自动采样时间内插在输入端口

此示例示出了如何直接使用基带在更宽的带电路的包络仿真使用较低采样率的通信信号。你会看到如何使用输入信号与从配置块中指定的模拟时间步长的采样率不同来执行RF模拟。

该示例需要通信工具箱™。

第1部分:进入RF系统单信号

以下模型包括一个Zigbee(802.15)基带信号输入直接转换射频接收机。ZigBee基带发射机使用通信工具箱和DSP System Toolbox™中的块构建,而RF接收机使用RF块集建模。

对于RF模块组电路包络求解它建议使用一个模拟时间步比的倒数的输入基带信号的数据速率的小。这提供了一个模拟带宽足以用于RF求解器在带宽的准确的边缘捕获伪影以及需要额外的带宽,例如频谱再生的物理效应。通常,使用的4内插系数到8允许增加模拟带宽超过在发射机产生的基带信号的奈奎斯特速率。这个例子讨论了如何正确管理速率转换的细节。

在例子中,模型中使用不同的信号颜色显示了两种不同的速率:

  • 绿色表示基带信号采样率

  • 红色为RF电路包络求解器时间步长

模型=“simrfV2_sampletime_example”;open_system(模型);sim(模型);%尚未显示任何作用域结果(请参阅PostLoadFcn模型回调)%查询详情):SpTxScopeConf。可见= false;SpTXiScopeConf。可见= false;SpRxScopeConf。可见= false;

射频接收机模型中的系统是相同的,包括前置LNA滤波器、后置LNA、正交解调器和另一个放大级。所有射频元件都存在典型的缺陷,如噪声、非线性和有限隔离。

open_system([模型'/RF块集直接转换RX1']);

在配置块覆盖参数对话框中指定,模拟与输入插值滤波器进行了启用顶级模特和残疾人底部模式

在顶部的RF接收器被馈送以与慢4倍,比用于RF模拟作为配置块集合中的速率的采样率的基带信号。该模型自动内插输入信号,以所希望的速率。

在底部的RF接收器被馈送以使用采样率是一样的,在配置块中的一组和用于RF模拟基带信号。该模型使用模型中的一个明确的插值滤波器(橙色高亮显示)。

%显示这两个范围的结果:SpTxScopeConf。可见= true;SpTXiScopeConf。可见= true;

这两个接收器的输出是相同的和正确的,因为输入信号是由插值滤波器重新采样的,该滤波器减少了由于采样率转换而产生的混叠效应。在顶层模型中,采样速率转换由电路包络结构自动管理。在底层模型中,采样率转换由插值滤波器显式管理。

%显示此范围结果:SpRxScopeConf。可见= true;

利用内插滤波器提高模拟的光谱结果,但是是有代价的:它引入了延迟。由于FIR滤波器被用于内插,该延迟对应于滤波系数的数量的一半。在这种情况下,过滤器具有640个抽头。因此,内插滤波器引入以较快的采样率或以较慢的采样率80的时间步长的320分时间步的延迟。在多个输入的情况下,可能有必要以补偿这种延迟通过对准进入RF系统的所有信号。

当在底部启用输入插值滤波器时“配置块掩码参数”对话框时,在掩模参数对话框中显示插补滤波器在RF求解器采样速率较快时引入的延时。

默认情况下,RF块集自动重新采样输入信号并插入一个插值滤波器。你可能想要决定禁用默认选项,并显式插入插值过滤器,如果你有:

  • 关于插值滤波器的规格具体要求;

  • 多个输入信号需要不同的输入端口(情况描述如下);

  • 万博1manbetxSimulink控制信号(例如应用于VGA、可变移相器、开关模块)本质上比射频信号慢,不需要重新采样。

第2部分:在进入RF系统中的多个信号

RF模块库支持具有多个输万博1manbetx入端口一般系统拓扑。上面所讨论的自动插值选项只支持一个单一的输入端口。万博1manbetx当使用多个输入端口,用户需要明确地内插信号,以把它们都与在RF配置块中定义的采样率输入RF系统。

当射频块集输入端口接受多个信号矢量,每个矢量指定在不同的载波频率,这些信号必须有相同的采样率。以下模型描述两个射频系统,其多个输入以不同的载波为中心,并正确地重新采样。该模型类似于本演示的第1部分,但它还包括一个宽带干扰信号,该信号是使用通信工具箱和DSP系统工具箱™中的块生成的。两个输入信号具有相同的采样率,并且射频块集求解器的速度提高了4倍。

bdclose(模型);模型='simrfV2_sampletime_example_interf1';open_system(模型);sim(模型);

该模型与本演示的第1部分中描述的模型类似。同样,在这种情况下,插值是必要的,以避免混叠的影响,由于速率转换。

当期望和干扰信号具有不同的采样率会出现一个更有趣的场景。这可以在以下所见模型。在这个模型中,所需要的信号在与宽带干涉仪结合成一个矢量之前,由滤波器(用橙色高亮显示)显式地内插。

为了避免混叠效应,在以较快的速度与干扰信号结合之前,需要对较慢的输入信号进行插值和滤波。

bdclose(模型);模型=“simrfV2_sampletime_example_interf2”;open_system(模型);sim(模型);%尚未显示任何作用域结果(请参阅PostLoadFcn模型回调)%查询详情):SpTXComScopeConf。可见= false;SpRxSepScopeConf。可见= false;SpRxComScopeConf。可见= false;

在上面的射频模型中,两个信号以两个不同的载波为中心进入射频系统。请注意,进入顶部RF系统的信号采样率已经与RF配置块中定义的采样率相同。因此,在这种情况下,在RF配置块中启用自动输入插补滤波器不会引入任何插补。

SpRxSepScopeConf.Visible = TRUE;

当进入RF系统中的两个信号被放置在相对靠近彼此载波发生在这个演示中讨论的最后一个场景。由于混合了需要仿真的谐波的数目可能很大,如果系统显示出很强的非线性,建议当它们接近通过将两个信号组合成一个载波。

SpTXComScopeConf。可见= true;

在底层模型中,较低的射频系统由所需的和干扰信号组成的单一包络线馈电。该组合信号是通过将具有复指数的干扰信号与所需信号的频率相比移动20MHz的操作频率来实现的。请注意,在单个载波上捕获两个信号所需的带宽大于单个信号的带宽。这就是为什么要在合并信号之前引入用绿色高亮显示的插值滤波器的原因。

SpRxComScopeConf。可见= true;

在上述模型中显示出优异的对应的两个RF系统(顶部和底部)的结果。干扰信号是从在由于输出端口用作理想滤波器的上RF系统频谱缺失和仅选择以DC为中心的真正通带信号。干扰信号是从在下部RF系统频谱缺失由于IQ解调器包括一个信道选择滤波器。要查看干扰信号的影响,你可以通过取消选中“添加信道选择滤波器”复选框关掉过滤器IQ解调块掩码参数对话框。得到的光谱如下所示。

set_param([模型‘/RF块集直接转换RX2/IQ解调器’),...“AddCSFilters”“关闭”);sim(模型);%不显示其他范围和重新调整Y轴:SpTxSepScopeConf。可见= false;SpTXComScopeConf。可见= false;SpRxSepScopeConf。可见= false;SpRxComScopeConf。YLimits = [-103 0];

bdclose(模型);明确模型;