概述

这个模型执行所有处理复杂的基带处理时变频率偏移,时变延迟,象征和高斯噪声。应对上述障碍,这个示例中提供了一个参考实际数字接收机的设计,其中包括correlation-based粗频率补偿,符号定时恢复与固定利率重采样和填料/跳过,精细频率补偿、帧同步和相位消除歧义。MATLAB中的示例使用一些关键算法,强调文本算法表达式图形算法表达式。

结构的例子

的高层结构模型如下图所示,包括一块ADALM-PLUTO接收机、QPSK接收机子系统和系统显示模块。

的详细结构QPSK接收机子系统是见下图。

在以下部分中描述的组件进一步。

接收机

自动增益控制

接收到的信号幅度影响载波和符号同步的准确性。因此,信号幅度应稳定,以确保一个最佳循环设计。AGC输出功率设置为一个值确保阶段和定时误差检测器的等价收益随时间保持不变。前的AGC放置提出了余弦接收滤波器这样可以测量信号幅度过采样因子2,从而提高预测的准确性。您可以参考7.2.2章和8.4.1章的1)有关如何设计阶段检测器增益。

提出了余弦接收滤波器

的提出了余弦接收滤波器为传播提供了匹配滤波波形滚边因子为0.5。

粗频率补偿

的粗频率补偿子系统纠正输入信号的频率偏移的粗略估计。下面的图显示了子系统,频率偏移估计的平均correlation-based算法的输出粗频率补偿器块。执行的薪酬相/频率偏移块。通常有一个剩余频率偏移即使在粗频率补偿,这将导致缓慢旋转的星座。的载波同步器块补偿这剩余的频率。

的准确性粗频率补偿器减少最大频率偏移值。理想情况下,这个值应该设置略高于预期的频率偏移范围。

符号同步器

时间恢复执行的符号同步器库,实现了一个锁相环,第8章中描述的1),正确的接收信号的定时误差。使用加德纳的定时误差检测器估计算法,这是旋转不变。换句话说,这个算法可以使用之前或之后频率偏移补偿。块的输入由两个采样过量。平均为每两块产生一个输出符号输入样本。然而,当通道计时误差(延迟)达到符号边界时,会有一个额外的输出帧或失踪的象征。在这种情况下,块实现一些填料/跳过和生成一个或多或少的样品比较所需的帧的大小。所以该块的输出是一个适应信号。

的阻尼因子,规范化的环路带宽,探测器获得块的可调参数。他们的默认值设置为1(临界阻尼),分别为0.01和5.4,快速锁相环锁正确的时机,同时引入小定时抖动。

载波同步器

罚款是由一个频率补偿载波同步器库,实现了一个锁相环(PLL),第7章中描述的1),跟踪剩余频率偏移和相位补偿输入信号。锁相环采用直接数字合成器(DDS)生成补偿相位抵消剩余频率和相位补偿。DDS的相位偏移估计相位误差的积分回路滤波器的输出。

的阻尼因子和规范化的环路带宽块的可调参数。他们的默认值设置为1(临界阻尼)和0.01,分别,因此可以快速锁相环锁目的阶段,同时引入小相位噪声。

序言探测器和帧同步器

检测到的位置已知的帧头的序言探测器库块和帧同步是由MATLAB系统块使用FrameSynchronizer系统对象。序言探测器块使用已知的帧头(QPSK-modulated巴克代码)关联对收到QPSK符号为了找到帧头的位置。帧同步器块使用这个位置信息来调整帧边界。也将适应可变的输出符号同步器块到一个固定大小的框架,这对于下游处理是必要的。第二块的输出是一个布尔标量表示如果第一个输出是一个有效的框架所需的头,如果是这样的话,可以数据解码子系统运行。

数据解码

的数据解码启用子系统执行阶段消除歧义,解调解码和文本消息。的载波同步器块可以锁未调制的载波相移的0,90,180,或270度,这可能会导致一个阶段歧义。相位模糊的细节及其决议,请参阅7.2.2和7.7章(1]。的相位偏移估计量子系统决定了这一阶段的转变。的相位模糊校正和解调子系统旋转输入信号的相位偏移估计和解调修正数据。有效载荷部分descrambled,然后解码。所有的位转换为字符打印存储在模型诊断观众。金宝app

运行这个例子

在运行这个模型之前,连接两个ADALM-PLUTO收音机电脑并启动正交相移编码与ADALM-PLUTO无线电发射机第一个模型。

这个接收机模型能够处理12.5 khz的频率偏移发射机和接收机之间的董事会。然而,当频率偏移超过这个范围,粗频率补偿子系统不能准确地确定接收到的信号的抵消,这是正确的时机复苏和数据解码的关键。由于硬件变化ADALM-PLUTO收音机中,发射机之间的频率偏移可能存在硬件和接收机的硬件。在这种情况下,执行手动频率校准使用同伴频率偏移校正发射机和接收机模型和研究结果的行为。与频率偏移值,您可以手动调整中心频率的ADALM-PLUTO接收机子系统在接收机模型,确保剩余频率偏移,可以跟踪模型。

如果接收到的信号太弱或太强,你可能会注意到一些混乱的信息输出。在这种情况下,你可以改变的ADALM-PLUTO发射机子系统的正交相移编码与ADALM-PLUTO无线电发射机模型或ADALM-PLUTO接收机子系统在当前模型更好的接待。

设置中心频率参数的ADALM-PLUTO无线电接收机块的中心频率设置正交相移编码发射机与ADALM-PLUTO硬件模型和频率校准结果。然后运行模型。为了确保实时处理,该模型是默认设置为在加速器运行模式,并删除所有信号可视化。接收到的消息被解码并打印出来视图诊断在仿真运行时的窗口。为了确保实时操作,运行在两个单独的MATLAB会话模型;一个用于发射机和接收机。

探索的例子

示例允许您尝试多个系统功能检查他们对比特误码率性能的影响。

您可以调整的规范化的环路带宽和阻尼因子参数符号同步器和载波同步器块,评估他们的收敛时间和估计精度。此外,您可以评估的拉片范围载波同步器块。有一个很大的规范化的环路带宽和阻尼因子,锁相环可以获得更大的频率偏移范围。然而一个大规范化的环路带宽允许更多的噪音,导致大量相位估计的均方误差。“欠阻尼的系统(与阻尼因子小于1)沉降速度快,但表现出过度和振荡;过阻尼系统(与阻尼因子大于1)缓慢沉降时间,但没有振荡。”[1]。为更多的细节在这些锁相环的设计参数,您可以参考附录C (1]。

您还可以调整序言探测器的阈值,看其对输出消息的影响。

引用

1。Michael大米,“数字通信——一个离散的方法”,普伦蒂斯霍尔,2008年4月。