Нелинейность без памяти

Применение нелинейности без памяти к комплексному сигналу основной полосы частот

Библиотека:
Панель инструментов связи/Нарушения RF

Описание

Блок нелинейности без памяти применяет нелинейные нарушения без памяти к сложному сигналу основной полосы частот. Этот блок используется для моделирования нелинейных нарушений без памяти, вызванных усилением сигнала в радиочастотном передатчике или приемнике. Дополнительные сведения см. в разделе Нелинейные нарушения без запоминания.

Примечание

Все значения мощности принимают номинальный импеданс 1 Ом.

Порты

Вход

развернуть все

`In1` - Входной радиочастотный сигнал основной полосы частот
скалярный | вектор столбца

Входной РЧ сигнал основной полосы частот, заданный как скалярный или столбчатый вектор. Значения на этом входе должны быть сложными.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Продукция

развернуть все

`Out1` - Выходной радиочастотный сигнал основной полосы частот
скалярный | вектор столбца

Выходной радиочастотный сигнал основной полосы частот, возвращаемый в виде скалярного или столбцового вектора. Выходные данные имеют тот же тип данных, что и входные данные.

Параметры

развернуть все

`Method` - Метод нелинейного моделирования
`Cubic polynomial` (по умолчанию) | `Hyperbolic tangent` | `Saleh model` | `Ghorbani model` | `Rapp model`

Метод моделирования нелинейности, указанный как Cubic polynomial, Hyperbolic tangent, Saleh model, Ghorbani model, Rapp model, или Lookup table. Дополнительные сведения см. в разделе Нелинейные нарушения без запоминания.

`Linear gain (dB)` - Линейный коэффициент усиления
`0` (по умолчанию) | скаляр

Линейный коэффициент усиления в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр позволяет масштабировать усиление мощности выходного сигнала.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Cubic polynomial, Hyperbolic tangent, или Rapp model.

Типы данных: double

`IIP3 (dBm)` - Точка перехвата ввода третьего порядка
`30` (по умолчанию) | скаляр

Входная точка перехвата третьего порядка в дБм, заданная как скаляр.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

`AM/PM conversion (degrees per dB)` - коэффициент преобразования AM/PM
`10` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент преобразования AM/PM в градусах на децибел, заданный как скаляр. Дополнительные сведения см. в разделе Методы модели кубических полиномов и гиперболических касательных.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

`Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm)` - Нижний предел входной мощности
`10` (по умолчанию) | скаляр

Нижний предел входной мощности в дБм, указанный как скаляр, меньший, чем верхний предел входной мощности для значения параметра преобразования AM/PM (дБм). Преобразование AM/PM линейно масштабируется для значений входной мощности в диапазоне [Нижний предел входной мощности для преобразования AM/PM (дБм), Верхний предел входной мощности для преобразования AM/PM (дБм)]. Если мощность входного сигнала ниже нижнего предела входной мощности, фазовый сдвиг, возникающий в результате преобразования AM/PM, равен нулю. Дополнительные сведения см. в разделе Методы модели кубических полиномов и гиперболических касательных.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

`Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm)` - Верхний предел входной мощности
`inf` (по умолчанию) | скаляр

Верхний предел входной мощности в дБм, заданный как скаляр, больший, чем нижний предел входной мощности для значения параметра преобразования AM/PM (дБм). Преобразование AM/PM линейно масштабируется для значений входной мощности в диапазоне [Нижний предел входной мощности для преобразования AM/PM (дБм), Верхний предел входной мощности для преобразования AM/PM (дБм)]. Если мощность входного сигнала ниже нижнего предела входной мощности, фазовый сдвиг, возникающий в результате преобразования AM/PM, равен нулю. Дополнительные сведения см. в разделе Методы модели кубических полиномов и гиперболических касательных.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

`Input scaling (dB)` - Коэффициент масштабирования входного сигнала
`0` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент масштабирования входного сигнала в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр позволяет масштабировать усиление мощности входного сигнала.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Saleh model или Ghorbani model.

Типы данных: double

`AM/AM parameters [alpha beta]` - параметры AM/AM для модели Салеха
`[2.1587 1.1517]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Параметры AM/AM для модели Салеха, используемые для вычисления усиления амплитуды для входного сигнала, заданного как двухэлементный вектор. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели Saleh.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Saleh model.

Типы данных: double

`AM/PM parameters [alpha beta]` - Параметры AM/PM для модели Салеха
`[4.0033 9.1040]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Параметры AM/PM для модели Салеха, используемые для вычисления фазового изменения для входного сигнала, заданного как двухэлементный вектор. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели Saleh.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Saleh model.

`AM/AM parameters [x1 x2 x3 x4]` - параметры AM/AM для модели Ghorbani
`[8.1081 1.5413 6.5202 -0.0718]` (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

Параметры AM/AM для модели Ghorbani, используемые для вычисления усиления амплитуды для входного сигнала, заданного как четырехэлементный вектор. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели Ghorbani.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Ghorbani model.

Типы данных: double

`AM/PM parameters [y1 y2 y3 y4]` - Параметры AM/PM для модели Ghorbani
`[4.6645 2.0965 10.88 -0.003]` (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

Параметры AM/PM для модели Ghorbani, используемые для вычисления фазового изменения для входного сигнала, заданного как четырехэлементный вектор. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели Ghorbani.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Ghorbani model.

Типы данных: double

`Output scaling (dB)` - Коэффициент масштабирования выходного сигнала
`0` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент масштабирования выходного сигнала в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр позволяет масштабировать усиление мощности выходного сигнала.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Saleh model или Ghorbani model.

Типы данных: double

`Smoothness factor` - Коэффициент гладкости
`0.5` (по умолчанию) | скаляр

Коэффициент сглаживания, заданный как скаляр. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели раппинга.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Rapp model.

Типы данных: double

`Output saturation level` - Уровень насыщения выходных данных
`1` (по умолчанию) | скаляр

Уровень насыщения выходных данных, заданный как скаляр. Дополнительные сведения см. в разделе Метод модели раппинга.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Method значение Rapp model.

Типы данных: double

Примеры модели

Add Saleh Model of Memoryless Nonlinearity to 16-QAM Signal

Добавление модели бессамятной нелинейности Салеха к сигналу 16-QAM

Эта модель применяет модель Салеха нелинейности без памяти к 16-QAM модулированному сигналу. Для демонстрации и визуализации уровней нарушения памяти, применяемых в этой модели, преувеличены и не репрезентативны типичные уровни для современных радиостанций.

Добавление нарушений RF к сигналу DQPSK

Эта модель применяет радиочастотные нарушения к сигналу, модулированному с помощью дифференциальной квадратурной фазовой манипуляции (DQPSK). Для демонстрации и визуализации нарушений РЧ уровни, применяемые в этой модели, преувеличены и не отражают типичные уровни для современных радиостанций.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`

Подробнее

развернуть все

Нелинейные нарушения без памяти

Нелинейные нарушения без запоминания искажают амплитуду и фазу входного сигнала. Амплитудное искажение представляет собой амплитудно-амплитудную модуляцию (AM/AM), а фазовое искажение представляет собой амплитудно-фазовую модуляцию (AM/PM).

Метод модели	Нелинейные нарушения без памяти
Кубический многочлен	AM/AM и AM/PM
Гиперболическая касательная
Модель Салеха
Модель Горбани
Модель Раппа	Только AM/AM

Смоделированные нарушения по-разному применяют искажения AM/AM и AM/PM в соответствии с указанным методом модели. Модели применяют нелинейное нарушение памяти к входному сигналу, следуя этим шагам.

Умножьте сигнал на входной коэффициент усиления.

Примечание
Можно нормализовать сигнал до 1, установив коэффициент усиления входного масштабирования на обратную амплитуду входного сигнала.
Разбейте комплексный сигнал на составляющие величины и угла.
Примените искажение AM/AM к величине сигнала в соответствии с выбранным методом модели для получения величины выходного сигнала.
Примените искажение AM/PM к фазе сигнала в соответствии с выбранным методом модели для создания угла выходного сигнала.

Примечание
Этот шаг не применяется к модели Rapp.
Объедините новые компоненты величины и угла в комплексный сигнал. Затем умножьте результат на выходной коэффициент усиления.

Первые четыре метода модели (кубический полином, гиперболический тангенс, модель Салеха и модель Горбани) применяют ухудшения AM/AM и AM/PM, как показано на этом рисунке.

Метод модели Rapp применяет искажение AM/AM, как показано на этом рисунке.

Методы модели кубической полиномиальной и гиперболической касательной

На этом рисунке показано поведение преобразования AM/PM для методов модели кубического полинома и гиперболической касательной.

Преобразование AM/PM линейно масштабируется со значением входной мощности между нижним и верхним пределами входного уровня мощности. Вне этого диапазона преобразование AM/PM является постоянным при значениях, соответствующих нижнему и верхнему пределам входной мощности, которые равны нулю и (преобразование AM/PM) × (верхний предел входной мощности - нижний предел входной мощности) соответственно.

Метод модели Салеха

На этом рисунке показано поведение AM/AM (выходное напряжение в зависимости от входного напряжения для искажения AM/AM) и поведение AM/PM (выходная фаза в зависимости от входного напряжения для искажения AM/PM) для метода модели Салеха.

Параметры AM/AM, _αAMAM и _βAMAM, используются для вычисления амплитудного искажения входного сигнала с помощью

$_{FAMAM} (u) \frac{_{=}}{αAMAM \times_{u1} +^{}}$ βAMAM × u2,

где u - величина масштабированного сигнала.

Параметры AM/PM, _αAMPM и _βAMPM, используются для вычисления фазового искажения входного сигнала с помощью

$_{FAMPM} (u) \frac{_{=}^{αAMPM}}{\times_{u21} +^{}}$ βAMPM × u2,

где u - величина масштабированного сигнала. Параметры α и β для AM/AM и AM/PM названы одинаково, но отличаются друг от друга.

Метод модели Ghorbani

Метод модели Ghorbani применяет искажение AM/AM и AM/PM, как описано в этом разделе.

Параметры AM/AM (x1, x2, x3 и x4) используются для вычисления амплитудного искажения входного сигнала с помощью

$_{FAMAM} (u) \frac{_{=}^{_{}}}{_{x1ux21}^{+_{}}}_{} x3ux2$ + x4u,

где u - величина масштабированного сигнала.

Параметры AM/PM (y1, y2, y3 и y4) используются для вычисления фазового искажения входного сигнала с помощью

$_{FAMPM} (u) \frac{_{=}^{_{}}}{_{y1uy21}^{+_{}}}_{} y3uy2$ + y4u,

где u - величина масштабированного сигнала.

Метод модели Rapp

Метод модели Rapp применяет искажение AM/AM, как описано в этом разделе. Модель Rapp не применяет искажение AM/PM к входному сигналу.

Коэффициент гладкости и уровень насыщения на выходе используются для вычисления амплитудного искажения входного сигнала, заданного

$_{FAMAM} (u) \frac{_{=}}{{glin \times {\frac{u_{(1} +}{_{(}}}^{glin} \times}^{}}$ uOsat) 2S) 1/2S,

где

u - величина масштабированного сигнала.
S - коэффициент гладкости.
Osat - уровень насыщения выходного сигнала.

Ссылки

[1] Салех, А.А.М. «Частотно-независимые и частотно-зависимые нелинейные модели усилителей TWT». IEEE Transactions on Communications 29, No. 11 (ноябрь 1981): 1715-20. https://doi.org/10.1109/TCOM.1981.1094911.

[2] Горбани, А. и М. Шейхан. «Влияние нелинейности твердотельных усилителей мощности (SSPA) на передачу сигналов MPSK и M-QAM». В 1991 году шестая Международная конференция по цифровой обработке сигналов в связи, 193-97, 1991 год.

[3] Rapp, Ch. «Влияние HPA-нелинейности на 4-DPSK/OFDM-Signal для цифровой системы звукового вещания». В Proceedings Second European Conf. on Sat. Comm. (ESA SP-332), 179-84. Льеж, Бельгия, 1991 год. https://elib.dlr.de/33776/.

Документация

Нелинейность без памяти

Описание

Порты

Вход

In1 - Входной радиочастотный сигнал основной полосы частот скалярный | вектор столбца

Продукция

Out1 - Выходной радиочастотный сигнал основной полосы частот скалярный | вектор столбца

Параметры

Method - Метод нелинейного моделирования Cubic polynomial (по умолчанию) | Hyperbolic tangent | Saleh model | Ghorbani model | Rapp model

Linear gain (dB) - Линейный коэффициент усиления 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

IIP3 (dBm) - Точка перехвата ввода третьего порядка 30 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

AM/PM conversion (degrees per dB) - коэффициент преобразования AM/PM 10 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm) - Нижний предел входной мощности 10 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm) - Верхний предел входной мощности inf (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Input scaling (dB) - Коэффициент масштабирования входного сигнала 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

AM/AM parameters [alpha beta] - параметры AM/AM для модели Салеха [2.1587 1.1517] (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Зависимости

AM/PM parameters [alpha beta] - Параметры AM/PM для модели Салеха [4.0033 9.1040] (по умолчанию) | двухэлементный вектор

Зависимости

AM/AM parameters [x1 x2 x3 x4] - параметры AM/AM для модели Ghorbani [8.1081 1.5413 6.5202 -0.0718] (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

Зависимости

AM/PM parameters [y1 y2 y3 y4] - Параметры AM/PM для модели Ghorbani [4.6645 2.0965 10.88 -0.003] (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

Зависимости

Output scaling (dB) - Коэффициент масштабирования выходного сигнала 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Smoothness factor - Коэффициент гладкости 0.5 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Output saturation level - Уровень насыщения выходных данных 1 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Примеры модели

Добавление модели бессамятной нелинейности Салеха к сигналу 16-QAM

Добавление нарушений RF к сигналу DQPSK

Характеристики блока

Подробнее

Нелинейные нарушения без памяти

Методы модели кубической полиномиальной и гиперболической касательной

Метод модели Салеха

Метод модели Ghorbani

Метод модели Rapp

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Блоки

Объекты

Документация по инструментам связи

Поддержка

`In1` - Входной радиочастотный сигнал основной полосы частот
скалярный | вектор столбца

`Out1` - Выходной радиочастотный сигнал основной полосы частот
скалярный | вектор столбца

`Method` - Метод нелинейного моделирования
`Cubic polynomial` (по умолчанию) | `Hyperbolic tangent` | `Saleh model` | `Ghorbani model` | `Rapp model`

`Linear gain (dB)` - Линейный коэффициент усиления
`0` (по умолчанию) | скаляр

`IIP3 (dBm)` - Точка перехвата ввода третьего порядка
`30` (по умолчанию) | скаляр

`AM/PM conversion (degrees per dB)` - коэффициент преобразования AM/PM
`10` (по умолчанию) | скаляр

`Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm)` - Нижний предел входной мощности
`10` (по умолчанию) | скаляр

`Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm)` - Верхний предел входной мощности
`inf` (по умолчанию) | скаляр

`Input scaling (dB)` - Коэффициент масштабирования входного сигнала
`0` (по умолчанию) | скаляр

`AM/AM parameters [alpha beta]` - параметры AM/AM для модели Салеха
`[2.1587 1.1517]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

`AM/PM parameters [alpha beta]` - Параметры AM/PM для модели Салеха
`[4.0033 9.1040]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор

`AM/AM parameters [x1 x2 x3 x4]` - параметры AM/AM для модели Ghorbani
`[8.1081 1.5413 6.5202 -0.0718]` (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

`AM/PM parameters [y1 y2 y3 y4]` - Параметры AM/PM для модели Ghorbani
`[4.6645 2.0965 10.88 -0.003]` (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

`Output scaling (dB)` - Коэффициент масштабирования выходного сигнала
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Smoothness factor` - Коэффициент гладкости
`0.5` (по умолчанию) | скаляр

`Output saturation level` - Уровень насыщения выходных данных
`1` (по умолчанию) | скаляр

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™