Влияние теплового шума на производительность системы связи

Этот пример использует:

Этот пример показывает, как использовать библиотеку RF Blockset ® Circuit Envelope для моделирования теплового шума супер-гетеродинного приемника RF и измерения его эффектов на вероятность битовой ошибки (BER) коммуникационной системы. Модель приемника RF не включает несоответствия импеданса или нелинейности. Справочная модель Communications Toolbox ® с параметрами, вычисленными с помощью уравнений Фрииса, используется, чтобы проверить результаты.

Архитектура системы приемника RF

Модулятор и Подсистемы Канала состоят из блоков, которые моделируют:

Модулированная QPSK форма волны случайных бит
Повышенный фильтр формирования импульсов косинуса для спектрального ограничения
Потери при распространении в свободном пространстве

Подсистема приемника RF, показанная в светло-фиолетовой области, состоит из:

Блок Inport, который присваивает комплексную входную форму волны указанной RF-несущей. В этом случае SF_RF переменной устанавливается на 2,1 ГГц. Чтобы убедиться, что модель RF Blockset имеет ту же доступную степень, что и импеданс 50 Ом, образец модели, значение параметра Source type устанавливается равной Степенью.
Каскадный усилитель RF и RF демодулятор с заданным рисунком шума и усилением. Усилитель и смеситель не задают какую-либо нелинейность, поэтому гармонический порядок симуляции, заданный в блок Configuration, устанавливается равным 1.
Блок Outport с типом Source набора параметров на Мощность и центральную частоту, равную промежуточной частоте, заданной абсолютным различием между центральной частотой RF, заданной в Inport и Локальном осцилляторе, заданной в демодуляторе. В этом случае промежуточная частота равна переменной SF_IF = 500 МГц.
Источник теплового белого шума на входе цепи для моделирования эквивалентного уровня шума, введенного идеально согласованной антенной (50 Ом) при 290 К.
Фильтр отклонения изображений добавляется в блок Demodulator с помощью флажка mask, чтобы убедиться, что только сигналы с центром вокруг несущей 2.1 ГГц входят в демодулятор. Этот фильтр также предотвращает преобразование с понижением частоты теплового шума, центрированного вокруг частоты изображения 2,6 ГГц (частота изображения SL_RF+SL_IF), в промежуточную частоту. Если фильтр отклонения изображения удален, шумовой вклад в выходной сигнал увеличивается выше оценки, предоставленной уравнениями Фрииса, и BER ухудшается.
Обратите внимание, что все блоки в приемник RF идеально совпадают с 50 Ом. Чтобы понять эффекты несоответствия импеданса на симуляции шума, смотрите пример RF Noise Modeling.

Ссылка, показанная красным цветом, состоит из:

Блок Receiver Thermal Noise, который добавляет шум в сигнал согласно значению, вычисленному уравнением Фрииса. Вычисление можно найти в функции предзагрузки обратного вызова модели. Этот блок также включает эквивалентный тепловой шум, введенный антенной.
Блок Gain, который моделирует комбинированный коэффициент усиления RF- приемника.
Фильтры основной полосы частот и демодуляторы обрабатывают принятый сигнал.

Моделирование огибающей схемы радиочастотного Приемника

Выберите симуляция > запуск.

Блоки вычисления частоты ошибок вычисляют BER для системы и ссылку. Чтобы наблюдать BER, когда он приближается к устойчивому состоянию, увеличьте общее время симуляции. В данном примере установившаяся вероятность битовой ошибки составляет приблизительно 1e-4.

Вычисление шума приемника RF фигура

Для модели шума в среде огибающей схемы RF Blockset:

В диалоговом окне Блока Configuration выберите Simulate noise.
Задайте параметр Noise figure (dB) блоков RF Amplifier и RF Mixer в вашей системе. Следующие спецификации для приемника RF в этом примере дают комбинированный рисунок шума 9,16 дБ (согласно уравнению Фрииса): усиление ЛНА 20 дБ, рисунок шума ЛНА 9 дБ и рисунок шума РЧ-смесителя 15 дБ.

$G_1 = 100 \mbox{ (20 dB)}$