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对MIMO射频接收机建模。它考虑了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图。
在下面几节中，您将看到有关发射机、接收机和波束形成算法的更多细节。
发射机和信道
发射机和信道模型是理想的。
所述发射机构造了使用单天线发射的简单调制信号。
信道模型引入了路径损耗衰减，并添加了一个功率水平与所需信号相似的干扰窄带信号。
该模型假定发射机和接收机位于同一平面上。您可以通过转动Simulink图上的刻度盘来改变所需传输信号和干扰信号的到达角度。
90度角表示发射机在接收机的前面，接收机是天线阵列辐射图的主瓣所在的位置。
120度的角度表示发射器与阵列的法向轴的距离为30度，其中辐射图的null被定位。
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“无波束形成频谱”范围内的相对信号功率。在这种情况下，所有8个接收信号只是相加，没有应用波束形成算法。
设计接收天线阵列
接收机天线阵列是使用天线工具箱™设计的。天线工具箱可帮助您以所需的工作频率设计天线，并验证隔离元件的模式叠加是阵列模拟可接受的近似值。
如你所见，天线阵列由8个谐振频率为5 GHz的偶极天线组成。用全波分析计算的阵列远场辐射图与孤立元件的图叠加的比较显示出适度的差异:
但是，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
接收方模型包括:
接收机天线阵列模型。接收天线阵列由8个工作频率为5 GHz的偶极天线组成。阵列辐射模式采用相控阵系统工具箱™“窄带Rx阵列”进行建模。使用存储在变量中的孤立元素的模式叠加来模拟数组
P_antenna，使用天线工具箱和脚本。可以通过单击分析按钮。
射频接收机的型号。射频接收机由8个非线性超外差接收机和用s参数描述的滤波器组成。每条链都是用RF工具箱™设计的射频预算分析仪应用程序，描述如下:射频接收机设计示例。
天线阵列阻抗是用天线工具箱计算的八端口s参数描述的。s参数捕获天线阵列在射频接收机上的负载以及天线元件之间的耦合。每个接收器的集总电感用于调整各自的天线。
八个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
基带接收机算法由封闭反馈回路中的四个主要元素组成。
假设有两个信号存在，根MUSIC算法确定到达方向。两个估计的DOA角度被传递到一个状态机，该状态机决定哪个角度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。
信号调理与调制误差比估计。MER用于确定波束形成算法选择的角度。
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