Согнутая симуляция трубопровода DVB-S2 с ухудшениями RF и коррекции
Эта модель показывает согнутую линию спутниковой связи трубопровода, которая передает Второе поколение Спутника Цифрового телевидения (DVB-S2) [5] сигнал с первой наземной станции на спутник. Спутник получает аналоговый сигнал, усиливает и фильтрует его без демодуляции, затем ретранслирует его к второй наземной станции. Та наземная станция демодулирует и декодирует сигнал, и испытательный стенд вычисляет сквозной пакетный коэффициент ошибок (PER) и частоту ошибок по битам (BER) кодирования низкой проверки четности плотности (LDPC).
Введение
Модель создает сигнал DVB-S2, который включает:
Кодирование Боуза — Чоудхури — Хоквингема (БЧХ)
LDPC, кодирующий (нормальная и короткая система координат) [6], [7]
Перемежение
Модуляция (QPSK, 8PSK)
Модель также опционально применяет несколько ухудшений RF к сигналу на восходящем канале и нисходящем канале, и может также опционально откорректировать их. Эти ухудшения включают:
Основанная на уравнении и основанная на таблице нелинейность без памяти [1]
Доплеровская ошибка
Тепловой шум приемника [4]
Аналоговые эффекты фильтра
Шум фазы [2], [3]
Амплитуда и разбалансы фазы
DC возмещен
Этот пример комбинирует моделирование, сделанное в следующих примерах:
Обратитесь к этим примерам, чтобы получить фон, необходимый, чтобы изучить этот согнутый пример трубопровода.
Обзор модели
Этот пример загружает MAT-файл с матрицами четности DVB-S2 LDPC. Если MAT-файл не доступен на пути MATLAB®, то пример загружает их с mathworks.com. Интернет-соединение требуется, чтобы выполнять эту операцию загрузки.
Модель показывают в следующем рисунке:
Передатчик наземной станции и восходящий путь показывают в верхней части модели и спутниковом повторителе на правой стороне модели. Нисходящий канал и приемник наземной станции показывают в нижней половине модели. Можно изменить параметры путем взаимодействия с Model Parameters блок.
Model Parameters блок позволяет вам обновить восходящий канал, спутник и нисходящие параметры отдельно. В частности, блок позволяет вам задать диаметры наземной станции и спутниковых передающих и приемных антенн. С блоком можно также установить шумовые фигуры спутника и аналоговых фронтэндов наземной станции получения.
Model Parameters блок также позволяет вам задать in-phase/quadrature (I/Q) амплитудная неустойчивость в дБ, разбаланс фазы I/Q в градусах и синфазное смещение DC, когда процент среднего значения получил синфазную амплитуду сигнала.
Модель также включает несколько визуализации:
Спектры мощности
Схемы созвездия
Глазковые диаграммы
AM и AM/PM изгибаются, чтобы показать эффекты нелинейности
Спутниковый повторитель включает несколько операций, не найденных в этих двух примерах, на которые ссылаются выше. Во-первых, повторитель моделирует аналоговый Чебышевский фильтр, чтобы уменьшать шум в сигнале, полученном спутником. Можно исследовать характеристики фильтра с помощью fvtool функция, с помощью синтаксиса fvtool(paramRFSatLink.ChebyNumerator,paramRFSatLink.ChebyDenominator).
Кроме того, спутниковый повторитель использует усилитель, который использует основанную на таблице нелинейность без памяти. Можно использовать кнопку "Plot Power Characteristics" Onboard Processing/HPA Nonlinearity блокируйтесь, чтобы сгенерировать AM и графики AM/PM для усилителя. Следующий рисунок показывает усилитель характеристики AM/PM и AM.
Мягкий QPSK решения или 8PSK демодулятор требует оценки шумового отклонения в его входе для того, чтобы правильно вычислить аппроксимированные отношения логарифмической правдоподобности. Модель выполняет реалистическое вычисление отклонения путем сравнения полученного сигнала с идеальным созвездием и вычисления векторов ошибок между ними. Когда шум и другие искажения достаточно малы, вычисление отклонения точно. Когда ухудшения увеличиваются таким образом, который полученные очки созвездия пересекают в смежные, неправильные области решения, вычисление отклонения будет чрезмерно оптимистично.
Результаты симуляции
Запустите пример, чтобы видеть следующую визуализацию во время выполнения:
Спектры мощности передачи и получают сигналы наземной станции, и в нескольких точках во время спутника на борту обработка
AM и характеристики AM/PM восходящего усилителя мощности
Созвездия до и после восходящего усилителя, и во время встроенной обработки
Полученное созвездие в наземной станции вводится
Глазковые диаграммы до и после встроенного Чебышевского фильтра, и в приемнике наземной станции вводятся
Кроме того, в течение времени выполнения можно смотреть степень сигнала в антенне наземной станции передачи, антенна спутникового ресивера выход, спутниковый низкий шумовой усилитель (LNA) выход и спутниковая передающая антенна выход.
Дальнейшее исследование
Можно экспериментировать с примером следующими способами:
Измените модуляцию и форматы кода, чтобы определить, когда BER неприемлемо ухудшится для данного сценария отношения сигнал-шум (SNR).
Включите одно искажения к качественно и количественно определите их удар на PER и BER.
Позвольте коррекциям RF гарантировать, что они восстанавливают качество сигнала и PER.
Уменьшайте ОСШ до уровня, где коррекции RF являются более не эффективными.
Перейдите к
RF Correctionsподсистема и мелодия значения параметров индивидуума блокируются в подсистеме, такой какCarrier SynchronizerилиDC Blocker.Увеличьте Чебышевского порядка фильтра, чтобы определить, влияет ли увеличенное искажение групповой задержки на PER.
Уменьшайте спутниковый фактор возврата усилителя, чтобы исследовать его эффект на ОСШ и PER.
Вместо геостационарной высоты 35 600 км измените спутниковую высоту в высоту MEO 20 000 км или высоту LEO 2 000 км. Исследуйте, как размеры антенны могут затем уменьшаться, или фигура шума приемника может быть увеличена.
Экспериментируйте с различными восходящими и нисходящими частотами.
Исследуйте эффект цифрового предварительного искажения (DPD) на PER, когда восходящий усилитель будет управляться в его область насыщения.
Библиография
[1] Салех, A. Утра "Независимые от частоты и зависимые частотой нелинейные модели усилителей TWT". Транзакции IEEE на коммуникациях, издании 29, № 11, ноябрь 1981.
[2] Кэсдин, Нью-Джерси. "Дискретная Симуляция Цветных Шумовых и Стохастических процессов и 1 / (f^alpha); Генерация Шума Закона о Степени". Продолжения IEEE, Издания 83, № 5, май 1995.
[3] Kasdin, N. J. и Т. Уолтер "дискретный.Simulation шума закона о степени". Продолжения 1 992 симпозиумов управления частотой IEEE, IEEE 1992.
[4] Sklar, Бернард и Фредерик Дж. Харрис. Цифровая связь: основные принципы и приложения. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1988.
[5] EN 302 307 V1.1.1 Стандарта ETSI (2005-03). Цифровое телевидение (DVB); Структура Структурирования Второго поколения, Кодирование Канала и Системы Модуляции для Широковещательной передачи, Interactive Services, Сбора Новостей и других Широкополосных Спутниковых Приложений.
[6] Gallager, Роберт. "Имеющие малую плотность коды с проверкой четности". Транзакции IRE на теории информации, издании 8, № 1, январь 1962: 21-28.
[7] В. Э. Райан, "Введение в Коды LDPC". в Кодировании и Обработке сигналов для Магнитных Систем Перекодирования (Отравляют Vasic, редактора). Нажатие CRC, 2004.