Спроектируйте и проверьте основополосный передатчик

Чтобы оценить эффективность проекта приемника RF, это необходимо и достаточно использовать сигнал, спектрально представительный для 802.15.4 форм волны.

Основополосная модель передатчика создает и иллюстрирует спектрально представительную форму волны ZigBee в спектральных областях и областях созвездия. Эта модель и все последующие модели используют коллбэки, чтобы создать переменные рабочего пространства MATLAB, которые параметрируют системы.

Определите требование ОСШ приемника

Чтобы спроектировать приемник, сначала решите, что ОСШ должен был достигнуть заданного BER меньше, чем 1e-4. вычисленный в полосе пропускания симуляции 4 МГц. Запустите модель уровня ссылки, чтобы симулировать обработку приемника, требуемую достигнуть целевого BER.

Вычисление BER точно требует выравнивания передачи, и получите сигналы. Симуляция должна компенсировать 2D демонстрационную задержку полученного сигнала по сравнению с переданным сигналом. Кроме того, чтобы гарантировать правильный чип символу к битному отображению, симуляция должна выровнять микросхемы, чтобы структурировать контуры во входе с блоком Chips to Symbol на контуре системы координат. Составление получить задержки сигнала и выравнивания границ системы координат требует сложения набора блока Delay к 32-2=30 задержка на ветви приемника прежде, чем восстановить полученные символы.

Модель достигает 1e-4 BER в ОСШ-2.7 дБ, которые могут быть проверены путем сбора 100 битовых ошибок.

В модели уровня ссылки блок AWGN составляет полный канал и бюджет ОСШ приемника RF.

Добавьте ADC и определите общий доход приемника и Шумовую фигуру (NF)

Этот раздел использует традиционные эвристические деривации, чтобы определить высокоуровневые технические требования приемника RF и ADC.

При симуляции идеализированной основополосной модели Приемника RF проверьте предварительные технические требования приемника RF (NF = 10,7 дБ и усиление приемника = 53,4 дБ). Это может быть сделано путем сбора 100 ошибок.

Анализатор спектра показывает, что полученный спектр с ADC примерно идентичен в форме спектру предыдущего раздела без ADC.

Совершенствуйте архитектурное описание приемника RF

В этом разделе приемник RF, и его шумовая фигура и бюджетные технические требования усиления, моделируются при помощи четырех дискретных субкомпонентов с этими характеристиками:

ВИДЕЛ, что эффективность фильтра выведена из файла Пробного камня, который задает характеристики S-параметров. Можно проверить усиление путем визуализации параметра S21 в плоскости X-Y на рабочей частоте 2,45 ГГц. Можно проверить шумовую фигуру путем визуализации параметра NF в плоскости X-Y на рабочей частоте 2,45 ГГц. Как правило, LNA с низким шумом и высоким усилением следует, ВИДЕЛ фильтр, который значительно уменьшает удар шумовой фигуры компонентов после LNA. Кроме того, пассивный микшер задан с высоким IP2. Подобно ВИДЕЛ фильтр, можно проверить усиление микшера путем визуализации параметра S21 в плоскости X-Y по заданному пользователями частотному диапазону [2e9 3e9].

Эквивалентная основополосная модель симулирует усовершенствованный приемник RF.

Запустите симуляцию и проверьте бюджет ссылки приемника RF при помощи панели визуализации выходного порта. Общая шумовая фигура и усиление через четыре этапа были разделены согласно следующему бюджету:

С этой моделью можно проверить, что BER <1e-4 соответствует Коэффициенту ошибок Чипа (ChER) приблизительно 7%. Путем вычисления ChER можно запустить последующие модели в течение меньшего количества времени и все еще собрать точные статистические данные BER.

Используйте конверт схемы, чтобы симулировать дополнительные ухудшения RF

Эквивалентная основополосная техника моделирования, используемая в предыдущем разделе, не может смоделировать истинный прямой приемник преобразования. Та модель использовала микшер с входной частотой 2,45 ГГц и частотой LO 2,4 ГГц, которые привели к спектру частоту центра анализатора 50 МГц. Это ограничение моделирования мотивирует изменение в методе конверта схемы.

Используя подход моделирования конверта схемы, продолжите совершенствовать архитектуру приемника RF путем добавления более реалистических ухудшений.

Модель конверта схемы Приемника RF отличается от эквивалентной основополосной модели как он:

Сравнивая спектры, измерения мощности, и ChER к эквивалентной основополосной модели, нет никаких значительных различий в производительности. Однако с моделью конверта схемы, можно включать даже эффекты нелинейности порядка, разбаланс I/Q и технические требования цветных шумовых распределений для каждого из компонентов.

Можно вручную создать модель конверта схемы Приемника RF при помощи блоков из библиотеки Circuit Envelope, или это может быть автоматически сгенерировано с помощью Приложения RF Budget Analyzer.

Приложение RF Budget Analyzer

Добавьте широкополосную интерференцию, утечку LO и отмену смещения DC

Этот раздел изменяет модель конверта схемы, чтобы создать этот конверт схемы с interferer моделью. Конверт схемы с interferer моделью включает широкополосный вмешивающийся сигнал и эти ухудшения:

Это имитационные модели нестандартно-совместимый вмешивающийся сигнал, который имеет силу и спектральные характеристики распределения, реалистичные для сигнала WCDMA. Симуляция широкополосного вмешивающегося сигнала требует большей полосы пропускания симуляции 16 МГц. Поэтому сигнал OQPSK на 1 МГц сверхдискретизирован 16, и полоса пропускания Моделирования огибающей схемы также увеличена до 16 МГц.

Проект требует, чтобы алгоритм компенсации смещения DC достиг желаемого ChER из-за смещения DC, которое следует из утечки LO и нелинейности в демодуляторе, вызванном высокой внеполосной вмешивающейся степенью сигнала. В этом случае вы включаете очень селективный фильтр, который начинает длинную задержку с соответствующих увеличений задержки расчета блока измерения ChER.

Спектр, сосредоточенный на уровне 0 Гц, показывает компенсацию смещения DC, уменьшающую смещение DC. Когда вы запускаете модель, отмечаете, что смещение DC в конечном счете полностью удалено.

Заключение

После нисходящей методологии проектирования были выведены технические требования компонентов приемника RF. Ухудшение, interferer, и модели субкомпонента приемника RF были итеративно усовершенствованы, чтобы увеличить точность и подтверждены на каждом этапе, чтобы подтвердить, что полные цели производительности системы были достигнуты.