосе частот (0 Гц) и устанавливает интервал между HE и помехами в 20 МГц. Можно настроить центральные частоты, указав параметр Желательные выходные центральные частоты (Гц) в блоке Сдвиг частоты (Frequency Shift) и Агрегирование (Aggregation). Измерение ACR отображается в блоке ACR (dB).

Укажите время моделирования

Параметр Packet transmission time () в блоке HE Waveform вычисляет время, необходимое для передачи каждого пакета HE. Следовательно, значение Stop Time в модели Simulink должно быть равно или больше значения, указанного в Packet transmission time (), чтобы получить результаты EVM и диаграмму созвездия по меньшей мере одного пакета. Поскольку фильтры в блоках FIR Interpolation и Decimation вводят задержку, можно использовать параметр Idle time (s) в блоке HE Packet для компенсации задержки.

Прием РЧ

Блок РЧ-приемника основан на супергетеродинной архитектуре приемника. Эта архитектура применяет фильтрацию и усиление полосы пропускания и преобразует с понижением частоты принятый сигнал на промежуточную частоту. Радиочастотными компонентами этого супергетеродинного приемника являются:

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

Блок Inport внутри РЧ-приемника преобразует комплексный сигнал основной полосы частот в РЧ-область. Изменить центральную частоту этого РЧ-сигнала можно путем изменения параметра несущей частоты этого блока. По умолчанию параметр Carrier frequency соответствует центральной частоте требуемого сигнала HE, и несущая частота сигнала NR расположена на расстоянии 20 МГц от несущей HE. Блок Outport преобразует РЧ-сигнал обратно в сложную основную полосу.

Компоненты RF Receiver можно сконфигурировать с помощью маски блока RF Receiver.

Блок РЧ-приемника имеет типичные нарушения, включая:

Используйте блок входного буфера перед блоком РЧ-приемника, чтобы послать меньшее количество выборок одновременно в блок РЧ-приемника. Для простоты входной буфер в текущей конфигурации посылает по одной выборке за раз, в результате чего блок РЧ-приемника основан на выборке.

Поскольку текущая конфигурация блока РЧ-приемника посылает по одной выборке за раз, блок выходного буфера (после блока РЧ-приемника) собирает все выборки в пределах формы сигнала HE основной полосы частот перед отправкой выборок в блок демодуляции и вычисления EVM. На выходе блока РЧ-приемника блок КИХ-децимации понижает выборку формы сигнала до его исходной частоты дискретизации. Кроме того, блок АЦП оцифровывает сигнал. Параметры блока АЦП можно изменять с помощью его маски.

Прием сигналов основной полосы частот

Блок демодуляции HE и вычисления EVM восстанавливает и строит графики символов HE-Data в блоке диаграммы созвездия посредством выполнения коррекции частоты и смещения пакетов, оценки канала, отслеживания фазы пилот-сигнала, демодуляции OFDM и выравнивания. Этот блок выполняет следующие измерения EVM:

Этот блок также декодирует каждый пакет для восстановления переданных битов. Пример сравнивает восстановленные биты с битами, переданными для каждого пакета, чтобы определить частоту ошибок пакета для длительности моделирования с использованием блока вычисления PER.

Измерение ACR отображается в блоке ACR (dB). Можно также измерить ACR, рассчитав разность мощности между уровнями мощности канала каждого сигнала в блоке ввода анализатора спектра. Чтобы проверить уровни мощности канала для каждого сигнала, установите эту конфигурацию в блоке ввода анализатора спектра:

Для измерения ACR в соответствии с IEEE P802.11ax/D7.0 установите требуемую мощность сигнала 3 дБ выше зависящей от скорости чувствительности, указанной в таблице 27-51 (-71 дБм для конфигурации по умолчанию), и отрегулируйте уровень мощности сигнала помехи для достижения 10% PER для длины PSDU 4096 октетов.

Производительность модели

Для характеристики влияния NR-помех на прием HE можно сравнить EVM для двух различных случаев: 1) без помех, например, передавать только сигнал HE; и 2) с помехами, например, передают как сигналы HE, так и сигналы NR. Во втором случае можно также измерить ACR.

set_param([modelName '/Interferer Gain'],'Gain','0');
sim(modelName);

При отключении помех общая величина EVM составляет около -20 дБ.

set_param([modelName '/Interferer Gain'],'Gain','db2mag(-37.72)');
sim(modelName);

По сравнению со случаем без помех диаграмма созвездия более искажена, и общий EVM составляет около -17 дБ.

ACR составляет около 28 дБ. Можно также измерить ACR, когда помеха представляет собой сигнал HE. В этом случае для измерения ACR, когда PER составляет приблизительно 10% для PSDU длиной 4096 октетов [2], установите значение усиления блока Interferer около -72,4 дБ.

Резюме и дальнейшие исследования

В этом примере показано, как моделировать и тестировать прием формы сигнала HE, сосуществующей с формой сигнала NR или другой формой сигнала HE. РЧ приемник состоит из полосовых фильтров, усилителей и демодулятора. Чтобы оценить влияние NR-помех, пример изменяет усиление NR-сигнала и выполняет измерения EVM, PER и ACR. Можно изучить влияние изменения RF-обесценений. Например:

В этом примере блок RF Receiver конфигурируется для работы с заданными по умолчанию значениями блоков HE Waveform и NR Interferer и с несущими HE и NR, центрированными на частоте 5950 МГц и 5970 МГц соответственно. Эти несущие находятся в пределах диапазонов частот IEEE 802.11 HE (от 1 ГГц до 7,125 ГГц [2]) и рабочего диапазона NR n96 [3]. При изменении несущих частот или конфигураций формы сигнала может потребоваться обновить параметры блока RF Receiver, поскольку эти параметры были выбраны для работы с конфигурацией по умолчанию в примере. Например, изменение несущей частоты НЕ требует пересмотра полосы пропускания фильтров. Изменение полосы частот формы сигнала может потребовать обновления параметров длительности импульсной характеристики и сдвига частоты фазового шума (Гц) блока демодулятора. Сдвиг фазового шума определяет нижнюю границу длительности импульсной характеристики. Если разрешение сдвига частоты фазового шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики, появляется предупреждающее сообщение, указывающее минимальную длительность, подходящую для требуемого разрешения. Дополнительные сведения см. в разделе Демодулятор (RF Blockset).

Этот пример может быть основой для проверки сосуществования между HE и NR или HE форм сигналов для различных РЧ конфигураций. Блок RF Receiver можно заменить другой выбранной подсистемой RF и соответствующим образом сконфигурировать модель.

Библиография