基于Simulink单载波链路射频波束成形仿真
一、前言
此示例展示了如何在 Simulink中对 IEEE 802.11ad单载波链路进行建模，其中包括具有射频波束成形功能的相控阵天线。
二、介绍
此模型模拟具有射频波束成形的 802.11ad 单载波 （SC）链路。多个数据包通过自由空间传输，然后射频波束成形、解调和 PLCP 服务数据单元 （PSDU） 被恢复。将PSDU与传输的PSDU进行比较以确定数据包错误率。接收器执行数据包检测、定时同步、载波频率偏移校正和独特的基于字的相位跟踪。
三、系统架构
该系统包括：
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生成随机 PSDU 和 802.11ad SC 数据包的基带发射器。
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一个自由空间频道。
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支持多达 16 个元件的接收天线阵列。该模块允许控制阵列几何形状、阵列中的元件数量、工作频率和接收器方向。
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用于处理射频信号的 16 通道射频接收器模块。该接收器模块包括低噪声放大器、移相器、Wilkinson 16：1 合路器和一个下变频器。该模块允许控制用于计算相应相移的波束成形方向。
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一种基带接收器，通过执行数据包检测、时间和频率同步、信道估计、PSDU解调和解码来恢复传输的PSDU。
系统诊断包括均衡星座的显示和获得的数据包错误率。以下各节将更详细地介绍发射器和接收器。
四、基带发射器
基带发射器模块创建一个随机PSDU，并根据模型参数模块中的MCS和PSDU长度值对位进行编码以创建单个数据包波形。
五、射频接收器
RF接收器由放大器、移相器、Wilkinson 16：1合路器组成，并以超外差方式实现。
应用于每个单元的相移是根据波束形成方向计算的。这由用户提供，指示主光束的方向。当接收器的主光束指向发射器时，接收器使SNR最大化。发射器是全向的，接收器方向（az，el）指示入射信号的方向。图中显示了接收器方向和波束成形方向不同的场景。在这种情况下，接收信号功率会降低，从而导致高数据包误码率（PER）和误差矢量幅度（EVM）。结果部分显示这些值。
六、基带接收器
基带接收器有两个组件：数据包检测和数据包恢复。
如果检测到数据包，则启用数据包恢复子系统来处理检测到的数据包。
数据包恢复子系统处理包括以下步骤：
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频偏估计和校正。
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符号定时和信道频率响应估计。
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噪声功率估算。
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同步错误检查。这决定了数据包是否可以解码。
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数据包解码。
在数据包解码器子系统中，从同步接收波形中提取SC数据字段。然后，使用提取的场、通道和噪声功率估计值恢复PSDU。
七、结果
运行模拟会显示数据包错误率。模型在处理每个数据包后更新 PER。该模型还显示均衡符号星座以及 EVM 测量值。请注意，要获得统计上有效的结果，需要较长的模拟时间。
默认情况下，接收天线阵列的主波束指向以下方向：方位角 = 0 度，仰角 = 0 度。
如果将接收天线阵列中的值更改为阵列辐射中的邻近度空，则 EVM 会增加，并且无法成功解码数据包。
如果更改 RF 接收器中的值，使主波束指向发射器，则 EVM 会得到改善，数据包会成功解码。
八、程序
使用Matlab R2022b版本，点击打开。（版本过低，运行该程序可能会报错）
打开下面的“Example.m”文件，点击运行，就可以看到上述效果。
程序下载：https://download.csdn.net/download/weixin_45770896/87666650