Структура примера

Пример подсвечивает и модель спутниковой ссылки, и ее возможностей сигналов. Модель состоит из передатчика Satellite Nowlink, пути нисходящего канала и приемника нисходящего канала наземной станции.

Блоки, которые соответствуют каждому из этих разделов,

Спутниковый нисходящий передатчик

Нисходящий путь

Приемник нисходящего канала наземной станции

Исследование примера

Дважды кликните маркированный блок Параметров модели, чтобы просмотреть настройки параметра для модели. Все эти параметры настраиваются. Чтобы внести изменения в параметры во время работы модели, примените их в диалоговом окне, а затем обновите модель через ctrl + d. Параметрами являются:

Высота спутника (км) - расстояние между спутником и наземной станцией. Изменение этого параметра обновляет блок Потери при Распространении в Свободном Пространстве. Настройка по умолчанию - 35600.

Частота (МГц) - несущая частота ссылки. Изменение этого параметра обновляет блок Потери при Распространении в Свободном Пространстве. Настройкой по умолчанию является 4000.

Диаметры передающей и приемной антенны (m) - первый элемент в векторе представляет диаметр передающей антенны и используется для вычисления усиления в блоке Tx Dish Antenna Gain. Второй элемент представляет диаметр приемной антенны и используется для вычисления усиления в блоке Rx Dish Antenna Gain. Настройкой по умолчанию является [.4 .4].

Шумовая температура (K) - Позволяет вам выбрать из четырех эффективных шумовых температур системы приемника. Выбранная температура шума изменяет температуру шума блока Receiver Thermal Noise. Настройкой по умолчанию является 20 К. Варианты:

HPA backoff level - позволяет выбрать один из трех уровней backoff. Этот параметр используется, чтобы определить, как близко управляется усилитель высокой степени спутника к насыщению. Выбранный откат используется, чтобы задать входной и выходной коэффициент усиления блока Memoryless Nonlinearity. Настройка по умолчанию является 30 дБ (незначительная нелинейность). Выбор:

Допплеровская ошибка - Позволяет вам выбрать одно из двух значений Доплера. Выбор обновляет блок Phase/Frequency Offset (Doppler Error). Настройкой по умолчанию является 0 Hz. Выбор:

Фаза шум - позволяет вам выбрать из трех значений фазы шума в приемник. Выбор обновляет блок Phase Noise. Настройкой по умолчанию является Negligible (-100 dBc/Hz @ 100 Hz). Выбор:

Разбаланс I/Q и смещение постоянного тока - позволяет вам выбрать из пяти типов синфазного и квадратурного дисбаланса в приемнике. Выбор обновляет блок Разбаланс I/Q. Настройкой по умолчанию является None. Выбор:

Цифровое предварительное искажение - Позволяет включать или отключать подсистему Цифровое предварительное искажение. Настройкой по умолчанию является Disabled.

Коррекция смещения постоянного тока - позволяет включать или отключать подсистему блокировки постоянного тока. Настройкой по умолчанию является Disabled.

Допплеровская коррекция - Позволяет включать или отключать подсистему Допплеровская коррекция. Настройкой по умолчанию является Disabled.

Коррекция разбаланса I/Q - позволяет включать или отключать подсистему коррекции разбаланса I/Q. Настройкой по умолчанию является Disabled.

Результаты и отображения

При запуске этой модели активны следующие отображения:

Спектр степени - Двойной клик по этому блоку Open Scopes позволяет вам просмотреть спектр модулированного/фильтрованного сигнала (желтый) и принятого сигнала перед демодуляцией (синий).

Сравнение двух спектров позволяет вам просмотреть эффект следующих нарушений RF:

HPA AM/AM и AM/PM - двойной клик по этому блоку Open Scopes позволяет вам просмотреть преобразования AM/AM и AM/PM после HPA. Эти графики позволяют вам просмотреть влияние, которое блок Digital Predistortion и HPA оказывают на линейность сигнала.

Созвездие До и После HPA - Двойной клик по этому блоку Open Scopes позволяет вам сравнить созвездие переданного сигнала до (желтый) и после (синий) HPA. Усиление усилителя заставляет выходной сигнал HPA быть больше, чем входной сигнал HPA. Этот график позволяет вам просмотреть комбинированный эффект нелинейности HPA и цифрового предварительного искажения.

End to End Constellation - Двойной клик по этому блоку Open Scopes позволяет вам сравнить ссылку 16-QAM созвездие (красный) с полученным созвездием QAM перед демодуляцией (желтый). Сравнение этих созвездий схем позволяет вам просмотреть влияние всех нарушений RF на принятый сигнал и эффективность компенсаций.

Вероятность битовой ошибки (BER) отображения - В правом нижнем углу модели находится отображение BER модели. Расчет BER можно сбросить вручную, дважды нажав на зеленую кнопку «Double-click to reset BER». Это позволяет вам просмотреть влияние изменений параметра во время работы модели.

Эксперименты с Примером

В этом разделе описываются некоторые способы, которые можно изменить параметры модели, чтобы экспериментировать с эффектами блоков из библиотеки RF Impairments и других блоков в модели. Можно дважды кликнуть блок с меткой «Параметры модели» в модели и попробовать некоторые из следующих сценариев:

Соедините усиления и потери - измените температуру шума на 290 (typical noise level), 0 (no noise) или 500 (high noise level). Измените значение параметров Satellite altitude (км) или Satellite frequency (МГц), чтобы изменить потери при распространении в свободном пространстве. В сложение увеличения или уменьшите параметр Передающей и приемной антенны (m), чтобы увеличить или уменьшить степень принимаемого сигнала. Можно просмотреть изменения в полученном созвездии в области схемы принятых сигнальных созвездий и изменения в мощности приемника в анализаторе спектра.

Увеличение формирования импульса косинуса - Убедитесь, что температура шума установлена на 0 (no noise). Включите Созвездие До и После возможностей ВВД. Обратите внимание, что фильтр приподнятого косинуса с квадратным корнем приводит к межсимвольной интерференции (ISI). Это приводит к тому, что точки рассеиваются свободно вокруг идеальных точек созвездия, которые вы можете увидеть в схеме созвездия After HPA. Квадратный корень фильтр приподнятого косинуса в приемник, в сочетании с передающим фильтром, управляет ISI, который можно увидеть в полученной сигнальным созвездием схеме.

Преобразование HPA AM-в-AM и преобразование AM-в-PM - Измените параметр обратного уровня HPA на 7 dB (moderate nonlinearity) и наблюдать преобразования AM-в-AM и AM-в-PM путем сравнения фильтрованной диаграммы сигнального созвездия передачи с сигналом RRC после схемы созвездия HPA. Обратите внимание, как преобразование AM-в-AM изменяется в соответствии с различными амплитудами сигнала. Вы также можете просмотреть эффект этого преобразования на принятом сигнале в принятой сигнальным созвездием схеме. В сложение можно наблюдать спектральное возрождение в анализаторе спектра принимаемого сигнала. Вы также можете просмотреть изменение фазы в принятом сигнале в возможности принятого сигнального созвездия.

Цифровое предварительное искажение При установленном флажке Цифровое предварительное искажение измените параметр уровня отставания HPA на 30 dB (negligible nonlinearity), 7 dB (moderate nonlinearity), и 1 dB (severe nonlinearity) чтобы просмотреть эффект цифрового предварительного искажения на нелинейность HPA.

Шум фазы плюс преобразование AM-в-AM - Установите параметр Phase Noise в High и наблюдать увеличение отклонения в тангенциальном направлении в полученной сигнальным созвездием схеме. Также обратите внимание, что этого уровня фазы шума достаточно, чтобы вызвать ошибки в канале без ошибок в противном случае.

Смещение постоянного тока и компенсация смещения постоянного тока - Установите параметр разбаланса I/Q и смещения постоянного тока равным In-phase DC offset (1e-8) и посмотрим сдвиг созвездия в схеме принятых сигнальных созвездий. Установите коррекцию смещения постоянного тока равной Enabled и просмотрите принятую сигнальным созвездием схему, чтобы просмотреть, как блок смещения постоянного тока оценивает значение смещения постоянного тока и удаляет его из сигнала. Установите компенсацию смещения постоянного тока равной Disabled и измените разбаланс I/Q на Quadrature DC offset (5e-8). Просмотрите изменения в принятой сигнальным созвездием схеме для большого смещения постоянного тока и пика постоянного тока в спектре принимаемого сигнала. Обратите внимание, что LNA усиливает небольшие смещения постоянного тока, так что они видны на схеме созвездия с гораздо большими пределами по осям. Установите компенсацию смещения постоянного тока равной Enabled и просмотрите принятую сигнальным созвездием схему и спектральный анализатор, чтобы увидеть, как удаляется компонент постоянного тока.

Амплитудный дисбаланс - С отключенной коррекцией разбаланса I/Q установите параметр Разбаланс I/Q и смещение DC в Amplitude imbalance (3 dB) для просмотра эффекта несбалансированных коэффициентов усиления I и Q в полученной сигнальным созвездием схеме. Включите коррекцию разбаланса I/Q, чтобы компенсировать амплитудный дисбаланс.

Допплер и Допплеровская компенсация - Отключить Допплеровскую коррекцию путем снятия флажка Допплеровская коррекция. Установите допплеровскую ошибку на 3 Hz показать эффект некорректированного Допплера на полученной сигнальным созвездием схеме. Включите допплеровскую коррекцию, чтобы показать, что синхронизатор поставщика услуг восстанавливает полученное созвездие. Повторите упражнение с различным разбалансом I/Q и смещениями постоянного тока.

Избранная библиография

[1] Saleh, Adel A.M., «Frequency-Independent and Frequency-Dependent Nonlinear Models of TWT Amplifiers», IEEE ® Transactions on Communications, Vol. COM-29, No11, November 1981.

[2] Касдин, Н.Ж., "Дискретная симуляция цветных шумовых и стохастических процессов и 1/( f ^ alpha); Энергетическое право, шумовая генерация, "Труды IEEE, том 83, № 5, май 1995 года.

[3] Kasdin, N. Jeremy, and Todd Walter, «Discrete Simulation of Power Law Noise», IEEE Frequency Control Symposium 1992.

[4] Sklar, Bernard, Digital Communications: Основы и приложения, Englewood Cliffs, N.J., Prentice Hall, 1988.