University of Oulu

Radiojärjestelmän systeemitason simulointi ja analysointi

Saved in:
Author: Autio, Elina1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Electrical Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, )
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201802281275
Language: Finnish
Published: Oulu : E. Autio, 2018
Publish Date: 2018-03-05
Thesis type: Bachelor's thesis
Description:
Jotta nykyajan tarpeisiin sopivia tietoliikennejärjestelmiä saadaan kehitettyä, niitä täytyy pystyä simuloimaan mahdollisimman todenmukaisesti jo suunnitteluvaiheessa. Systeemitason simulointimenetelmien ja -mallien päätarkoituksina on yksinkertaistaa suunniteltavat lohkot riittävän tarkoiksi malleiksi, jotta eri lohkojen yhteistoiminnallisuutta voidaan tutkia ja varmentaa. Lisäksi systeemitason simuloinnit antavat mahdollisuuden tarkastella esimerkiksi signaalinkäsittelyalgoritmeja osana tietoliikennejärjestelmää. Tämän kandidaatin tutkielman aiheena on radiojärjestelmän systeemitason simulointi ja analysointi. Aluksi työssä tutustutaan radiojärjestelmän osiin lohkokaaviotasolla, jotta saadaan perusymmärrys radiojärjestelmän toiminnasta. Työssä simuloidaan ja analysoidaan sekä single-carrier- että multicarrier-aaltomuotoa käyttävää radiolähetintä. Simulointiohjelmistona käytetään Keysight Technologiesin kehittämää SystemVue-suunnitteluympäristöä, jonka käyttämiseen tutustutaan esimerkkien avulla. SystemVue on monipuolinen simulointiympäristö ja kehitetty nimenomaan systeemitason analysointiin. Simulointiesimerkkien tarkoituksena on havainnollistaa moduloidun aaltomuodon generointia, radiojärjestelmän epäideaalisuuksien vaikutusta signaalin taajuus- ja aikatason muotoihin sekä signaalin hyvyyttä kuvaaviin tunnuslukuihin. Radiolähettimen epälineaarisuutta kuvataan vahvistimen käyttäytymismallin avulla. Epälineaarinen käytös saadaan aikaan yleisesti käytössä olevilla tunnusluvuilla, kuten vahvistus, kompressiopiste ja kolmannen kertaluokan leikkauspiste. Vahvistimen epälineaarisuuteen vaikuttavia parametreja sekä signaalin tehoa muuttamalla saadaan tarkasteltua signaalin laatua. Lisäksi työssä tarkastellaan epälineaarisuuden vaikutusta koko radiojärjestelmän toimintaan. Saatujen tulosten ja havaintojen avulla pyritään syventämään radiojärjestelmän ymmärrystä sekä selittämään ja arvioimaan käytetyn systeemitason simulaattorin toimintaa. Tuloksista nähdään, että epälineaarisuudella on suuri vaikutus lähetettävän signaalin laatuun, mikä huomataan sekä spektrin leviämisenä viereisille kaistoille, että kasvavana signaalikonstellaation virhevektorina.
see all

Modern communication systems are becoming more and more complex and hence the importance of simulations in development phase has grown. System level simulations aim for simplified models that can be analyzed as a part of the whole system. In order to maintain decent simulation complexity and accuracy, the models for the distinct blocks are required to be sufficiently precise but simplified enough. The system level simulations are important tool when investigating the co-functionality of the different blocks. For example, system level simulations provides an opportunity to study the signal processing algorithms. The topic of this Bachelor’s thesis is to simulate and analyze a radio system in system level. At first, the basics of a radio system are explained by going the block diagram through. The simulation and analysis part consist of simulating the radio transmitter with single-carrier and multicarrier waveforms. The used simulation environment is SystemVue, which is versatile environment and designed for system level simulations. The purpose of the simulation examples is to demonstrate the generation of the modulated waveform, the impact of non-ideality to the shape of the signal in time- and frequency domains and investigate its effect to different signal figures of merits. Behavioral model of an amplifier is used to model the non-linearity of the radio transmitter. The non-linear behavior is achieved by the common parameters such as gain, compression point and 3rd order intercept point. The effects of those parameters to the quality of the signal are studied. Furthermore, the impact of the non-linearity to the functionality of the whole radio system is studied. The understanding of the system level simulation is deepen by the obtained results and observations. Non-linearity has a great impact to the quality of the transmitted signal. This can be obtained by the signal spread to the adjacent channels and increased error vector magnitude.
see all

Subjects:
Copyright information: © Elina Autio, 2018. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.