Введение

Этот пример характеризует влияние ослаблений RF приемника, таких как нелинейность фазового шума и усилителя степени (PA), и влияние соседнего 5G [1] или 802.11ax [2] интерферента в приеме RF формы волны 802.11ax. Чтобы оценить влияние интерференции, пример выполняет следующие измерения:

Пример работает на базисе. Для каждого желаемого пакета HE рабочий процесс состоит из следующих шагов:

Этот пример выполняет эти операции с помощью модели Simulink ®. Модель Simulink выполняет обработку сигнала основной полосы частот (шаги 1, 2, 9 и 10) с помощью блоков MATLAB ® Function и выполняет моделирование приемника RF (шаги 6 и 7) с помощью RF Blockset. Эта модель поддерживает Normal и Accelerator режимы симуляции.

Структура модели Simulink

Модель содержит три основные части:

modelName = 'HERFReceiverNRInterfererModel';
open_system(modelName);

Генерация сигналов основной полосы частот

Блок HE Waveform генерирует совместимые со стандартом высокоэффективные однопользовательские (HE SU) формы волны [2]. Для генерации сигналов установите параметры передачи и конфигурации путем определения опций в блоке HE Waveform.

Блок HE Waveform содержит две вкладки:

Аналогично, блок NR Interferer передает совместимые со стандартом 5G формы NR для частотной области значений 1 (FR1) [1]. Для генерации сигналов NR можно задать пропускную способность канала, модуляцию, интервалы между поднесущими (SCS) и тождества камеры в блоке NR Interferer. Блок NR Interferer передает полную полосу и равномерный PDSCH. Модель повторяет форму волны NR так, чтобы частота дискретизации формы волны NR совпадала со скоростью дискретизации формы волны 802.11ax.

Кроме того, можно смоделировать interferer 802.11ax вместо 5G interferer, выбрав Choice_HE в блоке Variant Source. Модель смещает помеху HE так, чтобы она не синхронизировалась с желаемой формой волны HE.

Управляйте степенью обеих осей путем установки блоков HE Gain и Interferer Gain. Чтобы отменить передачу помехи, установите параметр Gain блока Interferer Gain равным 0.

После генерации формы волны блок Vector Concatenate конкатенирует обе волны горизонтально, по одному столбцу на форму волны. Затем блок конечной импульсной характеристики Interpolation сверхвыборок и фильтрует формы волны, чтобы показать эффект нелинейных нарушений на смежных каналах. Чтобы захватить нелинейности по крайней мере третьего и пятого порядков, переопределите объединенную полосу пропускания (обе формы волны) около 5 раз. Поскольку комбинированная полоса пропускания по умолчанию 40MHz (20 МГц каждый сигнал и 20 МГц интервал между ними), установите коэффициент избыточной дискретизации 10, чтобы обеспечить частоту дискретизации 200 МГц, которая в 5 раз превышает комбинированную полосу пропускания. Можно задать коэффициент избыточной дискретизации в блоке Multirate Parameters, который обеспечивает интерфейс, чтобы легко сконфигурировать параметры блоков конечной импульсной характеристики Interpolation и Десятикратное уменьшение.

Когда формы волны были переизбраны, Частотный Сдвиг и Агрегирование блочные частоты сдвигаются и агрегируют их. Для измерения ACR центральная частота смежного канала должна располагаться на расстоянии 20, 40, 80 или 160 МГц от центральной частоты требуемого сигнала [2]. По умолчанию пример центрирует форму сигнала HE в полосе частот (0 Гц) и устанавливает интервал между формами волны HE и помехами в 20 МГц. Можно настроить центральные частоты, задав параметр Желаемые выходные центральные частоты (Гц) в блоках Frequency Shift и Aggregation. Измерение ACR отображается в блоке ACR (дБ).

Задайте время симуляции

Параметр Packet transmission time () в блоке HE Waveform вычисляет время, необходимое для передачи каждого пакета HE. Следовательно, значение Времени остановки в модели Simulink должно быть равно или выше значения, заданного во времени передачи пакета (), чтобы получить результаты EVM и созвездия схему, по меньшей мере, одного пакета. Когда фильтры в блоках FIR Interpolation и Decimation вводят задержку, можно использовать параметр Idle time (s) в блоке HE Packet, чтобы компенсировать задержку.

Приемная РФ

Блок RF-приемника основан на архитектуре супергетеродинного приемника. Эта архитектура применяет фильтрацию и усиление полосы пропускания и преобразует принятую форму волны вниз на промежуточную частоту. Радиочастотные компоненты этого супергетеродинного приемника:

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

Блок Inport внутри RF Receiver преобразует комплексную форму волны основной полосы в радиочастотную область. Можно изменить центральную частоту этого радиочастотного сигнала, изменив параметр Carrier frequency этого блока. По умолчанию параметр Несущей частоты соответствует центральной частоте желаемой формы волны HE, и несущая частота формы волны NR расположена на 20 МГц от несущей HE. Блок Outport преобразует RF сигнал назад в сложную полосу частот.

Можно сконфигурировать компоненты Приемник с помощью блока Receiver.

Блок RF Receiver показывает типичные нарушения, включая:

Используйте блок Input Buffer перед блоком RF Receiver, чтобы отправлять меньше выборок за раз в блок RF Receiver. Для простоты Входа Buffer в текущем строении отправляет по одной выборке за раз, в результате чего RF- Приемника блок основывается на выборке.

Когда текущее строение блока RF Receiver отправляет по одной выборке за раз, блок Output Buffer (после блока RF Receiver) собирает все выборки в пределах формы волны HE основной полосы перед отправкой отсчетов в блок HE Demodulation и EVM Calculation. На выходе блока RF Receiver блок FIR Decimation понижает форму волны до ее исходной частоты дискретизации. Кроме того, блок АЦП оцифровывает сигнал. Можно изменить параметры блоков АЦП с помощью его маски.

Прием формы волны основной полосы частот

Блок демодуляции HE и вычисления EVM восстанавливает и строит графики символов HE-данных в блоке Диаграммы Созвездия путем выполнения коррекций частоты и смещения пакета, оценки канала, отслеживания фазы пилот-сигнала, демодуляции OFDM и эквализации. Этот блок выполняет следующие измерения EVM:

Этот блок также декодирует каждый пакет, чтобы восстановить переданные биты. Пример сравнивает восстановленные биты с битами, переданными для каждого пакета, чтобы определить частоту ошибок пакета для длительности симуляции при помощи блока PER Calculation.

Измерение ACR отображается в блоке ACR (дБ). Можно также измерить ACR, вычислив различие степени между уровнями степени Канала каждой формы волны в блоке Spectrum Analyzer Input. Чтобы проверить уровни степени канала для каждой формы волны, установите это строение в блоке Spectrum Analyzer Input:

Для измерения ACR в соответствии с P802.11ax/D7.0 IEEE установите требуемую степень сигнала на 3 дБ выше чувствительности, зависящей от скорости, указанной в таблице 27-51 (-71 дБм для строения по умолчанию) и отрегулируйте уровень степени волны интерферента, чтобы получить 10% PER для длины PSDU 4096 октетов.

Производительность модели

Чтобы охарактеризовать влияние NR-помех на прием HE, можно сравнить EVM для двух различных случаев: 1) без помех, например, передать только форму HE; и 2) с помехами, для примера, передают как формы волны HE, так и NR. Можно также измерить ACR во втором случае.

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

Когда вы отключаете помехи, общее значение EVM составляет около -20 дБ.

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

По сравнению со случаем без помех, схема созвездия более искажена, и общее значение EVM составляет около -17 дБ.

ACR составляет около 28 дБ. Можно также измерить ACR, когда помехой является сигнал HE. В этом случае, чтобы измерить ACR, когда PER составляет приблизительно 10% при длине PSDU 4096 октетов [2], установите значение усиления блока Interferer около -72,4 дБ.

Резюме и дальнейшие исследования

Этот пример демонстрирует, как смоделировать и протестировать прием формы волны HE, сосуществующей с формой волны NR или другой формой волны HE. RF- приемника состоит из полосно-пропускающих фильтров, усилителей и демодулятора. Чтобы оценить влияние интерференции NR, пример модифицирует усиление формы волны NR и выполняет измерения EVM, PER и ACR. Можно исследовать влияние изменения ослаблений РФ. Для примера:

Этот пример конфигурирует блок RF Receiver для работы со значениями по умолчанию блоков HE Waveform и NR Interferer, а также с носителями HE и NR с центром 5950 МГц и 5970 МГц, соответственно. Эти несущие находятся в пределах диапазонов частот IEEE 802.11 HE (между 1 ГГц и 7.125 ГГц [2]) и рабочей полосы NR n96 [3]. Если вы изменяете частоты несущей или строений формы волны, вам, возможно, потребуется обновить параметры блока RF Receiver, так как эти параметры были выбраны, чтобы работать с строением по умолчанию в примере. Например, изменение частоты несущей HE требует пересмотра полосы пропускания фильтров. Изменение полосы пропускания формы волны может потребовать обновления параметров длительности Импульсной характеристики и Фазы смещения частоты шума (Гц) блока Demodulator. Смещение фазы шума определяет нижний предел длительности импульсной характеристики. Если фаза разрешение смещения частоты шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики, появляется предупреждающее сообщение, указывающее минимальную длительность, подходящую для необходимого разрешения. Для получения дополнительной информации смотрите Demodulator (RF Blockset).

Этот пример может быть базисом для проверки сосуществования между формами сигналов HE и NR или HE для различных строений RF. Можно заменить блок RF Receiver на другую выбранную подсистему RF и соответствующим образом сконфигурировать модель.

Библиография