基带发射机的设计与验证

为了评估射频接收机设计的性能，使用一个802.15.4波形的频谱代表信号是必要和充分的。

的基带传输模型在频谱和星座域创建并说明一个具有频谱代表性的ZigBee波形。该模型和所有后续模型使用回调来创建MATLAB工作空间变量，以参数化系统。

确定接收机信噪比要求

为了设计接收机，首先要确定达到指定的误码率小于1e-4所需的信噪比。在模拟带宽为4mhz的情况下计算。运行链路级别的模型来模拟实现目标误码率所需的接收机处理。

准确计算误码率需要发送和接收信号的校准。仿真必须补偿接收信号与发送信号相比的双采样延迟。此外，为了确保芯片到符号到位的正确映射，模拟必须在帧边界上的芯片到符号块的输入处对齐芯片到帧边界。考虑到接收信号延迟和帧边界对齐，需要添加a延迟块设置为32-2=30延迟接收分支恢复收到的符号。

该模型在-2.7 dB的信噪比下达到1e-4的误码率，可以通过采集100个比特错误来验证。

在链路级别的模型， AWGN块占整个信道和射频接收机的信噪比预算。

增加ADC并确定接收机总增益和噪声系数(NF)

本节使用传统的启发式推导来确定射频接收机和ADC的高级规格。

模拟一个理想化的基带模型，验证初步射频接收机规格(NF = 10.7 dB和接收机增益= 53.4 dB)。这可以通过收集100个错误来实现。

频谱分析仪显示，带有ADC的接收频谱在形状上与前一节的频谱大致相同，但没有ADC。

完善射频接收机的架构描述

在本节中，射频接收机及其噪声系数和增益预算规格通过使用四个具有以下特性的离散子组件进行建模:

SAW滤波器性能来自指定s -参数特征的Touchstone文件。您可以通过在工作频率为2.45 GHz的X-Y平面上可视化S21参数来验证增益。您可以通过在工作频率为2.45 GHz的X-Y平面上可视化NF参数来验证噪声数字。一般情况下，低噪声、高增益的LNA跟随声表面波滤波器，这大大降低了LNA后元器件噪声值的影响。此外，无源混频器被指定为高IP2。与声表面波滤波器类似，您可以通过在用户指定的频率范围[2e9 3e9]的X-Y平面上可视化S21参数来验证混频器增益。

一个等效基带模型模拟改进的射频接收机。

运行模拟并通过使用输出端口可视化窗格验证射频接收器链路预算。四个阶段的总噪音数字和增益已根据以下预算进行划分:

使用这个模型，你可以验证一个BER < 1e-4对应的芯片错误率(ChER)约为7%。通过计算ChER，您可以用更少的时间运行后续模型，并仍然收集准确的误码统计信息。

使用电路包络来模拟额外的射频损伤

上一节中使用的等效基带建模技术不能建模一个真正的直接转换接收机。该型号使用的混频器输入频率为2.45 GHz, LO频率为2.4 GHz，从而使频谱分析仪的中心频率为50 MHz。这种建模局限性促使了对电路包络法的改变。

使用电路包络建模方法，通过添加更多现实的缺陷，继续改进射频接收机体系结构。

的电路包络模型与等效基带模型的不同之处在于:

比较光谱，功率测量，和ChER等效基带模型，没有显著的性能差异。然而,随着电路包络模型，您可以包括偶数阶非线性效应，I/Q不平衡，以及每个组件的有色噪声分布的规格。

您可以手动构建射频接收机的电路包络模型，使用块从电路包络图书馆，也可以使用射频预算分析仪应用程序自动生成。

射频预算分析应用程序

增加宽带干扰，LO泄漏和直流偏移消除

修改电路包络模型创建这个带有干扰模型的电路包络．带干扰模型的电路包络包括宽带干扰信号和这些损害:

这个仿真模型是一个非标准兼容的干扰信号，它具有WCDMA信号的功率和频谱分布特性。宽带干扰信号的仿真需要更大的仿真带宽16MHz。因此1 MHz的OQPSK信号被过采样16，电路包络模拟带宽也增加到16 MHz。

由于LO泄漏和高频段外干扰信号功率引起的解调器的非线性导致的直流偏置，该设计需要一种直流偏置补偿算法来实现所需的ChER。在这种情况下，您将包含一个非常选择性的过滤器，它将引入一个长延迟，并在ChER测量块中增加相应的计算延迟。

以0 Hz为中心的频谱显示直流偏置补偿减少了直流偏置。当您运行模型时，请注意DC偏移最终被完全删除。

结论

根据自顶向下的设计方法，导出了射频接收机组件规范。对损伤、干扰和射频接收机子组件模型进行迭代优化，以提高保真度，并在每个阶段进行验证，以确定总体系统性能目标已实现。