1. 射频协同仿真流程搭建与首个收发链路验证
最小闭环的四个节点与两条观测线
协同仿真的本质是让“算法域”和“射频域”在同一时间轴上交换复基带信号。本例搭建的最小闭环只包含四个节点：基带信号源、射频发射链路、信道、射频接收链路。其中发射链路与接收链路内部各含一个上/下变频器，负责把基带复信号搬到载频再搬回基带。仿真平台需要同时求解两个域，因此必须约定一个公共采样率与一个帧同步信号，否则星座图会因采样点错位而旋转。
搭建步骤与关键参数
在系统级仿真平台中新建工程后，按以下顺序连接节点。参数值均为教学示例，可按实际平台调整，但必须保证收发两端采样率一致。
- 放置基带信号源，设置调制方式为 QPSK，采样率 4 MHz，每帧 1024 个符号，输出为复基带样点。
- 放置发射链路，依次连接脉冲成形滤波器（滚降系数 0.35）、上变频器（载频 2.4 GHz）、功放（增益 20 dB）。
- 放置信道，选择 AWGN 模型，信噪比设为 12 dB，不启用多径。
- 放置接收链路，依次连接下变频器（载频 2.4 GHz）、匹配滤波器、噪声系数 5 dB 的放大器，输出复基带样点。
- 在接收链路输出端接星座图观测器，在解调判决后接误码率计算器。
- 设置仿真时长为 10 帧，求解器选择固定步长，步长等于 1/4 MHz。
若平台要求分别配置算法域和射频域的采样率，务必让两者相等或成整数倍关系。本例中两域均为 4 MHz，避免插值引入额外误差。
运行与结果判读
运行仿真后，先看星座图。理想 QPSK 星座应呈现四个清晰点簇，位于复平面的四个象限。若点簇模糊或旋转，说明帧同步或载波相位未对齐。再看误码率，在 SNR = 12 dB、无多径条件下，QPSK 的理论误码率约为 1e-4 量级，仿真值应落在同一数量级附近。若误码率明显偏高，优先检查收发采样率是否一致、匹配滤波器是否与成形滤波器共轭匹配。
| 观测项 | 预期现象 | 异常指向 |
|---|---|---|
| 星座图 | 四个点簇清晰、无旋转 | 帧同步或载波相位未对齐 |
| EVM | 小于 10% | 滤波器失配或噪声过大 |
| 误码率 | 约 1e-4 量级 | 采样率不一致或判决门限偏移 |
首次运行若星座图完全散乱，不要急于调参。先确认仿真时长是否覆盖了完整的 10 帧，以及观测器是否在帧边界之后才开始采样。前几帧可能包含滤波器瞬态，应从第 3 帧起统计误码率。
最小闭环检查清单
- 四个节点是否全部连接，无悬空端口。
- 收发采样率是否一致，均为 4 MHz。
- 上变频与下变频载频是否相同，均为 2.4 GHz。
- 成形滤波器与匹配滤波器是否成对设置。
- 仿真步长是否等于采样周期，即 0.25 μs。
- 误码率统计是否从第 3 帧开始，避开瞬态。
完成以上检查并运行一次完整仿真后，若星座图呈现四个清晰点簇且误码率在 1e-4 量级，即可确认协同仿真环境可用，可以进入后续链路预算与参数映射的细化工作。