Mathworks - Вимірювання векторної помилки для системи стандарту IEEE
Даний приклад демонструє, як використовувати системний об'єкт COMM.EVM для вимірювання величини векторної помилки (EVM) при симуляції передавача стандарту IEEE 802.15.4 [1]. IEEE 802.15.4 – це основний документ специфікації ZigBee.
Розмір векторної помилки
Розмір векторної помилки (error vector magnitude, EVM) є мірою різниці між ідеальним модульованим сигналом і реально переданим сигналом. EVM використовується для оцінки точності модуляції передавачем. Згідно [1], середньоквадратична EVM передавача стандарту 802.15.4 не повинна перевищувати 35%.
Параметри системи
Система 802.15.4 для смуги 868 МГц застосовує техніку розширення спектра методом прямої послідовності (direct sequence spread spectrum, DSSS) та відносну двійкову фазову маніпуляцію (DBPSK) для модуляції послідовності чипів.
Розділ 6.7.3 [ 1 ] визначає, що вимірювання проводяться для 1000 відліків синфазної (I) і квадратурної (Q) складових сигналу в основній смузі. Для обліку затримки, що вноситься фільтром, при симуляції символів, що передаються, ми додали 1 додатковий біт. Переданий сигнал інтерполюється з коефіцієнтом інтерполяції рівним 4. Ми припускаємо відношення сигнал/шум (SNR) рівне 60 дБ для обліку спотворень, що вносяться передавачем і обладнанням, що тестується.
Ініціалізація системи
Ми можемо отримати символи з модуляцією BPSK застосувавши просте перетворення: 0 --> +1 та 1 --> -1. Якщо ми виконаємо таке саме перетворення для послідовності чіпів, то отримаємо модульований сигнал ще до перетворення бітів на чіпи. У цьому випадку з'являється можливість використовувати матричну математику та за рахунок цьогоотримати ефективний код Matlab. Специфікація ZigBee також визначає характеристики формує імпульси фільтра. Це має бути фільтр типу піднесеного косинуса з коефіцієнтом згладжування (roll-of factor) рівним 1.
Вимірювання величини векторної помилки
Розширення Communications System Toolbox™ надає системний об'єкт COMM.EVM для розрахунку середньоквадратичного, максимального та відсоткового значення EVM. Розділ 6.7.3 документа [ 1 ] визначає метод розрахунку EVM, у якому середня помилка по I і Q відліках нормується до потужності символу. Для сигналу з BPSK потужності символом сигнального сузір'я збігаються, тому ми можемо використовувати опцію нормування 'Peak constellation power' (пікова потужність сигнального сузір'я). Доступні також інші опції нормування, які можуть використовуватися в інших стандартах систем зв'язку. Це середня потужність сигнального сузір'я та середня потужність еталонного сигналу.
Насамперед генерується послідовність випадкових біт, потім виконується диференціальне кодування за допомогою системного об'єкта DifferentialEncoder та модуляція BPSK. Розширення спектра модульованих символів здійснюється шляхом матричного множення вектор містить послідовність чіпів. Потім символи розширеної послідовності проходять через фільтр типу піднесеного косинуса. Об'єкт EVM передбачає, що прийняті символи (rd) та ідеальні символи (с) синхронізовані та мають однакову частоту дискретизації, тому ми знижуємо частоту дискретизації прийнятого сигналу ® та синхронізуємо його з ідеальним сигналом (с).
[ 1 ] вимагає, щоб розрахунку одного значення середньоквадратичної EVM використовувалося 1000 символів. Щоб отримати точні результати, ми виконуємо симуляцію 100 кадрів, кожен з якихмістить 1000 символів, і вибираємо максимальне значення зі 100 отриманих вимірів EVM. Можна помітити, що розроблений передавач відповідає вимогам, описаним у попередній секції Величина векторної помилки