Этот пример показов, как интегрировать RF- приемника вместе с сгенерированным модулированным сигналом алгоритмами обработки для моделирования сквозной коммуникационной системы.
Для примера требуется Communications Toolbox™.
Следующая модель включает в себя генератор сгенерированного модулированного сигнала, простой канал, приемник RF, первоначально сконструированный с использованием анализатора бюджета RF, как описано в Начало работы с RF- Моделирования, аналого-цифровое преобразование, схему демодуляции и блок расчета для частоты ошибок символа.
model = 'simrfV2_comms_rf_example';
open_system(model);
Для этой модели блоки из Communications Toolbox и DSP System Toolbox™ используются для выполнения обработки сгенерированного модулированного сигнала. Нестандартный совместимый сгенерированный модулированный сигнал имеет прямоугольное созвездие QAM с фильтр приподнятого косинуса, и приемник основной полосы частот не включает в себя синхронизацию несущей/синхроимпульса. Параметры для генерации сгенерированного модулированного сигнала определены в Model Properties - > Model callbacks PreLoadFcn, который устанавливает эти параметры в рабочем пространстве MATLAB при загрузке модели:
BW = 8 МГц;
Tstep = 125 нс;% 1/BW
FrameLength = 128;
M = 4;% Размер созвездия 2 ^ M
Tsymbol = 64 us;% M * FrameLength * Tstep
Sample time для сгенерированного модулированного сигнала и Step size RF Blockset приемника Блока Configuration иметь такое же значение. Это гарантирует, что полоса пропускания симуляции RF соответствует частоте дискретизации входного сигнала. RF Blockset Receiver имеет входной и выходной порты, которые преобразуют сигналы Simulink в величины радиочастотной области и масштабируют их степень до эталонного импеданса 50 Ом. Входной порт центрирует сгенерированный модулированный сигнал на заданной центральной частоте 2,45 ГГц, и RF IQ Demodulator преобразует входной сигнал в полосу частот с одной квадратурной ступенью.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_interferer показывает, как добавить внеполосный интерферентор высокой степени с центром около 2,5 ГГц. Этот блокатор влияет на приемник RF, приводя его в нелинейную область. Для выполнения этой задачи выполните следующие шаги.
model = 'simrfV2_comms_rf_interferer';
open_system(model);
Добавьте источник блока 8-PSK Modulator Baseband, чтобы включать сигнал блокировки с более высоким уровнем степени, чем сигнал передатчика. Используя блок Vector Concatenate, объедините сигналы основной полосы и блокировщика. Теперь входной сигнал к RF- приемника состоит из двух сложных сгенерированных модулированных сигналов. Важно, чтобы два источника полосы базовых частот использовали одну и ту же частоту дискретизации, чтобы гарантировать равные полосы пропускания симуляции для каждого сигнала (одна и та же полоса пропускания огибающей). Если у двух сигналов нет одного и того же шага расчета, их необходимо повторно дискретизировать перед объединением. Это является рекомендуемой лучшей практикой для симуляции сигналов блокирующего устройства, когда они находятся «далеко» от желаемого сигнала в частотном спектре и не могут быть включены в одну огибающую для конкретной несущей. Чтобы отобразить спектральное позиционирование двух входных сигналов в блоке Spectrum Analyzer, Offset опция имеет две частоты, заданные для двух сгенерированных модулированных сигналов.
Порт входа RF приемника был изменен, чтобы включать две несущие (Carrier frequencies) сигналы (2,45 ГГц и 2,5 ГГц). Первоначально мы оставляем блок Configuration, чтобы автоматически выбрать основные тональные сигналы и гармонический порядок.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_impairments Показы, как добавить в приемник РФ обесценения, которые изначально не оценивались в ссылку бюджете анализатора бюджета РФ.
model = 'simrfV2_comms_rf_impairments';
open_system(model);
Под маской RF- приемника измените RF-демодулятор, чтобы добавить дефекты, которые будут управляться блокирующим сигналом. В маске IQ-демодулятора измените эти параметры:
I/Q gain mismatch = 0,5 дБ
I/Q phase mismatch = 1 степень
LO to RF isolation = 85 дБ
IIP2 = 45 дБ
Phase noise frequency offset = [1e5 5e5 2e6] Гц
Phase noise level = [-95 -120 -140] дБц/Гц
Каждый из этих недостатков отдельно увеличивает вероятность битовой ошибки. Эти несовершенства вызывают отклонение конечного изображения и смещение постоянного тока, которое удаляется в области основной полосы частот. Как наблюдалось, коррекция смещения постоянного тока требует времени, чтобы интегрировать степень сигнала и удалить компонент постоянного тока. Для дальнейшего изменения структуры системы I/Q демодулятора можно нажать на кнопку «Edit System». С помощью этой операции вы отключаете ссылку на библиотеку, вводите значение параметров и имеете возможность вручную изменять параметры блоков, а также архитектуру блоков.
bdclose(model);
Модель simrfV2_comms_rf_speed показывает, как уменьшить время симуляции предыдущей модели, описанной в этом примере. Выполните эти шаги, чтобы ускорить симуляцию модели.
model = 'simrfV2_comms_rf_speed';
open_system(model);
В Simulink выберите Accelerator режим для ускорения симуляции путем использования автоматической генерации кода C.
В разделе RF Blockset, для ускорения симуляции уменьшите Harmonic order огибающей цепи блока Configuration. Снимите флажок Automatically select fundamental tones and harmonic order и установите Harmonic order равным 3. The Total simulation frequencies уменьшается с 61 до 25, что эквивалентно приблизительно 2,5-кратной скорости. После уменьшения порядка Harmonic проверьте, что результаты симуляции не изменяются.
Чтобы еще больше увеличить скорость симуляции, используйте Frequency domain моделирование вместо Time domain моделирование для фильтрующего блока S-параметров SAW. Необходимо проверить, что при изменении опций симуляции во временных и частотных диапазонах для S-параметров моделируемая передаточная функция все еще верна и что модель использует достаточно длинную Impulse response duration.
С вышеописанными изменениями симуляция примерно в пять раз быстрее, не оказывая существенного влияния на результаты симуляции.
bdclose(model);
clear model;