Модуляция полосы пропускания
Эта модель показывает простой способ выполнения модуляции полосы пропускания, путем умножения модулированного комплексного сигнала со сложной синусоидой, чтобы выполнить преобразование частоты вверх. В целом, лучше смоделировать систему в сложной полосе частот. Однако существуют некоторые обстоятельства, когда необходимо смоделировать систему в реальной полосе пропускания. Примером этого является то, когда соседний сигнал полосы обрабатывается с нелинейностью и вызывает помехи в желаемой полосе. Эта модель также иллюстрирует эффект таких интерференций.
Структура примера
Коммуникации, ссылка в этой модели, включают следующие компоненты:
A
Random Integer Generatorблок, используемый как источник случайных данныхМодулятор и импульсный формирующий фильтр, которые выполняют QPSK модуляцию и корневое формирование косинусоидного импульса.
Система координат
Upconverterблок, который умножает модулированный сигнал на несущую частоту.Источник тональных помех. Интерференция имеет кубическую нелинейность, которая может быть включена или отключена. Когда нелинейность отключена, интерференция падает полностью за пределы полосы, но когда включена, третья гармоника тонального сигнала вводится в желаемую полосу, вызывая взаимную интерференцию.
Система координат
AWGN Channelустановите блок в режим Eb/No. Он задает два бита на символ, потому что формат модуляции является QPSK. Степень сигнала составляет 1/( 2 * 8) Вт. Это связано с тем, что исходная степень сигнала в модуляторе составляет 1 Вт. Корневой фильтр косинуса усиливает сигнал в 8 раз, что уменьшает степень на этот коэффициент. Выход блока преобразования частоты принимает только вещественную часть сигнала, тем самым снова уменьшая степень, на этот раз в 2 раза. Наконец, период символа составляет 1e-6 секунд, чтобы соответствовать исходному шагу расчета наRandom Integer Generatorисточник.A
Downconverterблок, который преобразует сигнал из действительного полосы пропускания в комплексную полосу частот базовых частот.Корневой фильтр формирования импульсов косинуса, который децимирует назад к одной выборке на символ, и блок демодулятора QPSK.
Блоки вычисления метрики BER и RMS EVM.
Результаты и отображения
Когда моделирование выполняется, два анализатора спектра и один график поля точек открыты.
Первый анализатор спектра показывает сигнал и сигнал интерференции в полосе пропускания. При отключенной нелинейности спектр тонального интерферента падает за пределы полосы пропускания желаемого сигнала. При включенной кубической нелинейности третья гармоника интерференции падает в полосу требуемого сигнала.
Вторые возможности иллюстрируют сигнал после того, как он был преобразован вниз назад в полосу модулирующих сигналов в приемнике, перед корневой фильтрацией приподнятого косинуса. Обратите внимание, что с включенной нелинейностью можно увидеть интерферирующий тон, присутствующий с сгенерированным модулированным сигналом.
Третьи возможности показывают график поля точек принимаемого сигнала, и путем переключения нелинейности включения и выключения, можно просмотреть эффект, который интерференция оказывает на график поля точек. При включенной нелинейности сигнальное созвездие более рассеянно, чем когда нелинейность отсутствует.
Модель также содержит два числовых отображения. Первый отображает BER ссылки. Вычисление BER сбрасывается каждый раз, когда нелинейность включается или отключается.
Второе численное отображение является величиной вектора ошибок RMS (EVM), измеренной блоком EVM Measurement.
Эксперименты с Примером
Дважды кликните по Nonlinearity on/off блок для переключения нелинейности интерференционного сигнала. Наблюдайте изменения, которые это имеет в полученном спектре, созвездии, BER и EVM.
Варьируя параметр Eb/No, можно получить BER-кривые и сравнить результаты модели с теоретическими результатами. Обратите внимание, что модель достигает ожидаемых теоретических результатов [1] для QPSK с нелинейностью. Кроме того, вы можете увидеть эффекты нелинейности на общую BER.
Для дальнейших экспериментов попробуйте изменить значение параметра Eb/No на блоке канала AWGN или изменить степень интерференционного сигнала. Чтобы изменить степень сигнала помехи, откройте Interference with Nonlinearity и измените значение усиления.
См. также
The Downconverter блок использует простой метод комплексного умножения, чтобы выполнить преобразование вниз. Можно найти пример, показывающий более эффективное преобразование вниз с помощью поддискретизации IF в: IF Subsampling с комплексными многоскоростными фильтрами.
Библиография
Proakis, John G., Digital Communications, Fourth Ed., sec. 5.2.7, New York, McGraw-Hill, 2001.