В этом примере показано, как смоделировать систему цифрового телевидения, которая включает 16 приемников фазированной решетки антенны, действующих в 28 ГГц. Основополосный передатчик, приемник и канал поняты с Communications Toolbox™. Приемник RF реализован с библиотекой RF Blockset™ Circuit Envelope, и получить антенны фазированной решетки создаются с помощью Phased Array System Toolbox™. 4 x, которые 4 плоских фазированных решетки питают 16 каналами, получают модуль, который включает фазовращатели, чтобы включить RF beamforming.
Система состоит из:
Основополосная подсистема Передатчика, которая ответственна за генерацию 64-QAM сигнала, занимающего 2 МГц полосы пропускания, которая придерживается стандарта DVB-C.
Эффекты канала в форме потери на пути.
16 приемников фазированной решетки элемента, расположенных в 4 X 4 прямоугольных сетки. Это включает расчетные параметры для рабочей частоты, диаграммы направленности элемента, и получите направление.
Модуль приемника RF, состоящий из 16 путей, объединенных с сетью 2:1 объединители степени и затем downconverted к основной полосе. Каждый путь включает LNAs и переменные фазовращатели для RF beamforming. Сеть 2:1 объединители степени создается дважды, чтобы эмулировать типичный процесс проектирования. Первоначальный проект использует идеал делители степени Уилкинсона как поведенческие объединители, в то время как вторая реализация использует фактическое оборудование, смоделированное с S-Parameters блоки и результаты измерений предоставляются через файл Touchstone™ (wireless.s3p).
Основополосная подсистема Приемника, которая ответственна за извлечение переданного сигнала. Приемник включает простые модели для исправления смещений фазы и эффектов управления усилением.
Диагностика доступна на различных этапах в системе с помощью полученного созвездия, вычисления частоты ошибок по битам и полученного спектра.
model_ideal = 'simrfV2_wirelessdvb_beamform_ideal';
open_system(model_ideal)
sim(model_ideal)
Первоначальный проект может использовать идеальные компоненты, чтобы ускорить процесс общего замысла. Например, идеал делители Уилкинсона от библиотеки RF Blockset Junctions может использоваться, чтобы создать систему объединителя в Получить Антенной решетке. Эта система объединителя может быть консолидирована в S-parameters с 17 портами блокируйтесь, чтобы улучшать производительность симуляции. Упрощенный пример консолидации показывают, где 4:1 система объединителя слева заменяется блоком S-параметров с 5 портами справа. S-parameters элементы блока вычисляются в командах инициализации маски блока WilkinsonTypeCombiner.
model_combiner = 'simrfV2_wirelessdvb_beamform_prototype_combiner';
open_system(model_combiner)
Каждая входная ветвь канала Приемника RF использует отдельный усилитель, чтобы ввести тепловой шум и нелинейность. Квадратурный демодулятор после объединителя выполняет прямое понижающее преобразование и включает его нелинейность, утечку LO, несоответствие I/Q и шумовые ухудшения.
open_system([model_ideal '/RF Receiver'], 'force')
bdclose(model_combiner)
bdclose(model_ideal)
clear model_ideal
Используйте S-Parameters блоки, чтобы смоделировать действительную систему объединителя. Существует несколько опций, доступных, чтобы охарактеризовать поведение каждого отдельного блока в системе объединителя; один подход использует файл данных непосредственно, в то время как другой подход предоставляет рациональную модель данных. Для последнего подхода используйте rational функция в RF Toolbox™, сохраните получившиеся параметры в базовом рабочем пространстве и используйте их в S-Parameters блоки. В данном примере результаты измерений описываются в файле wireless.s3p Пробного камня и используются непосредственно. Улучшать производительность симуляции система объединителя js замененный S-Parameters с 17 портами блок. S-Parameters элементы блока вычисляются с помощью функции simrfV2_wirelessdvb_beamforming_findcombinerspars в командах Initization маска подсистемы Приемника RF.
model = 'simrfV2_wirelessdvb_beamforming';
open_system(model)
sim(model)
Сторона передачи плоский массив выбрана, чтобы иметь 16 элементов и передачи вдоль основного луча (азимут = 0 градусов и вертикальное изменение = 0 градусов) на частоте 28 ГГц. Изотропная диаграмма направленности выбрана для каждого элемента. Обратите внимание на то, что делители степени вводят сдвиг фазы на уровне 28 ГГц. Это оценивается и корректируется в Основополосной подсистеме приемника.
Измените получить направление путем изменения Получить диалогового параметра маски Направления с 16 элементами, Получают Антенную решетку. Угол выбранные уменьшения сила сигнала из-за близости пустого указателя в диаграмме направленности массивов.
open_system(model) set_param([model '/Receive Antenna Array'],'RecDir','[20;25]') sim(model)
Измените параметр направления Beamforming для 4 X 4 фазированных решетки на получить стороне. Этот параметр маски автоматически настроит сдвиг фазы каждого канала в подсистеме Приемника RF. Запустите симуляцию, чтобы наблюдать увеличение полученного уровня сигнала.
open_system(model) set_param([model '/RF Receiver'],'BeamDir','[20;25]') sim(model)
bdclose(model)
clear model
С. Эмэми, Р. Ф. Визер, Э. Али, М. Г. Форбс, М. К. Гордон, С. Гуань, С. Ло, П. Т. Мселви, Дж. Паркер, Дж. Р. Тани, Дж. М. Гильберт и К. Х. Доан, "Пара Приемопередатчика Фазированной решетки CMOS на 60 ГГц для Радиосвязей Multi-Gb/s", в Технологии Конференции Твердотельных схем Int IEEE. Вырыть., февраль 2011, стр 164-165