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[经验]

AD9361+SIMULINK通信链路快速验证开发

2016-11-25 17:38:07

3658 无线通信

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ADI公司设计的捷便收发器AD9361为无线通信提供了很大的帮助，射频前端的体积和功耗都得到了很大的改善，在一个FMC板卡上就能实现射频信号到数字基带信号的转换。虽然AD9361拥有这么多的优点，但是如何真正的用好这款捷便收发器，来为我们快速搭建一个无线通信平台依然存在很大的问题。下面我就为大家介绍成都定为电子研发的一款基于AD9361+simulink的通信链路快速验证平台UN(USDR Nano)。

随着系统设计的复杂性不断增加，当设计集成度超过百万门后，设计正确性的验证比设计本身还要费劲，系统仿真的实时性很难满足要求。在针对复杂链路进行软件仿真时，系统的仿真时间往往需要占据大部分的设计时间。我们常常会为了仿真链路的某些功能，而不得不等上几个小时甚至几天。如果我们有一台设备能够实时的抓取无线通信的信号并输入到我们的数字链路中进行仿真，那么我们的仿真效率和准确度可以大幅度的提高。为此，成都定为电子经过不懈的努力，使用ADI的AD9361芯片并基于Simulink研发了一款软硬件协同仿真平台，可以达到实时抓取无线信号并导入到simulink链路当中进行实时的仿真。

我们在simulink中封装了HIL_TX和HIL_RX两个模块。HIL_TX用于将simulink中的数据发送给UN板卡上9361的DAC，HIL_RX用于将UN板卡上9361的ADC数据抓取并传送给Simulink链路。

1、使用软硬件协仿真发射信号

在simulink中调用我们的HIL_TX模块，并将需要发射的基带信号存储为*ht格式的数据文件，该数据即可下载到UN板卡，经过上变频后发射出去。

HIL_TX连接链路后的仿真结构图，按照下图的结构用户可以根据自己的需要设计任意的基带信号发射出去。

2、使用软硬件协仿真实时抓取无线信号

在simulink中调用我们的HIL_RX模块就能实时的抓取AD9361的AD数据，并连接的到simulink仿真链路中进行实时的仿真。

HIL_RX连接链路后的结构图。使用软硬件协同仿真的结构，能实时的抓取无线信号并进行仿真，验证算法实现的正确性能。首先确保了仿真信号输入的准确性，其次不用再花费大量时间等待生成BIT文件下载到FPGA才能实际验证。

下面我们以简单的QPSK调制解调为例，为大家展示AD9361+Simulink是如何快速搭建链路并实时仿真的。

首先我们在simulink内搭建QPSK调制链路，并使用HIL_TX发射出射频信号。

可以使用SCOPE和星座图观察模块观察理论信号波形和星座图。

发射仿真链路信号为理论信号，没有引入噪声，波形和星座图都非常好。

然后我们来搭建接收部分的链路

收发链路搭建完成后，可以运行仿真，观察到接收部分的星座图以及QPSK解调后的波形

可以观察到经过无线信道后的信号引入的噪声，星座图出现了发散的情况。但此时的性噪比依然很高，数据都可以得到正确的解调。

用户还可以再增加UN设备，发射指定的干扰信号，来观察不同干扰情况下无线信号接收信号质量。

UN系统仿真所使用的是实际的无线信号，而且可以实时抓取，对于仿真的准确性和效率都提高来了很多，对数字通信链路前期的验证工作有非常大的帮助。

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