В этом примере показано, как пользоваться библиотекой RF Blockset™ Circuit Envelope, чтобы смоделировать тепловой шум в супергетеродине приемник RF и измерить его эффекты на шумовой фигуре (NF) системы связи и частоте ошибок по битам (BER). Образец модели Communications Toolbox™ параметрами, вычисленными с помощью уравнений Friis и Испытательного стенда Шума RF Blockset, используется, чтобы проверить результаты.
Подсистемы Модулятора и Канала состоят из блоков Communications Toolbox что модель:
Модулируемая QPSK форма волны случайных битов
Повышенный импульсный формирующий фильтр косинуса для спектрального ограничения
потеря на пути свободного пространства
Подсистема приемника RF, отображенная светло-фиолетовым, состоит из блоков RF Blockset:
Inport блок преобразует комплексную входную форму волны в доступную степень в системе RF со ссылочным импедансом, равным Исходному импедансу, и присваивает входную форму волны модуляции 2.1 GHz несущая RF.
Источник шума, чтобы установить системный уровень шума RF для всех несущих частот симуляции. Блок выполняет это действие, когда Белый выбран для опции распределения Шума маски. Установить уровень Спектральной плотности мощности шума, значение 4*K*T*50 используется (K константа Больцманна, T установлен в комнатную температуру 290 кельвин и 50 Омы являются системным импедансом ссылки).
Каскадный усилитель RF и демодулятор RF блокируются с заданной шумовой фигурой и усилением. Эти блоки только включают шумовые ухудшения. Фильтр отклонения блока Demodulator изображений включен с помощью флажка маски и задает другими параметрами маски полосовой фильтр, ребрами которого является 2.0 и 2.2 GHz. Этот фильтр предотвращает понижающее преобразование сосредоточенных приблизительно 2,6 ГГц теплового шума или сворачивание других несущих частот с шумом в промежуточную частоту (IF), заданную как абсолютная разность частот LO и RF. Если фильтр отклонения изображений демонтирован, шумовой вклад на IF увеличивается выше оценки, обеспеченной уравнениями Friis, и BER ухудшится.
Блок Outport, с типом Датчика параметра установлен в Power , Набор несущих частот к частоте IF и Выходной параметр установлены в Complex baseband . Эти настройки блока позволяют системе RF предоставить комплексный основополосный коммуникационный сигнал со следующими Коммуникационными системными блоками Тулбокса.
Блок Configuration, чтобы установить условия модели для симуляции. Поскольку раздел RF Blockset модели только включал шумовые ухудшения, точная симуляция может быть достигнута путем установки Фундаментальных тонов Блока Configuration на Несущую Inport (RF), 5e8 Гц и Локальный генератор (LO) Демодулятора, 1.6e9 Частоты Гц и Гармонический порядок 1 . Используйте кнопку View Блоков Configuration, чтобы исследовать несущие частоты симуляции.
Все блоки в приемнике RF являются соответствующими к 50 Омам. Чтобы изучить эффекты несоответствия импеданса на шумовой симуляции, смотрите, RF Noise Modeling.
Ссылочная система, отображенная красным, состоит из:
Блок Communications Toolbox Receiver Thermal Noise, который включает и пол теплового шума наряду с усилителем и демодулятор, блокирует шум. Уравнение Friis используется к правильно объединенному шуму, внесенному блоками демодулятора и усилителем. Можно найти вычисление в функции обратного вызова предварительной нагрузки модели.
Блок Simulink Gain, который моделирует объединенное усиление приемника RF.
Основополосные фильтры и демодуляторы обрабатывают полученный сигнал.
Выберите Simulation> Run.
Блоки Вычисления Коэффициента ошибок вычисляют BER для системы и ссылки. Чтобы наблюдать BER как, его приближается к устойчивому состоянию, увеличьте общее время симуляции. В данном примере установившейся частотой ошибок по битам является приблизительно 1e-4 .
Смоделировать шум и усиление в среде конверта схемы RF Blockset:
В диалоговом окне Блока Configuration выберите шум Simulate.
Задайте Шумовую фигуру (дБ) параметр Усилителя RF и блоков Микшера RF в вашей системе. Следующие технические требования для приемника RF в этом примере производят объединенную шумовую фигуру 9.16 дБ (согласно уравнению Friis): усиление LNA 20 дБ, фигура шума LNA 9 дБ, усиление Демодулятора -5 дБ и фигура шума Демодулятора RF 15 дБ.
Шум RF Blockset полагает, что Испытательный стенд упрощает измерение системной фигуры шума. Чтобы установить шумовую систему тестирования фигуры, вставьте Испытательный стенд фигуры Шума RF в новую модель. Скопируйте настройки, найденные в Коллбэках Model Properties PreLoadFcn к новым моделям Model Properties Callback InitFcn .
Для системы, состоявшей из блоков RF Blockset в вышеупомянутой модели, скопируйте LNA и блоки Демодулятора ранее установленными параметрами на новую модель. Испытательный стенд включает Источник шума, который устанавливает уровень шума.
Соедините терминал Стимула испытательного стенда к В терминале LNA и терминал Демодулятора к терминалу Ответа испытательного стенда. Блок Display может быть соединен с испытательным стендом терминал NF, чтобы отобразить измеренную Шумовую фигуру.
Установите параметры маски Испытательного стенда. Входной частотой RF (Гц) является 2.1 GHz и Выходной частотой IF (Гц) является .5 GHz как в предыдущем примере. 10e6 Основополосная полоса пропускания Гц (Гц) была выбрана для этого примера. Инструкции по маске предоставляют дополнительную информацию для конфигурирования испытательного стенда.
Для Коммуникаций система Friis в вышеупомянутой модели скопируйте Объединенные блоки Шума и Усиления ранее установленными параметрами на новую модель. Блок Combined Noise Добавляет, что 290K флажок шума антенны должен быть снят, поскольку Испытательный стенд включает Источник шума, который устанавливает уровень шума.
Включены три блока RF Blockset: Выходной порт, Inport и Настройка начиная с испытательного стенда ожидают блоки RF Blockset в своих точках контакта. Установкой типа для блоков Inport и Outport является Степень. Поскольку Коммуникационная ветвь является агностиком к несущим частотам, эти Несущие частоты блоков и Основные тоны должны быть тем же самым и установлены в 2.1 GHz. Выходным параметром Выходного порта является Complex Baseband. Для точности для размера Шага блока Configuration нужна полоса пропускания Конверта (Размер шага 1/80e6 s) по крайней мере в 8 раз больше, чем Основополосная полоса пропускания на 10 МГц испытательного стенда.
Выберите Simulation> Run.
Можно включать дополнительные ухудшения модели RF с помощью выборов маски блока RF: несоответствие Импеданса, нелинейность или изоляция LO.
Noise | Amplifier | Demodulator
