包含波束形成的MIMO射频接收机建模与仿真
这个例子展示了如何用基带波束形成算法建模MIMO射频接收机。它考虑天线耦合效应和射频缺陷。系统级模型的仿真包括射频接收机基带波束形成算法、射频缺陷和天线阵列辐射模式。
在下面的部分中，您将看到关于发射器、接收器和波束形成算法的更多细节。
发射机和通道
发射机和信道模型是理想的。
发射机利用单个天线构造一个简单的调制信号。
信道模型引入了路径损耗衰减，并添加了功率水平与期望信号相似的干扰窄带信号。
该模型假设发射机和接收机位于同一平面上。您可以通过转动Simulink图上的刻度盘来改变所需传输信号和干扰信号的到达角度。金宝app
90度角表示发射机在接收机前面，即天线阵辐射图的主瓣所在位置。
一个120度的角度表明发射机距离法轴到阵列的30度，那里是一个零辐射模式的位置。
改变所需信号和干扰信号的相对到达角将改变频谱分析仪“无波束形成的频谱”范围内的相对信号功率。在这种情况下，所有8个接收信号只是相加，没有应用任何波束形成算法。
设计接收机天线阵
接收器天线阵列采用antenna Toolbox™设计。天线工具箱帮助您在期望的工作频率上设计天线，并验证孤立单元的模式叠加是阵列模拟的可接受的近似。
如你所见，天线阵由8个5ghz谐振的偶极子天线组成。将全波分析计算的阵列远场辐射方向图与孤立单元的方向图叠加进行比较，有一定的差异:
然而，s参数表明相邻天线之间存在不可忽略的泄漏。
射频接收机
接收者模型包括:
射频接收机的型号。该射频接收机由8个非线性超外差接收机和用s参数描述的滤波器组成。每个链都是用RF工具箱™设计的射频预算分析仪应用程序描述如下:射频接收机设计实例。
用天线工具箱计算的八端口s参数描述了天线阵阻抗。s参数捕获射频接收机上天线阵列的负载以及天线单元之间的耦合。每个接收机的集中电感被用来重新调谐各自的天线。
8个12位adc通过建模饱和和量化来捕获数据转换器的有限动态范围。
DOA和波束形成
基带接收机算法由闭环反馈环路中的四个主要元素组成。
Root MUSIC算法确定到达方向，假设有两个信号存在。两个估计的DOA角被传递给状态机，状态机决定哪个角产生更高的调制误差比(MER)。该状态机在状态转换之间包含一些时间延迟，以避免决策抖动。
MVDR波束形成算法，使接收机聚焦于期望的信号，抑制来自其他方向的干扰和噪声。它使用控制逻辑所选择的角度来最大化MER。
信号调理和调制误差率的估计。MER用于确定波束形成算法所选择的角度。
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