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 comm.ACPR страница справки.

Получите измерения ACPR

Communications Toolbox™ содержит comm.ACPR Система 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 comm.ACPR Системный объект 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 comm.ACPR Системный объект и задайте 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 MainChannelFrequency свойство. Затем задайте основную пропускную способность измерения канала с помощью MainMeasurementBandwidth свойство.
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 AdjacentChannelOffset и AdjacentMeasurementBandwidth свойства.
```
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 из пропускной способности измерения с длиной, равной длине вектора смещения.
Установите MainChannelPowerOutputPort и AdjacentChannelPowerOutputPort свойства к true путем ввода следующего в командной строке MATLAB:
```
hACPR.MainChannelPowerOutputPort = true
hACPR.AdjacentChannelPowerOutputPort = true
```
Создайте comm.ACPR Системный объект, чтобы измерить усилитель выход.
```
hACPRoutput = clone(hACPR);
```

Получите измерения ACPR

Вы получаете измерения ACPR путем вызова step метод comm.ACPR. Можно также получить измерения мощности для основных и смежных каналов. PowerUnits свойство 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)

comm.ACPR Системный объект 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 выход:
```
[ACPR mainChannelPower adjChannelPower] = ...,
step(hACPRoutput,txSignalAfterAmplifier)
```
comm.ACPR Системный объект 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 выходе 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 возмещает. В этом примере сигнал во входе усилителя выполняет техническим требованиям, в то время как сигнал в усилителе выход 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 MeasurementFilter свойство. Это значение свойства значения по умолчанию ко все-передаче фильтрует с усилением единицы.

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

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

Создайте фильтр (использование rcosdesign, из программного обеспечения Signal Processing Toolbox™), и получают 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 comm.ACPR Системный объект.
```
hACPRoutput = clone(hACPR)
```
Получите измерения мощности ACPR во входе усилителя.
```
ACPR = step(hACPR,txSignalBeforeAmplifier)
```
comm.ACPR Системный объект производит следующие данные об измерении:
```
ACPR =
  -71.4648  -55.5514  -55.9476  -71.3909
```
Получите измерения мощности ACPR в усилителе выход.
```
ACPRoutput = step(hACPRoutput,txSignalAfterAmplifier)
```
comm.ACPR Системный объект 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 мощности. 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 мощности ACPR в усилителе выход.
```
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 мощности 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 step метод. Объект использует максимальные значения в каждом интервале частоты для вычисления средних измерений мощности. 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 спектральный внутренний параметр эффектов перероста к 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