主要内容

射频效应对通信系统性能的影响

这个例子使用了:

开放模式

这个例子展示了如何使用通信工具箱™模块来建模射频收发器的热噪声、相位噪声和非线性损伤。该模型测量了损伤对通信系统误码率(BER)的影响。

概述

该模型如下图所示，包括模拟发射机、信道、接收机以及测量和可视化通信链路性能的块。

发射机型号:

  • 16qam调制的随机比特波形

  • 一个平方根凸起余弦(RRC)脉冲整形滤波器，以限制光谱泄漏和最大限度地减少干扰(ISI)

  • 具有理想(无限)三阶截距(IIP3)的无记忆功率放大器(PA)。IIP3值可以更改为模拟更真实的PA。发射机PA模拟三阶非线性，因为它是链路端退化的主要来源。

该通道模拟了138 dB的自由空间路径损耗。

在模拟到数字转换之前，射频接收机前端对接收机的模拟部分进行建模。它包括:

  • 一种低噪声放大器(LNA)，理想噪声系数(NF)为0 dB，功率增益为20 dB。可以改变NF来模拟更真实的LNA。在这一端，噪声是比非线性更重要的退化来源。

  • 具有最小相位噪声的射频解调器(RFD)。这个值也可以改变，以建立一个更真实的RFD。相位噪声可能是16QAM链路降级的一个重要来源。

  • 一种自动增益控制(AGC)，在量化之前适当地缩放信号。

其余的接收器模型:

  • 具有12位量化的理想模数转换器(ADC)

  • 一种用于降噪和最小化ISI的RRC滤波器

  • 一个硬决策16QAM解调器

模型测试台包括:

  • 功率表前后发射机PA

  • ADC前后的功率谱范围，以说明非线性放大、噪声添加、相位噪声和量化的频谱效应

  • 接收滤波器后的星座图，开启误差矢量幅度(EVM)计算

  • 可重置误码率计算

模型通过在预加载函数中创建基本工作空间变量来设置一些参数值。类的初始化创建额外的基本工作区变量，从而设置额外的值模型参数块。

运行模拟

由于发射和接收FIR滤波器的有限长度，默认模型配置具有非零EVM，并在下面的星座图中显示信号失真。

在同样的默认配置下，接收到的功率谱是无噪声的，没有非线性失真。频谱的旁瓣来自发射和接收滤波器响应。

的错误率计算(ERC)块计算系统误码率。在默认配置下，ERC块在模拟开始时丢弃瞬态效应，误码率为0。

案例探究

方法可以研究多种射频效应模型参数块。默认情况下模型参数块掩码默认设置对发射器IIP3、LNA噪声图、RF解调器相位噪声和ADC位数应用无失真值。块掩码中每个参数的'%'后面显示典型的降级值级别。如果您使用这些降级值中的任何一个来运行模拟，您将看到星座、频谱和/或误码率中的影响。

界面中，可以重置以下参数模型参数在模拟运行时阻塞:

  • 发射机IIP3

  • LNA噪声系数

  • ADC位数

  • ADC满量程电压

要指定新的相位噪声值，请先停止模型。

例如，如果发射机IIP3设置为15 dBm，信号频谱和星座图显示一个降级的信号，BER退化到大约2.8e-3。

您可以在模拟运行时通过双击手动开关两次重置BER计数器。这对于在模拟过程中更改参数值时检查误码率影响非常有用。

总结

这个例子展示了各种射频前端损伤(如放大器非线性和相位噪声)如何影响通信系统的频谱、EVM和误码率。

另请参阅

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