输入端口自动采样时间插值
这个例子展示了如何管理由数字通信和射频系统组成的模型,它们以不同的采样率处理信号。为了执行数字通信信号的奈奎斯特采样率小于射频段时间步长的逆的模型仿真,将使用插值滤波器。这种插值滤波器的使用减少了在通信和射频系统边界由于采样率差异而引入的人工信号伪象。
第一部分:进入射频系统的单信号
以下模型包括Zigbee(802.15)基带信号馈送直接转换射频接收机。ZigBee基带发射机使用来自通信工具箱™和DSP系统工具箱™的模块构建,而射频接收机使用来自RF Blockset™电路包络库的模块构建。
对于射频块集电路包络求解器,建议使用比输入基带信号采样时间的倒数小4到8倍的模拟时间步长。这提供了一个模拟带宽,足以让RF求解器准确地捕获带宽边缘的伪影和需要额外带宽的物理效应,如频谱再生。一般来说,使用4到8的插值因子可以增加模拟带宽,超过发射机中产生的基带信号的奈奎斯特速率。
在该模型中,两种不同的信号采样率分别为:
绿色为通信基带信号
红色为射频电路包络信号
模型=“simrfV2_sampletime_example”;open_system(模型)sim(模型)隐藏所有作用域(更多细节请参阅PostLoadFcn模型回调):SpTxScopeConf。可见= false;SpTXiScopeConf。可见= false;SpRxScopeConf。可见= false;
顶部和底部射频接收机模型中的系统是相同的,由Pre-LNA滤波器,LNA,正交解调器和另一个放大级组成。所有射频组件都包括典型的损伤,如噪声、非线性和有限隔离。
open_system([模型'/RF块集直接转换顶'])
如“配置块掩码参数”对话框中所指定的,在启用输入插值滤波器的情况下执行模拟顶级接收机,
并为底接收机.
顶部射频接收机被馈送一个基带信号,其采样速率比在其配置块中设置的射频模拟步长的倒数慢4倍。射频输入块自动插值输入信号在所需的射频速率。
底部射频接收机被馈送基带信号采样率等于其射频配置块中指定的步长的倒数。底部射频接收机使用显式插值滤波器突出显示在橙色向上采样通信基带信号。
显示这两个范围的结果:SpTxScopeConf。可见=真;SpTXiScopeConf。可见=真;
两个接收机的输出是相同的,因为两个输入信号都通过插值滤波器重新采样,以减少采样率转移混叠效应。在顶部接收器中,采样率转换由电路包络输入块自动管理。在底部接收器中,通过添加插值滤波器显式地管理采样率转换。
显示此范围的结果:SpRxScopeConf。可见=真;
使用插值滤波器改善了模拟的光谱结果,但也付出了代价:它引入了延迟。由于FIR滤波器用于插值,延迟对应于滤波器系数的一半。在这种情况下,滤波器有640个点,并在较快的射频采样速率下引入320个时间步的延迟,或在较慢的基带通信采样速率下引入80个时间步的延迟。在有多个基带通信信号输入的情况下,可能需要通过对齐所有进入射频系统的信号来补偿延迟。
中启用输入插值滤波器时配置块掩码参数对话框时,引入的射频信号延迟将显示在使能开关旁。
默认情况下,RF Blockset自动插入插值滤波器并重新采样输入信号。你可能决定禁用默认选项,并显式地插入一个插值过滤器,如果你有:
关于插补滤波器规格的具体要求;
多个输入信号,需要不同的输入端口(情况如下);
金宝appSimulink控制信号(例如,应用于VGA、可变移相器或开关块),本质上比RF信号慢,不需要重新采样。
第二部分:进入射频系统的多个信号
上面讨论的自动插值选项只能支持单个RF输入块。金宝app当使用多个import块时,需要用户在这些块之前手动插入插值滤波器。然后调整插值滤波器,使所有进入的通信信号以RF配置块中指定的速率重新采样。
虽然RF块集输入块可以接受多个信号的矢量,每个信号都指定在不同的载波频率,但这些信号必须具有相同的采样率。以下模型描述了以不同载波为中心的多个输入并正确重采样的两个射频系统。该模型与本例第1部分中的模型类似,但还包括使用通信工具箱和DSP系统工具箱中的块生成的宽带干扰信号。两个输入信号具有相同的采样速率,并且RF块集配置块具有比基带通信信号快4倍的采样RF信号的步长。
bdclose(模型);模型=“simrfV2_sampletime_example_interf1”;open_system(模型);sim(模型);
该模型类似于本例第1部分中描述的模型。插值滤波器是必要的,以避免由于速率跃迁造成的混叠效应。
下面是一个更有趣的场景模型当期望信号和干扰信号具有不同的采样率时。在这个模型中,期望的信号被滤波器显式插值(橙色突出显示),然后与宽带干涉相结合作为一个矢量。
为了避免混叠效应,在与速率较快的干扰信号相结合之前,对速率较慢的输入信号进行插值滤波。
bdclose(模型);模型=“simrfV2_sampletime_example_interf2”;open_system(模型);sim(模型);隐藏所有作用域结果(详见PostLoadFcn模型回调):SpTXComScopeConf。可见= false;SpRxSepScopeConf。可见= false;SpRxComScopeConf。可见= false;
在顶部射频接收机中,进入射频系统的两个信号集中在不同的载波上。请注意,进入顶部射频系统的信号采样率与射频配置块中定义的相同。在这种情况下,在RF Configuration块中启用自动输入插值滤波器不会引入任何插值。
SpRxSepScopeConf。可见=真;
最后讨论的场景发生在进入射频系统的两个信号被放置在彼此相对接近的载波上时。由于在强非线性系统中模拟所需的混合谐波的数量可能很大,建议当两个信号接近时将它们组合到一个载波上。
SpTXComScopeConf。可见=真;
在底部接收器中,射频系统被馈送所需的信号组合到单个载波信号上。组合信号是通过将干扰信号与复指数相乘以将其工作频率相对于所需信号的频率移动20MHz来实现的。请注意,在单个载波上组合时捕获两个信号所需的带宽大于每个单独载波信号的带宽。这就是在组合信号之前引入绿色突出显示的插值滤波器的原因。
SpRxComScopeConf。可见=真;
上述模型中两个射频系统(顶部和底部)的结果显示出良好的对应关系。顶部射频系统的频谱中没有干扰信号,因为输出端口是一个理想滤波器,只选择以DC为中心的真实通带信号。由于IQ解调器包含信道选择滤波器,因此底层射频系统的频谱中缺少干扰信号。的“添加通道选择滤波器”复选框,以查看干扰信号的效果,关闭滤波器IQ解调器块掩码参数对话框.得到的频谱是
set_param([模型'/RF块组直接转换底部/IQ解调器'),...“AddCSFilters”,“关闭”);sim(模型);%不显示其他作用域,重新缩放Y轴:SpTxSepScopeConf。可见= false;SpTXComScopeConf。可见= false;SpRxSepScopeConf。可见= false;SpRxComScopeConf。YLimits = [-103 0];
bdclose(模型);清晰的模型;