Автоматическая интерполяция шага расчета в Input port
В этом примере показано, как управлять моделями, состоящими и из цифровой связи и из систем RF, о которых процесс сигнализирует на различных частотах дискретизации. Чтобы выполнить симуляцию модели, где частота дискретизации Найквиста сигнала цифровой связи меньше инверсии временного шага раздела RF, фильтр интерполяции будет использоваться. Использование этого фильтра интерполяции уменьшает введение искусственных артефактов сигнала на контурах коммуникации и систем RF, следующих из различий в частоте дискретизации.
Часть 1: Один сигнал, вводящий систему RF
Следующая модель включает Zigbee (802.15) сгенерированный модулированный сигнал, питающий прямое преобразование приемник RF. Основополосный передатчик ZigBee создается с помощью блоков из Communications Toolbox™ и DSP System Toolbox™, в то время как приемник RF создается с помощью блоков из библиотеки RF Blockset™ Circuit Envelope.
Для решателя Конверта Схемы RF Blockset рекомендуется использовать шаг времени симуляции, который в 4 - 8 раз меньше, чем обратная величина входного шага расчета сгенерированного модулированного сигнала. Это обеспечивает полосу пропускания симуляции, которая достаточна для решателя RF, чтобы получить артефакты в ребре полосы пропускания точно и физических эффектов, которые требуют дополнительной полосы пропускания, такой как спектральный перерост. В общем случае с помощью коэффициента интерполяции 4 - 8 увеличений полоса пропускания симуляции вне уровня Найквиста сгенерированного модулированного сигнала сгенерирована в передатчике.
В этой модели две различных частоты дискретизации сигнала:
зеленый для коммуникационного сгенерированного модулированного сигнала
красный для сигнала конверта схемы RF
model = 'simrfV2_sampletime_example'; open_system(model) sim(model) % Hide all scopes (see PostLoadFcn Model Callback for more details): SpTxScopeConf.Visible = false; SpTXiScopeConf.Visible = false; SpRxScopeConf.Visible = false;
Верх и низ системы приемника RF в модели идентичны и состоят из фильтра Pre-LNA, сопровождаемого LNA, квадратурным демодулятором и другим усилительным каскадом. Все компоненты RF включают типичные ухудшения, такие как шум, нелинейность и конечная изоляция.
open_system([model '/RF Blockset Direct Conversion Top'])
Как задано в диалоговом окне Mask Parameters Блока Configuration, симуляция выполняется с входным фильтром интерполяции, включенным для лучшего приемника,
и отключенный для нижнего приемника.
Лучший приемник RF питается сгенерированным модулированным сигналом, обладающим частотой дискретизации в 4 раза медленнее, чем обратная величина набора размера шага симуляции RF в его Блоке Configuration. Inport блок RF автоматически интерполирует входной сигнал на необходимом уровне RF.
Нижняя часть приемник RF питается частотой дискретизации сгенерированного модулированного сигнала, уравненной обратной величине размера шага, заданного в его Блоке Configuration RF. Нижняя часть приемник RF использует явный фильтр интерполяции, подсвеченный в оранжевом, чтобы сверхдискретизировать коммуникационный сгенерированный модулированный сигнал.
% Show these two scope results:
SpTxScopeConf.Visible = true;
SpTXiScopeConf.Visible = true;
Выходные параметры обоих приемников являются тем же самым, поскольку оба входных сигнала передискретизируются фильтрами интерполяции, чтобы уменьшать эффекты искажения перехода частоты дискретизации. В лучшем приемнике переход частоты дискретизации автоматически управляем Inport блоком конверта схемы. В нижнем приемнике переход частоты дискретизации явным образом управляем сложением фильтра интерполяции.
% Show this scope result:
SpRxScopeConf.Visible = true;
Используя интерполяцию фильтр улучшает спектральные результаты симуляции, но прибывает в цену: это вводит задержку. Поскольку КИХ-фильтр используется для интерполяции, задержка соответствует половине количества коэффициентов фильтра. В этом случае фильтр имеет 640 касаний и вводит задержку 320 временных шагов на уровне более быстрой частоты дискретизации RF или 80 временных шагов на уровне более медленной основополосной коммуникационной частоты дискретизации. В случае нескольких основополосных коммуникационных входных параметров сигнала может быть необходимо компенсировать задержку путем выравнивания всех сигналов, вводящих систему RF.
Когда входной фильтр интерполяции будет включен в диалоговом окне Mask Parameters Блока Configuration, введенная задержка сигнала RF будет отображена рядом с переключателем включения.
По умолчанию RF Blockset автоматически вставляет фильтр интерполяции и передискретизирует входной сигнал. Вы можете решить отключить опцию по умолчанию и явным образом вставить фильтр интерполяции, если вы имеете:
конкретные требования относительно технических требований фильтра интерполяции;
несколько входных сигналов, требующих различных входных портов (случай, описанный ниже);
Управляющие сигналы Simulink (e.g. примененный VGA, переменный фазовращатель или блоки switch), которые внутренне медленнее, чем RF, сигнализируют и не требуют передискретизировать.
Часть 2: Несколько сигналов, вводящих систему RF
Автоматическая опция интерполяции, обсужденная выше, может только поддержать один Inport блок RF. При использовании нескольких Inport блоков пользователь обязан вручную вставлять фильтры интерполяции перед этими блоками. Фильтры интерполяции затем настроены, чтобы иметь все коммуникационные сигналы ввода, передискретизируемые на уровне, заданном в Блоке Configuration RF.
В то время как Inport блок RF Blockset может принять вектор из нескольких сигналов каждый заданный в различной несущей частоте, эти сигналы должны иметь те же частоты дискретизации. Следующая модель описывает две системы RF с несколькими входными параметрами, сосредоточенными на различных несущих и правильно передискретизируемыми. Модель похожа на тот в части 1 этого примера, но также и включает широкополосный вмешивающийся сигнал, который сгенерирован с помощью блоков из Communications Toolbox и DSP System Toolbox. Эти два входных сигнала имеют ту же частоту дискретизации, и Блок Configuration RF Blockset имеет размер Шага, который производит времена сигнала 4 RF быстрее, чем основополосный коммуникационный сигнал.
bdclose(model);
model = 'simrfV2_sampletime_example_interf1';
open_system(model);
sim(model);
Модель похожа на тот, описанный в части 1 этого примера. Фильтр интерполяции необходим, чтобы не искажать эффекты из-за перехода уровня.
Более интересный сценарий происходит в следующей модели, когда желаемое и сигналы interferer имеют различные частоты дискретизации. В этой модели желаемый сигнал явным образом интерполирован фильтром (подсвеченный в оранжевом) и затем объединился с широкополосным interferer как вектор.
Чтобы избежать эффекта искажения, более медленный уровень желаемого входного сигнала интерполирован и отфильтрован прежде, чем объединиться с более быстрым уровнем, вмешивающимся сигнал.
bdclose(model); model = 'simrfV2_sampletime_example_interf2'; open_system(model); sim(model); % Hide all scope results (see PostLoadFcn Model Callback for more details): SpTXComScopeConf.Visible = false; SpRxSepScopeConf.Visible = false; SpRxComScopeConf.Visible = false;
В лучшем приемнике RF два сигнала, вводящие систему RF, сосредоточены на различных несущих. Обратите внимание на то, что частота дискретизации сигнала, вводящего главную систему RF, эквивалентна заданный в Блоке Configuration RF. В этом случае включение автоматической входной интерполяции просачивается, Блок Configuration RF не вводит интерполяции.
SpRxSepScopeConf.Visible = true;
Последний обсужденный сценарий происходит, когда два сигнала, вводящие систему RF, помещаются в несущие, которые являются относительно друг близко к другу. Поскольку количество смешивания гармоник, требуемых для симуляции, может быть большим в строго нелинейных системах, рекомендуется объединить два сигнала на одну несущую, когда они рядом.
SpTXComScopeConf.Visible = true;
В нижнем приемнике система RF питается желаемыми сигналами, объединенными на один сигнал несущей. Объединенный сигнал достигается путем умножения вмешивающегося сигнала с комплексной экспонентой, чтобы переключить ее частоту операции на 20 МГц относительно частоты желаемого сигнала. Обратите внимание на то, что полоса пропускания должна была получить оба сигнала, когда объединено на одной несущей, больше, чем полоса пропускания каждого отдельного сигнала несущей. Это - причина представления фильтра интерполяции, подсвеченного в зеленом прежде, чем объединить сигналы.
SpRxComScopeConf.Visible = true;
Результаты двух систем RF (верх и низ) в вышеупомянутой модели show превосходное соответствие. Сигнал interferer отсутствует в спектре в главной системе RF, поскольку выходной порт ведет себя как идеальный фильтр и только выбирает действительный сигнал полосы пропускания, сосредоточенный в DC. Сигнал interferer пропускает от спектра в нижней части систему RF, поскольку Демодулятор IQ включает фильтр выбора канала. Чтобы видеть эффекты сигнала interferer, выключите фильтр путем снятия выделения с флажком 'Add Channel Select filter' в диалоговом окне Параметра Маски блока IQ Demodulator. Получившийся спектр
set_param([model '/RF Blockset Direct Conversion Bottom/IQ Demodulator'], ... 'AddCSFilters', 'off'); sim(model); % Do not show other scopes and rescale Y axis: SpTxSepScopeConf.Visible = false; SpTXComScopeConf.Visible = false; SpRxSepScopeConf.Visible = false; SpRxComScopeConf.YLimits = [-103 0];
bdclose(model);
clear model;