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。
发射机构造一个使用单个天线传输的简单调制信号。
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。通过转动Simulink图表上的刻度盘，可以更改所需传输信号和干扰信号的到达角。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。
120度角表示发射器与阵列的法向轴成30度角，其中辐射方向图为零。
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范围内“无波束形成的频谱”中的相对信号功率。在这种情况下，所有8个接收信号仅求和，而不应用任何波束形成算法。
接收机天线阵的设计
利用天线工具箱设计了接收机天线阵™. “天线工具箱”可帮助您以所需的工作频率设计天线，并验证隔离元件的方向图叠加是否为阵列模拟的可接受近似值。
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参数显示相邻天线之间存在不可忽略的泄漏。
射频接收机
接收器模型包括：
射频接收机模型。射频接收机由八个非线性超外差接收机和用S参数描述的滤波器组成，每一个链都用射频工具箱设计™射频预算分析仪应用程序，如中所述：射频接收机设计实例。
使用“天线工具箱”计算的八端口S参数描述天线阵列阻抗。S参数捕获射频接收器上天线阵列的负载以及天线元件之间的耦合。每个接收器的集中电感用于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回路中的四个主要元件组成。
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波束形成算法用于接收机聚焦于所需信号并抑制来自其他方向的干扰和噪声。它使用控制逻辑选择的角度来最大化MER。
信号调理和调制误差比的估计。MER用于确定波束形成算法选择的角度。
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