主要内容

端到端QAM模拟射频损伤和修正

打开脚本

这个示例提供了可视化功能的影响在卫星下行射频损伤和修正。链接使用16-QAM调制的情况下,使用高功率放大器(HPA)克服与卫星通信相关的损失。下丘脑介绍非线性行为,当结合其他射频损伤,需要使用缓解技术。

这个例子包括:

关键词:QAM,射频损伤,I / Q不平衡、非线性、射频修正。

介绍

仿真允许您配置参数所示GUI。

打开GUI:

  • 修改参数

  • 运行与MATLAB仿真

  • 可视化和光谱信号星座

  • 查看潜在的MATLAB代码

  • 生成C代码和仿真运行(使用有效的MATLAB编码器™许可)

QAMwithRFImpairmentsExample

的模拟使用MATLAB代码解释按钮模拟配置的链接。在模拟运行时,您可以使用GUI修改仿真参数。参数设置更新是立即可见的影响或结果面板上的情节。仿真运行时参数nontunable是灰色的。修改nontunable参数,模拟必须停止。

的视图MATLAB代码按钮打开模拟器代码编辑器允许目视检查和进一步探索底层函数用于仿真。

的运行生成的代码按钮将MATLAB函数编译为可执行MEX-file和仿真运行一次编译过程就完成了。墨西哥人版本的模拟运行更快虽然从编译过程本身是一个点球。您可以修改相同的参数运行时从MEX-file解释模式或。

的停止仿真按钮停止仿真执行期间。这对解释MATLAB和MEX-file作品。按钮是活动只有在模拟运行。

的帮助按钮出现这个HTML页面。

模拟概述

模拟执行以下步骤:

  • 生成随机整数

  • 调节与16-QAM

  • 根提出了余弦(RRC)传输过滤器

  • 通过一个下丘脑-垂体-肾上腺轴的

  • 应用传输天线增益

  • 应用基于大气条件的路径损耗

  • 通过与射频信号通过一个AWGN信道障碍

  • 应用接收天线增益

  • 消除直流偏置

  • 应用自动增益控制

  • RRC接收滤波器

  • 应用ADC的影响

  • 弥补I / Q振幅和相位不平衡

  • 正确的多普勒频移

  • 解调16-QAM

  • 计算比特误码率

下面的框图显示了系统的体系结构。

您可以指定以下信号障碍:

  • 接收机噪声温度范围(0 600)K

  • 多普勒误差范围(3 3)赫兹

  • 直流偏置,表示为一个百分比的最大信号电压,在[0,20]

  • 相位噪声范围(-100、-48)dBc / Hz

  • 振幅I / Q不平衡在5、5分贝

  • I / Q不平衡阶段在-30年,30度

  • HPA补偿水平范围1、30 dB

  • 量化误差通过改变的ADC比特数的范围[2 16]

  • 饱和由于ADC满量程电压的范围(0.1 - 2)振幅单元(au)

HPA倒扣的30 dB对应的变形可以忽略不计,因为放大器操作在线性区域,而1 dB对应于严重的失真。萨利赫模型被用来模拟HPA的行为。进一步的信息是可用的comm.MemorylessNonlinearity页面。

GUI能够启用或禁用多普勒误差修正,I / Q不平衡和直流偏置。这些修正由三个系统对象提供。的comm.CarrierSynchronizer由于多普勒频率偏移补偿,comm.IQImbalanceCompensator纠正了振幅和相位的不平衡,dsp.DCBlocker直流偏置补偿。

并显示结果

您可以使用GUI控件来显示:

  • 传输信号的频谱测量的输出传送RRC过滤器。

  • 接收信号的频谱测量的输入接收RRC过滤器。

  • 接收到的信号的星座图。

  • 下丘脑-垂体-肾上腺轴的输入信号的星座图。

  • 下丘脑-垂体-肾上腺轴的输出信号的星座图

一个典型的频谱图,使用默认参数,显示。影响的情况下最容易看到的带外信号频谱,接收到的信号的噪声地板是20 dB高于传播信号的频谱。接收到的信号频谱也显示通过信道传输损耗的影响。

星座图显示的情节I / Q不平衡校正的情况下是禁用的。红色的+星座符号表示16-QAM参考。星座是由未修正的缩放和旋转的不平衡。

显示为非线性HPA行为的影响下丘脑-垂体-肾上腺轴的输入和下丘脑-垂体-肾上腺轴的输出使用相同的星座图的阴谋。图显示的影响AM / AM和AM / PM畸变放大器运行7 dB低于饱和。AM / AM失真引起的“圆”外观HPA输出信号星座,而AM / PM导致星座旋转。

比特误码率,错误的数量,总数的传播符号,路径损耗,Eb /不直接显示结果面板的GUI。

进一步的探索

使用下面列出的GUI来改变参数。

  • 链接损益:变化之间的噪声温度0到290 K(典型的)查看对接收信号频谱分析仪情节的影响。同样,改变距离的关系,大气条件和载频查看对接收信号频谱的影响。链接利润率的变化也反映在计算路径损耗和Eb /没有。

  • HPA AM-to-AM和AM-to-PM转换:改变HPA倒扣30 dB(忽略非线性)到1(严重非线性)。7分贝值对应于温和的非线性。查看对谱图的影响,下丘脑输出星座,接收到的信号星座图,和比特误码率。增加非线性增加频谱再生,引起下丘脑输出星座成为“圆”和旋转。的HPA倒扣参数可以调整仿真时执行。

  • 相位噪声:设置相位噪声到-48 dBc /赫兹(高),观察增加方差在切线方向接收信号星座图。这种程度的相位噪声就足以导致原本无错频道错误。设置相位噪声到-55 dBc /赫兹(低),观察方差在切线方向上有所下降。这个相位噪声水平不显著增加错误率。现在,设置HPA倒扣水平参数7 dB(中等非线性)。注意,即使温和HPA非线性和温和的相位噪声不会引起许多位错误单独应用时,他们一起做应用时造成更多一点错误。的相位噪声参数可以调整只有当仿真停止。

  • 直流偏置和直流偏置校正:设置直流偏置来10和禁用的直流偏置校正取消勾选直流偏置复选框。星座图变化显著。启用直流偏置修正并查看接收到的信号星座图和信号频谱来验证直流偏置。直流偏置和直流偏置校正参数仿真执行过程中可以修改。

  • I / Q不平衡:禁用振幅和相位不平衡框查看的I / Q不平衡的影响,收到了星座图。修改幅度和相位不平衡领域观察的影响接收到的信号星座图上不同的值。启用I / Q不平衡校正验证接收星座与它的参考点。这些参数可以在执行修改。

  • 多普勒和多普勒补偿:集多普勒误差0.7赫兹和禁用多普勒误差修正显示未修正的多普勒对接收信号的影响。注意,BER接近0.5。启用多普勒误差多普勒误差校正来纠正。确认数量减少。这些参数只能在仿真停止时。

  • ADC效应:降低ADC碎片的数量将增加量化误差的影响接收信号。降低ADC满量程电压饱和强加于接收到的信号并查看它对系统性能的影响。

  • 代码生成:仿真通过单击运行运行生成的代码按钮。这是第一次,之前仿真编译执行,使过程需要更长的时间,而不是当与解释的MATLAB仿真。改变HPA倒扣水平和重新运行模拟。请注意,结果面板更新很快。现在,改变相位噪声并单击运行生成的代码按钮。代码重新编译,因为相位噪声是一个nontunable参数。启用Rx星座选择和重新运行仿真。范围时你可以看到激活,有些错误结果积累更多缓慢但范围更新速度远远超过它与插值MATLAB运行时。

  • 误码率估算:默认情况下,一些错误的数量参数设置为正这障碍的影响和修正范围可以很容易地可视化。数量估计,它通常是足以收集50到200错误;因此,禁用范围和改变一些错误的数量参数从正到100年。重要的是离开可修改的参数不变时,仿真运行估计获得一个有效的误码率。

选定的参考书目

[1]萨利赫,阿德尔点“Frequency-Independent和频率相关行波管放大器的非线性模型,“IEEE®事务通信、COM-29卷,1981年11月11号。

[2]Kasdin,新泽西州,“有色噪声和随机过程的离散模拟和1 / (f ^α);幂律噪音的产生,”《IEEE, 83卷,5号,5月,1995年。

[3]Kasdin:杰里米,托德·沃尔特“幂律的离散模拟噪音,”1992年IEEE频率控制研讨会。

[4]Sklar,伯纳德,数字通信:基本面和应用程序恩格尔伍德悬崖,新泽西州,普伦蒂斯霍尔出版社,1988。