Измерване на вектор на грешка за IEEE 802.15.4 (ZigBee) система

Този пример демонстрира как да използваме системния обект COMM.EVM за измерване на векторна грешка (EVM) при симулиране на IEEE® 802.15.4 [1] предавател. IEEE 802.15.4 е основният документ за спецификация на ZigBee.

Величината на векторната грешка

Величината на вектора на грешката (EVM) е мярка за разликата между идеалния модулиран сигнал и действителния предаден сигнал. EVM се използва за количествено определяне на точността на модулация на предавател. Според [1] RMS EVM на стандартен предавател 802.15.4 не трябва да надвишава 35%.

Параметри на системата

802.15.4 система за 868 MHz използва спектър с директно разширяване на последователността (DSSS) и двоично фазово манипулиране (DBPSK) за модулиране на последователност от чипове.

Раздел 6.7.3 от [1] посочва, че се правят измервания за 1000 проби от фазовите (I) и квадратурните (Q) базови лентови сигнални компоненти. За да се отчете закъснението, въведено от филтъра, добавихме 1 допълнителен бит при симулиране на предадените символи. Предаваният сигнал се интерполира с коефициент на интерполация 4. Предполагаме съотношение сигнал/шум (SNR) от 60 dB, за да се отчете изкривяването, въведено от предавателя и изпитваното оборудване.

Инициализация на системата

Можем да получим BPSK символи, като приложим проста трансформация: 0 -> +1 и 1 -> -1. Ако направим същото преобразуване на последователност от чипове, получаваме модулиран сигнал дори преди да преобразуваме битовете в чипове. В този случай става възможно да се използва матрична математика и по този начин да се получи ефективен MATLAB код. Спецификацията ZigBee също така определя характеристиките на филтъра за оформяне на импулса. Това трябва да е повдигнат косинусов филтър с коефициент на превъртане 1.

Измерване на величината на векторната грешка

Разширението Communications System Toolbox ™ предоставя системния обект COMM.EVM за изчисляване на средния квадрат, максимума и процента EVM. Раздел 6.7.3 от [1] дефинира метод за изчисляване на EVM, при който средната грешка за I и Q проби се нормализира до степента на символа. За BPSK сигнал мощностите на символа на съзвездието са еднакви, така че можем да използваме опцията за нормализиране на „Пикова мощност на съзвездието“. Предлагат се и други опции за стандартизация, които могат да се използват в други комуникационни стандарти. Това е средната мощност на съзвездието и средната мощност на референтния сигнал.

Първо се генерира последователност от случайни битове, след което се извършва диференциално кодиране с помощта на системния обект DifferentialEncoder и модулация BPSK. Разпространението на спектъра от модулирани символи се извършва чрез умножение на матрица по вектор, съдържащ последователност от чипове. След това символите за разширена последователност се предават през повдигнат косинусов филтър. Обектът EVM приема, че получените символи (rd) и идеални символи (c) са синхронизирани и имат една и съща честота на дискретизация, така че десквалифицираме получения сигнал ® и го синхронизираме с идеалния сигнал (и).

[1] изисква да се използват 1000 символа за изчисляване на единична ефективна EVM стойност. За да получим точни резултати, симулираме 100 кадъра, всеки от които съдържа 1000 знака, и избираме максималната стойност от получените 100 EVM измервания. Вижда се, че разработеният предавател отговаря на изискванията, описани в предишния раздел.Векторна грешка