自顶向下设计的射频接收机

这个示例使用:

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这个例子中设计的射频接收机无线个域网®使用自顶向下方法——应用程序。它验证impairment-free设计的方方面面,然后分析了误码性能后的损伤模型。这个例子使用了射频预算分析仪应用级别的元素导致了噪声和非线性的预算。

设计规范:

数据率= 250 kbps
OQPSK调制与半正弦脉冲整形,按照IEEE内部®802.15.4无线个域网物理层的提供服务
直接序列扩频芯片速率= 2 mchip / s
灵敏度规范= -100 dBm
误比特率(BER)规范= 1的军医
模拟到数字转换器(ADC)与10位0 dBm饱和的力量

创建完全兼容标准无线个域网波形,可以使用通信工具箱图书馆无线个域网协议附加组件。

这个例子将指导您完成以下步骤:

开发的基带波形发射机模型生成
确定信噪比规范实现链路级别1的军医的误码率从理想化的基带模型
射频子系统规范来自equivalent-baseband射频接收器和ADC模型
直接转换规范来自电路包络射频接收机的模型
执行基于仿真包括干扰信号和直流偏置补偿算法的推导出规范

设计和验证基带发射机

评估射频接收机的性能设计,它是必要的和足够的使用一个信号幽灵似地内部的802.15.4波形提供服务的代表。

的基带传输模型创建并演示了一个幽灵似地代表无线个域网在光谱和星座域波形。这个模型和所有随后的模型使用回调函数来创建MATLAB工作区变量参数化系统。

确定接收机信噪比要求

接收机的设计,首先确定所需要的信噪比达到指定的数量小于1的军医。计算模拟4 MHz带宽。运行链路级别的模型模拟接收机处理需要达到目标的误码率。

准确地计算误码率要求对齐的发送和接收信号。仿真必须补偿两个示例延迟接收的信号相比,传输信号。同时,确保正确chip-to-symbol-to-bit映射,仿真必须对齐芯片框架边界在芯片的输入符号块帧边界。接收信号延迟和帧边界对齐需要添加延迟块设置为32-2 = 30延迟接收分支之前恢复接收到的符号。

模型实现了1比特的军医在-2.7 dB的信噪比,可以验证通过收集100位错误。

在链路级别的模型,AWGN块占整个频道和射频接收机信噪比预算。

添加ADC和确定接收机增益和噪声图(NF)

本节使用传统启发式推导确定射频接收机的高级规范和ADC。

B = 4 MHz带宽= =模拟仿真采样频率
kT次方= 174 dBm / Hz =热噪声地板的力量
敏感性= -100 dBm =接收机灵敏度
信噪比= -2.7 dB
噪声功率在模拟带宽= Pn = sensitivity-SNR = -100 dBm - (-2.7 dB) = -97.3 dBm

模拟一个理想化的基带模型射频接收机,初步验证射频接收机规范(NF = 10.7 dB和接收机增益= 53.4 dB)。这可以通过收集100错误。

频谱分析仪显示接收到的光谱与ADC大约是相同的在前一节的光谱形状,ADC。

完善架构描述射频接收机

在本节中射频接收机,其噪声图和增益预算规范中,建模通过使用四个离散子组件与这些特征:

看到过滤器:噪声图= 2.5 dB,增益= 3 dB
放大器:噪声图= 6 dB,增益= 22分贝
被动混合器:图= 10分贝噪音,获得= 5分贝
VGA:噪声指数= 14 dB,增益= 40 dB

看到过滤器性能来源于一个标准文件,指定的参数特征。可以通过可视化验证获得S21参数在x - y平面在操作2.45 GHz的频率。您可以验证所产生的噪音图可视化NF参数在x - y平面在操作2.45 GHz的频率。通常,与低噪声放大器和高增益的过滤器,这大大减少了噪声的影响图后组件的放大器。此外,被动混合器高IP2指定。类似于看到过滤器,您可以验证混合增益在x - y平面通过可视化S21参数在指定的频率范围(2 e9 3 e9)。

一个等效基带模型模拟了精制射频接收机。

运行仿真和验证射频接收机使用输出端口链路预算可视化面板。总噪声图和获得四个阶段划分根据预算如下:

组件NF (dB) = (2.5、6、10、14)
组件噪声系数F(线性)= 10 ^ (NF / 10) = (1.78 - 3.98 10.0 - 25.1)
功率增益(dB) =[3、22日5、40]= 54 dB > 53.4 dB
电压增益VG(线性)= 10 ^(功率增益/ 20)= (0.71 - 12.59 0.56 - 100.0)
系统噪声系数魔术师率领(线性)= $$ $ 1 + (F (1) - 1) + {{[F (2) - 1]} \ / {VG (1)}} + {{[F (3) - 1]} \ / {VG (1) \ * VG (2)}} + {{[F (4) - 1]} \ / {VG (1) \ * VG (2) \ * VG(3)}} = 11.8美元$
系统噪声图NFsys (dB) = 10 * log10(魔术师率领)= 10.7 dB