Смежное отношение степени канала (ACPR)

Вычисления смежного отношения степени канала (ACPR) (также известный как смежное отношение утечки канала (ACLR)), охарактеризуйте spectral regrowth в компоненте системы связи, таком как модулятор или аналоговый фронтэнд. Нелинейность усилителя вызывает спектральный перерост. Вычисления ACPR определяют вероятность, что данная система вызывает интерференцию со смежным каналом.

Много стандартов передачи, таких как IS-95, CDMA, WCDMA, 802.11, и Bluetooth, содержат определение для измерений ACPR. Большинство стандартов задает измерения ACPR как отношение средней степени в основном канале и любых смежных каналах. Частоты смещения и пропускная способность измерения (BWs), который вы используете, когда получение измерений зависит, на котором определенном промышленном стандарте вы используете. Например, измерения для усилителей CDMA включают два смещения (от несущей частоты) 885 кГц и 1,98 МГц, и BW измерения 30 кГц.

Для получения дополнительной информации смотрите страницу справки comm.ACPR.

Получите измерения ACPR

Communications Toolbox™ содержит Систему comm.ACPR object™. В этом примере вы получаете измерения ACPR с помощью коммуникационного сигнала WCDMA, согласно 3GPP™ стандарт TS 125.104.

Этот пример использует основополосные демонстрационные сигналы WCDMA при вводе и выводе нелинейного усилителя. Файл WCDMASignal.mat содержит выборочные данные для использования с примером. Этот файл делит данные на 25 снимков состояния сигнала 7e3 выборки каждый и хранит их в столбцах матриц данных, dataBeforeAmplifier и dataAfterAmplifier.

Спецификация WCDMA требует, чтобы вы получили все измерения с помощью частоты дискретизации на 3,84 МГц.

Создайте коммуникацию Системный объект ACPR и Настроенные Измерения

Задайте частоту дискретизации, загрузите файл WCDMA и получите данные путем ввода следующего в командной строке MATLAB^®:

% System sampling frequency, 3.84 MHz chip rate, 8 samples per chip
SampleRate = 3.84e6*8;
load WCDMASignal.mat
% Use the first signal snapshot
txSignalBeforeAmplifier = dataBeforeAmplifier(:,1);
txSignalAfterAmplifier = dataAfterAmplifier(:,1);

Создайте коммуникацию. Системный объект ACPR и задает частоту дискретизации.

hACPR = comm.ACPR('SampleRate', SampleRate)

Системный объект представляет следующую информацию:

               NormalizedFrequency: false            
                        SampleRate: 30720000         
              MainChannelFrequency: 0                
          MainMeasurementBandwidth: 50000            
             AdjacentChannelOffset: [-100000 100000] 
      AdjacentMeasurementBandwidth: 50000            
           MeasurementFilterSource: 'None'           
                SpectralEstimation: 'Auto'           
                         FFTLength: 'Next power of 2'
                           MaxHold: false            
                        PowerUnits: 'dBm'            
        MainChannelPowerOutputPort: false            
    AdjacentChannelPowerOutputPort: false

Задайте основную частоту центра канала и пропускную способность измерения.
Задайте основную частоту центра канала с помощью свойства MainChannelFrequency. Затем задайте основную пропускную способность измерения канала с помощью свойства MainMeasurementBandwidth.
Для основополосных данных вы используете, основная частота центра канала на уровне 0 Гц. Стандарт WCDMA указывает, что вы получаете основную степень канала с помощью пропускной способности измерения на 3,84 МГц. Задайте их путем ввода следующего.
```
hACPR.MainChannelFrequency = 0;
hACPR.MainMeasurementBandwidth = 3.84e6;
```
Задайте смежные смещения канала и пропускную способность измерения.
Стандарт WCDMA задает пределы ACPR для четырех смежных каналов, расположенных в 5,-5, 10, на расстоянии в-10 МГц от основной частоты центра канала. Во всех случаях вы получаете смежную степень канала с помощью пропускной способности на 3,84 МГц. Задайте смежные смещения канала и пропускную способность измерения с помощью свойств AdjacentChannelOffset и AdjacentMeasurementBandwidth.
```
hACPR.AdjacentChannelOffset = [-10 -5 5 10]*1e6;
hACPR.AdjacentMeasurementBandwidth = 3.84e6;
```
Заметьте, что, если пропускная способность измерения для всех смежных каналов равна, вы задаете скалярное значение. Если пропускная способность измерения отличается, вы задаете вектор пропускной способности измерения с длиной, равной длине вектора смещения.
Установите свойства MainChannelPowerOutputPort и AdjacentChannelPowerOutputPort на true путем ввода следующего в командной строке MATLAB:
```
hACPR.MainChannelPowerOutputPort = true
hACPR.AdjacentChannelPowerOutputPort = true
```
Создайте Системный объект comm.ACPR, чтобы измерить усилитель вывод.
```
hACPRoutput = clone(hACPR);
```

Получите измерения ACPR

Вы получаете измерения ACPR путем вызова метода step comm.ACPR. Можно также получить измерения степени для основных и смежных каналов. Свойство PowerUnits задает единицу измерения. Значения по умолчанию значения свойства к dBm (отношение степени, на которое ссылаются к одному милливатту (mW)).

Получите измерения ACPR во входе усилителя:

[ACPR mainChannelPower adjChannelPower] = ...,
step(hACPR,txSignalBeforeAmplifier)

Системный объект comm.ACPR производит следующие выходные данные об измерении:

ACPR =

  -68.6668  -54.9002  -55.0653  -68.4604


mainChannelPower =

   29.5190


adjChannelPower =

  -39.1477  -25.3812  -25.5463  -38.9414

Получите измерения ACPR в усилителе вывод:
```
[ACPR mainChannelPower adjChannelPower] = ...,
step(hACPRoutput,txSignalAfterAmplifier)
```
Системный объект comm.ACPR производит следующие входные данные об измерении:
```
ACPR =

  -42.1625  -27.0912  -26.8785  -42.4915

mainChannelPower =

   40.6725

adjChannelPower =

   -1.4899   13.5813   13.7941   -1.8190
```
Заметьте увеличение значений ACPR при выводе усилителя. Это увеличение отражает искажение из-за нелинейности усилителя. Стандарт WCDMA указывает, что значения ACPR ниже-45 дБ в +/-смещения на 5 МГц, и ниже-50 дБ в +/-10 МГц смещает. В этом примере сигнал во входе усилителя соответствует спецификациям, в то время как сигнал в усилителе вывод не делает.

Определение фильтра измерения

Стандарт WCDMA указывает, что вы получаете измерения ACPR с помощью фильтра "корневой повышенный косинус". Это также утверждает, что вы измеряете и основную степень канала и смежные степени канала с помощью совпадающего фильтра "базируйтесь повышенного косинуса" (RRC) с фактором спада 0.22. Вы задаете фильтр измерения с помощью свойства MeasurementFilter. Это значение свойства значения по умолчанию ко все-передаче фильтрует с усилением единицы.

Фильтр должен быть КИХ-фильтром, и его ответ должен центрироваться на уровне 0 Гц. Объект ACPR автоматически переключает и применяет фильтр в каждой из заданных основных и смежных полос канала. (Измерение степени все еще находится в пределах полос, заданных MainMeasurementBandwidth и свойствами AdjacentMeasurementBandwidth.)

Файл WCDMASignal.mat содержит данные, которые были получены с помощью 96 фильтров касания с фактором спада 0,22.

Создайте фильтр (использующий rcosdesign, из программного обеспечения Signal Processing Toolbox™) и получите измерения путем ввода следующего в командной строке MATLAB:
```
% Scale for 0 dB passband gain
measFilt = rcosdesign(0.22,16,8)/sqrt(8); 
```
Установите фильтр, который вы создали на предыдущем шаге как фильтр измерения для объекта ACPR.
```
release(hACPR);
hACPR.MeasurementFilterSource = 'Property';
hACPR.MeasurementFilter = measFilt;
```
Реализуйте тот же фильтр в усилителе, выведенном путем клонирования Системного объекта comm.ACPR.
```
hACPRoutput = clone(hACPR)
```
Получите измерения степени ACPR во входе усилителя.
```
ACPR = step(hACPR,txSignalBeforeAmplifier)
```
Системный объект comm.ACPR производит следующие данные об измерении:
```
ACPR =
  -71.4648  -55.5514  -55.9476  -71.3909
```
Получите измерения степени ACPR в усилителе вывод.
```
ACPRoutput = step(hACPRoutput,txSignalAfterAmplifier)
```
Системный объект comm.ACPR производит следующие данные об измерении:
```
ACPR =
   -42.2364  -27.2242  -27.0748  -42.5810
```

Управляйте степенью спектральное средство оценки

По умолчанию степень мер по объекту ACPR использует валлийскую степень спектральное средство оценки с Окном Хэмминга и нулевым перекрытием процента. Объект использует прямоугольное приближение интеграла для степени спектральные оценки плотности в пропускной способности измерения интереса. Если вы устанавливаете SpectralEstimatorOption на 'Определяемые пользователем' несколько свойств, становятся доступными, если вы управление разрешения, отклонения и динамического диапазона спектральных оценок.

Включите SegmentLength, OverlapPercentage и свойства WindowOption путем ввода следующего в командной строке MATLAB:
```
release(hACPRoutput)
hACPRoutput.SpectralEstimation = 'Specify window parameters'
```
Это изменение позволяет вам настраивать спектральные оценки для получения измерений степени. Например, можно установить спектральную длину сегмента средства оценки на 1 024 и увеличить процент перекрытия до 50%, уменьшая последовательное увеличение отклонения. Можно также выбрать окно с большим затуханием лепестка стороны (по сравнению с Окном Хэмминга по умолчанию).

Создайте спектральное средство оценки с окном 'Chebyshev' и затуханием лепестка стороны 200 дБ.

hACPRoutput.SegmentLength = 1024;
hACPRoutput.OverlapPercentage = 50;
% Choosing a Chebyshev window enables a SidelobeAtten property
% you can use to set the side lobe attenuation of the window.
hACPRoutput.Window = 'Chebyshev';
hACPRoutput.SidelobeAttenuation = 200;

Вызовите метод шага, чтобы получить измерения степени ACPR в усилителе вывод.
```
ACPRoutput = step(hACPRoutput,txSignalAfterAmplifier)
```
Объект ACPR производит следующие данные об измерении:
```
ACPR =
  -44.9399  -30.7136  -30.7670  -44.4450
```

Измерьте степень Используя опцию хранения Max.

Некоторые коммуникационные стандарты указывают, что использование макс. - содержит измерения степени спектра при вычислении значений ACPR. Такие вычисления сравнивают текущую степень, спектральная оценка вектора плотности предыдущим макс. - содержит накопленную степень спектральная оценка вектора плотности. Когда получение макс. - содержит измерения, объект получает степень спектральная оценка вектора плотности с помощью текущих входных данных. Это получает предыдущее макс. - содержат накопленную степень спектральный вектор плотности от предыдущего вызова до метода step. Объект использует максимальные значения в каждом интервале частоты для вычисления средних измерений степени. Вызов метода сброса очищается, макс. - содержат спектр.

Накопитесь макс. - содержат спектры для 25 снимков состояния выходных данных усилителя и получают измерения ACPR путем ввода следующего в командной строке MATLAB:
```
for idx = 1:24
    step(hACPRoutput,dataAfterAmplifier(:,idx));
end
ACPRoutput = step(hACPRoutput,dataAfterAmplifier(:,25))
```
Объект ACPR производит следующие выходные данные:
```
ACPR =

  -43.1123  -26.6964  -27.0009  -42.4803
```

Графический вывод спектра сигнала

Используйте программное обеспечение MATLAB, чтобы построить степень спектральная плотность сигналов WCDMA при вводе и выводе нелинейного усилителя. График позволяет вам визуализировать спектральные эффекты перероста, внутренние нелинейности усилителя. Заметьте, как измерения отражают спектральный перерост. (Примечание: следующий код только для визуализации спектров сигнала; это не имеет никакого отношения к получению измерений ACPR).

win = hamming(1024);
[PSD1,F] = pwelch(txSignalBeforeAmplifier,win,50,1024,SampleRate,'centered');
[PSD2,F] = pwelch(txSignalAfterAmplifier,win,50,1024,SampleRate,'centered');
plot(F,10*log10(PSD1))
hold on
grid on
plot(F,10*log10(PSD2),'g')
legend('Amplifier input', 'Amplifier output')

Документация