Wireless Waveform Generator

Создайте, повредите, визуализируйте и экспортируйте модулируемые формы волны

Описание

Приложение Wireless Waveform Generator позволяет вам создать, повредить, визуализировать, и экспортировать модулируемые формы волны.

Используя приложение, вы можете:

  • Сгенерируйте пользовательский OFDM, QAM, и PSK модулировал формы волны.

  • Сгенерируйте тестовые формы волны синусоиды.

  • Сгенерируйте 5G NR восходящие и нисходящие формы волны несущей. Эта функция требует 5G Toolbox. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения 5G Waveform Generator (5G Toolbox).

  • Сгенерируйте модулируемые формы волны LTE. Эта функция требует LTE Toolbox. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения LTE Waveform Generator (LTE Toolbox).

  • Сгенерируйте WLAN (802.11™) модулируемые формы волны. Эта функция требует WLAN Toolbox. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения WLAN Waveform Generator (WLAN Toolbox).

  • Сгенерируйте модулируемые формы волны Bluetooth. Чтобы использовать эту функциональность, загрузите и установите Библиотеку Communications Toolbox для дополнения Протокола Bluetooth.

  • Экспортируйте форму волны в свою рабочую область или в .mat или .bb файл.

  • Экспортируйте параметры генерации сигналов в выполнимый MATLAB® скрипт или Simulink® блок.

    • Используйте экспортируемый скрипт, чтобы сгенерировать вашу форму волны без приложения из командной строки.

    • Используйте экспортируемый блок в качестве источника формы волны в модели Simulink. Для получения дополнительной информации смотрите Waveform From Wireless Waveform Generator App.

  • Визуализируйте форму волны в схеме созвездия, спектр анализатор, сетка OFDM и графики осциллографа времени.

  • Исказите форму волны путем добавления ухудшений RF, таких как AWGN, смещение фазы, смещение частоты, смещение DC, неустойчивость IQ и кубическая нелинейность без памяти.

  • Сгенерируйте форму волны, что можно передать использование подключенного тестового инструмента лаборатории. Приложение может передать форму волны при помощи инструментов, поддержанных rfsiggen (Instrument Control Toolbox) функция. Использование функции передачи в приложении требует программного обеспечения Instrument Control Toolbox™. Для получения дополнительной информации см. документацию для Instrument Control Toolbox.

Для получения дополнительной информации смотрите Использование Приложение Wireless Waveform Generator.

Wireless Waveform Generator app display of 16QAM waveform with IQ imbalance and RRC filtering.

Откройте приложение Wireless Waveform Generator

Панель инструментов MATLAB: На вкладке Apps, под Signal Processing and Communications, кликают по значку приложения.

Командная строка MATLAB: введите wirelessWaveformGenerator.

Примеры

развернуть все

Откройте приложение Wireless Waveform Generator и сгенерируйте форму волны по умолчанию путем нажатия на Generate. Отображенная форма волны является формой волны OFDM с модулируемыми QPSK символами.

Wireless Waveform Generator app display of OFDM waveform for default configuration.

Нажмите Insert DC null и увеличьте Guard band subcarriers до [20;19]. Нажмите Generate снова. Нанесенная на график форма волны изменяется, чтобы отразить обновленную настройку.

Wireless Waveform Generator app display of OFDM waveform with DC null and guard band subcarriers set to [20;19].

Откройте приложение Wireless Waveform Generator и сконфигурируйте 16-QAM форму волны. Задайте разбаланс фазы 11,25 градусов (pi/16 радианы) и амплитудная неустойчивость 1,5 дБ. Нажмите Generate, чтобы сгенерировать форму волны.

Wireless Waveform Generator app display of 16QAM waveform with IQ imbalance.

Выберите параметр Filtering и применяйтесь, корень повысил фильтрацию косинуса. Нажмите Generate снова, чтобы сгенерировать форму волны с помощью текущей настройки. Нанесенная на график форма волны изменяется, чтобы отразить обновленную настройку.

Wireless Waveform Generator app display of 16QAM waveform with IQ imbalance and RRC filtering.

В этом примере показано, как можно сгенерировать 5G формы волны NR. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения 5G Waveform Generator (5G Toolbox).

Откройте приложение 5G Waveform Generator

На вкладке Apps панели инструментов MATLAB, при Обработке сигналов и Коммуникациях, кликают по значку приложения 5G Waveform Generator. Это приложение открывает приложение Wireless Waveform Generator, сконфигурированное для генерации сигналов 5G. Эта функция требует 5G Toolbox.

Сгенерируйте 5G форма волны NR

Это изображение показывает результаты визуализации для генерации сигналов нисходящего канала 5G с помощью параметров по умолчанию.

5G Wireless Waveform Generator app default configuration.

В этом примере показано, как можно сгенерировать формы волны LTE. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения LTE Waveform Generator (LTE Toolbox).

Откройте приложение LTE Waveform Generator

На вкладке Apps панели инструментов MATLAB, при Обработке сигналов и Коммуникациях, кликают по значку приложения LTE Waveform Generator. Это приложение открывает приложение Wireless Waveform Generator, сконфигурированное для генерации сигналов LTE. Эта функция требует LTE Toolbox.

Сгенерируйте форму волны LTE

Это изображение показывает результаты визуализации для генерации сигналов нисходящего канала LTE с помощью параметров по умолчанию.

LTE Wireless Waveform Generator app default configuration.

В этом примере показано, как можно сгенерировать Bluetooth® формы волны. Чтобы использовать функцию Bluetooth, необходимо загрузить и установить Библиотеку Communications Toolbox для Протокола Bluetooth.

На вкладке Apps панели инструментов MATLAB, при Обработке сигналов и Коммуникациях, кликают по значку приложения Wireless Waveform Generator. Это приложение открывает приложение Wireless Waveform Generator. В разделе Waveform Type нажмите Bluetooth Low Energy. Нажмите Generate, чтобы сгенерировать форму волны BLE.

Это изображение показывает результаты визуализации для генерации сигналов нисходящего канала BLE с помощью параметров по умолчанию.

BLE Wireless Waveform Generator app default configuration.

В этом примере показано, как можно сгенерировать формы волны WLAN. Для получения дополнительной информации смотрите страницу с описанием приложения WLAN Waveform Generator (WLAN Toolbox).

Откройте приложение WLAN Waveform Generator

На вкладке Apps панели инструментов MATLAB, при Обработке сигналов и Коммуникациях, кликают по значку приложения WLAN Waveform Generator. Это приложение открывает приложение Wireless Waveform Generator, сконфигурированное для генерации сигналов WLAN. Эта функция требует WLAN Toolbox.

Сгенерируйте форму волны WLAN

Это изображение показывает результаты визуализации для генерации сигналов нисходящего канала WLAN с помощью параметров по умолчанию.

WLAN Wireless Waveform Generator app default configuration.

В этом примере показано, как сконфигурировать и использовать блок, который сгенерирован с помощью Экспорта в возможность Simulink, которая доступна в приложении Wireless Waveform Generator.

Введение

Приложение Wireless Waveform Generator является интерактивным инструментом для создания, повреждения, визуализации и экспорта форм волны. Можно экспортировать форму волны в рабочую область или в .mat или .bb файл. Можно также экспортировать параметры генерации сигналов в выполнимый скрипт MATLAB® или блок Simulink®. Можно использовать экспортируемый блок Simulink, чтобы воспроизвести форму волны в Simulink. В этом примере показано, как использовать Экспорт в поддержку Simulink приложения и как сконфигурировать экспортируемый блок, чтобы сгенерировать формы волны в Simulink.

Несмотря на то, что этот пример фокусируется на экспорте формы волны OFDM, тот же процесс запрашивает все поддерживаемые типы формы волны.

Экспортируйте беспроводную настройку формы волны в Simulink

Откройте приложение Wireless Waveform Generator путем нажатия на значок приложения на вкладке Apps при Обработке сигналов и Коммуникациях. В качестве альтернативы введите wirelessWaveformGenerator в командной строке MATLAB.

В разделе Waveform Type выберите форму волны OFDM путем нажатия на OFDM. В крайней левой панели приложения настройте любые параметры конфигурации для выбранной формы волны. Затем экспортируйте настройку путем нажатия на Export в панели инструментов приложения и выбора Export to Simulink.

Экспорт в опцию Simulink создает блок Simulink, который выводит выбранную форму волны, когда вы запускаете модель Simulink. Блок экспортируется в новую модель, если никакие открытые модели не существуют.

modelName = 'WWGExport2SimulinkBlock';
open_system(modelName);

Form выход после итогового значения данных параметрами блоков задает выход после всех заданных выборок сигнала, сгенерирован. Опциями значения для этого параметра является Cyclic repetition и Setting to zero. Cyclic repetition опция повторяет сигнал с начала после того, как это достигнет последней выборки в сигнале. Setting to zero опция генерирует выходные параметры с нулевым знаком на время симуляции после генерации последней системы координат сигнала. Частота дискретизации Формы волны (Фс) и параметры блоков длины Формы волны выведена из настройки формы волны, которая доступна во вкладке Initialization диалогового окна Mask Editor. Для получения дополнительной информации о параметрах блоков, смотрите Форму волны Из Приложения Wireless Waveform Generator. Этот рисунок показывает параметры экспортируемого блока.

close_system(modelName);

Соедините блок Spectrum Analyzer с экспортируемым блоком.

modelName = 'WWGExport2SimulinkModel';
open_system(modelName);

Симулируйте модель, чтобы визуализировать форму волны с помощью текущей настройки.

sim(modelName);

Блок Spectrum Analyzer наследовал частоту дискретизации Формы волны (Фс) параметр, который составляет 64 МГц.

close_system(modelName);

Измените беспроводную настройку формы волны

Когда вы запускаете модель Simulink, экспортируемый блок выводит форму волны, сгенерированную во вкладке Initialization диалогового окна Mask Editor для блока. Код MATLAB, который инициализирует форму волны в этой вкладке, соответствует настройке, которую вы выбрали в приложении Wireless Waveform Generator прежде, чем экспортировать блок. Чтобы изменить настройку формы волны, выберите одну из этих опций:

  • Откройте приложение Wireless Waveform Generator, выберите настройку по вашему выбору и экспортируйте новый блок. Эта опция предоставляет взаимодействию с интерфейсом приложения вместо кода MATLAB, валидации области значений параметра во время процесса параметризации и визуализации формы волны прежде, чем запустить модель Simulink.

  • Обновите параметры конфигурации, которые доступны во вкладке Initialization диалогового окна Mask Editor экспортируемого блока. Эта опция требует изменения кода MATLAB, доступного в этой вкладке так, чтобы валидация области значений параметра произошла только, когда вы применяете изменения. Эта опция не обеспечивает визуализацию формы волны прежде, чем запустить модель Simulink. Изменение параметров формы волны с помощью этой опции не рекомендуется, если вы не знакомы с кодом MATLAB, который генерирует выбранную форму волны.

Если вы принимаете решение изменить настройку при помощи вкладки Initialization, можно открыть его путем нажатия на экспортируемый блок, нажатия Ctrl+M, чтобы открыть Редактор Маски диалоговое окно и нажатия на вкладку Initialization.

Используйте код MATLAB, который доступен во вкладке Initialization, чтобы обновить параметры по вашему выбору. Например, установите расстояние между поднесущими, scs, к 1 500 000 Гц.

Нажмите ОК, чтобы применить изменения и закрыть диалоговое окно Mask Editor. Симулируйте модель, чтобы визуализировать обновленную форму волны.

modelName = 'WWGExport2SimulinkModelSCSModified';
sim(modelName);

Блок Spectrum Analyzer теперь показывает частоту дискретизации 96 МГц, которая является 1.5 раза предыдущей частотой дискретизации, как ожидалось.

Совместно используйте беспроводную настройку формы волны с другими блоками в модели

Чтобы получить доступ к параметрам блоков только для чтения и параметрам конфигурации формы волны, используйте UserData общее свойство блока, которое является структурой с этими полями.

  • WaveformConfig: Настройка формы волны

  • WaveformLength: Длина формы волны

  • Fs: Частота дискретизации формы волны

Можно получить доступ к пользовательским данным экспортируемого блока при помощи get_param функция.

get_param([gcs '/OFDM Waveform Generator'],'UserData')
ans = 

  struct with fields:

    WaveformConfig: [1x1 comm.OFDMModulator]
    WaveformLength: 8000
                Fs: 96000000

Сохраните структуру, доступную в пользовательских данных в переменной базового рабочего пространства при помощи InitFcn в коллбэке. InitFcn коллбэк выполняется во время обновления модели и симуляции. Чтобы использовать этот коллбэк, кликните по вкладке MODELING, затем кликните по выпадающему списку Настроек Model и кликните по опции Model Properties. В панели Коллбэков выберите InitFcn 'callback'. Присвойте пользовательские данные новой переменной базового рабочего пространства (например, cfg).

Параметры, которые доступны в пользовательских данных экспортируемого блока, обновляются каждый раз, когда вы применяете изменения конфигурации во вкладке Initialization.

Чтобы демодулировать форму волны OFDM, добавьте блок OFDM Demodulator в модель. Соедините блок AWGN Channel между Генератором Формы волны OFDM и блоки Демодулятора OFDM, чтобы добавить белый Гауссов шум во входной сигнал. Также добавьте блок Constellation Diagram, чтобы построить демодулируемые символы.

modelName = 'WWGExport2SimulinkModelWithDemod';
open_system(modelName);

Параметры, которые требуются, чтобы конфигурировать блок OFDM Demodulator, должны совпадать с параметрами, которые используются, чтобы сконфигурировать экспортируемый блок, (в противном случае, сбои демодуляции). Чтобы получить доступ к параметрам конфигурации экспортируемого блока, используйте переменную cfg. Этот рисунок показывает параметры блока OFDM Demodulator.

Поскольку блок OFDM Demodulator требует целой формы волны OFDM для демодуляции, установите Выборки на параметр системы координат в экспортируемом блоке к cfg.WaveformLength. Симулируйте модель.

sim(modelName);

После демодуляции формы волны OFDM при помощи блока OFDM Demodulator блок Constellation Diagram отображает получившиеся символы QAM.

Сгенерируйте формы волны мультинесущей

Для генерации мультинесущей частоты дискретизации для всех форм волны должны быть тем же самым. Чтобы переключить формы волны к смещению несущей и агрегировать их, можно использовать блок Multiband Combiner.

modelName = 'WWGExport2SimulinkMulticarrier';
open_system(modelName);

Чтобы переключить формы волны в частоте, вам придется увеличить частоты дискретизации. Блок Multiband Combiner предоставляет возможность сверхдискретизировать входные формы волны прежде, чем переключить и объединить их. Этот рисунок показывает параметры блока Multiband Combiner.

Симулируйте модель, чтобы визуализировать формы волны, которые сосредоточены в-80, 20, и 100 МГц.

sim(modelName);

Введенный в R2018b