Memoryless Nonlinearity

Примените незапоминающуюся нелинейность к комплексному сгенерированному модулированному сигналу

Библиотека:
Искажения Communications Toolbox/RF

Описание

Блок Memoryless Nonlinearity применяет незабываемые нелинейные искажения к комплексному сгенерированному модулированному сигналу. Используйте этот блок для моделирования незапоминающихся нелинейных нарушений, вызванных усилением сигнала в радиочастотном (RF) передатчике или приемнике. Для получения дополнительной информации см. «Незабываемые нелинейные обесценения».

Примечание

Все значения степени принимают номинальное сопротивление 1 Ом.

Порты

Вход

расширить все

`In1` - Входной радиочастотный сигнал полосы частот
скалярный | вектор-столбец

Вход RF- сгенерированного модулированного сигнала, заданный как скаляр или вектор-столбец. Значения в этом входе должны быть комплексными.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выход

расширить все

`Out1` - Выходной радиочастотный сигнал полосы частот
скалярный | вектор-столбец

Выход RF сгенерированного модулированного сигнала, возвращается в виде скаляра или вектора-столбца. Это выход из совпадающего типа данных как вход.

Параметры

расширить все

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

Метод нелинейного моделирования, заданный как Cubic polynomial, Hyperbolic tangent, Saleh model, Ghorbani model, Rapp model, или Lookup table. Для получения дополнительной информации см. «Незабываемые нелинейные обесценения».

`Linear gain (dB)` - Линейное усиление
`0` (по умолчанию) | скаляром

Линейный коэффициент усиления в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр масштабирует усиление степени сигнала выхода.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Cubic polynomial, Hyperbolic tangent, или Rapp model.

Типы данных: double

`IIP3 (dBm)` - Входная точка точки пересечения третьего порядка
`30` (по умолчанию) | скаляром

Входная точка точки пересечения третьего порядка в дБм, заданная как скаляр.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

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

Коэффициент преобразования AM/PM в степенях на децибел, заданный как скаляр. Для получения дополнительной информации см. «Методы кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели».

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

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

Нижний предел входной степени в дБм, заданный как скаляр меньше, чем Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm) значение параметров. Преобразование AM/PM масштабируется линейно для значений входной степени в области значений [Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm), Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm)]. Если степень входного сигнала ниже входа степени нижнего предела, сдвиг фазы, возникающий в результате преобразования AM/PM, равна нулю. Для получения дополнительной информации см. «Методы кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели».

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

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

Верхний предел входной степени в дБм, заданный как скаляр, больший, чем Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm) значение параметров. Преобразование AM/PM масштабируется линейно для значений входной степени в области значений [Lower input power limit for AM/PM conversion (dBm), Upper input power limit for AM/PM conversion (dBm)]. Если степень входного сигнала ниже входа степени нижнего предела, сдвиг фазы, возникающий в результате преобразования AM/PM, равна нулю. Для получения дополнительной информации см. «Методы кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели».

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Cubic polynomial или Hyperbolic tangent.

Типы данных: double

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

Коэффициент масштабирования входного сигнала в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр масштабирует коэффициент усиления степени входного сигнала.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным 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 амплитудного усиления для входного сигнала, заданного как двухэлементный вектор. Для получения дополнительной информации см. Saleh Model Method.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным 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 изменения фазы для входного сигнала, заданного как двухэлементный вектор. Для получения дополнительной информации см. Saleh Model Method.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Saleh model.

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

Параметры AM/AM для модели Горбани, используемые для вычисления амплитудного усиления для входного сигнала, заданного как четырехэлементный вектор. Для получения дополнительной информации см. «Метод модели Горбани».

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Ghorbani model.

Типы данных: double

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

Параметры AM/PM для модели Горбани, используемые для вычисления изменения фазы для входного сигнала, заданного как четырехэлементный вектор. Для получения дополнительной информации см. «Метод модели Горбани».

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Ghorbani model.

Типы данных: double

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

Коэффициент масштабирования выходного сигнала в децибелах, заданный как скаляр. Этот параметр масштабирует усиление степени сигнала выхода.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Saleh model или Ghorbani model.

Типы данных: double

`Smoothness factor` - Коэффициент плавности
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

Коэффициент сглаживания, заданный как скаляр. Для получения дополнительной информации см. Rapp Model Method.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Rapp model.

Типы данных: double

`Output saturation level` - Выходной уровень насыщения
`1` (по умолчанию) | скаляром

Выходной уровень насыщения, заданный как скаляр. Для получения дополнительной информации см. Rapp Model Method.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Method равным Rapp model.

Типы данных: double

Примеры моделей

Add Saleh Model of Memoryless Nonlinearity to 16-QAM Signal

Добавьте модель Салеха нелинейности без памяти к 16-QAM сигналу

Эта модель применяет Модель Салеха беспамятной нелинейности к 16-QAM модулированному сигналу. Чтобы продемонстрировать и визуализировать незабываемые уровни нарушения, применяемые в этой модели, преувеличены и не показательны типичные уровни для современных радиостанций.

Добавьте искажения RF к сигналу DQPSK

Эта модель применяет искажения RF к сигналу, модулированному дифференциальной квадратурной фазой сдвига манипуляции (DQPSK). Чтобы продемонстрировать и визуализировать нарушения РФ, уровни, применяемые в этой модели, преувеличены и не показательны типичные уровни для современных радиостанций.

Характеристики блоков

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

Подробнее о

расширить все

Незабываемые нелинейные обесценения

Безпамятные нелинейные искажения искажают амплитуду и фазу входного сигнала. Амплитудное искажение является амплитудно-амплитудной модуляцией (AM/AM), и фазовое искажение является амплитудно-фазовой модуляцией (AM/PM).

Метод модели	Безпамятное нелинейное ухудшение
Кубический полином	AM/AM и AM/PM
Гиперболический тангенс
Модель Салеха
Модель Горбани
Модель Раппа	Только AM/AM

Смоделированные искажения применяются к искажениям AM/AM и AM/PM по-разному, согласно заданному вами методу модели. Модели применяют безпамятное нелинейное ухудшение к входному сигналу путем следования этим шагам.

Умножьте сигнал на входной коэффициент усиления.

Примечание
Можно нормировать сигнал к 1, установив входное масштабирование для обратной амплитуды входного сигнала.
Разделите комплексный сигнал на величину и угловые компоненты.
Примените искажение AM/AM к величине сигнала, согласно выбранному методу модели, чтобы получить величину выходного сигнала.
Примените искажение AM/PM к фазе сигнала, согласно выбранному методу модели, чтобы получить угол выходного сигнала.

Примечание
Этот шаг не применяется к модели Rapp.
Объедините новую величину и компоненты 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 искажения AM/AM и AM/PM, как показано на этом рисунке.

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

Методы кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели

Этот рисунок показывает поведение преобразования AM/PM для методов кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели.

Преобразование AM/PM масштабируется линейно с входным значением степени между нижним и верхним пределами входного уровня степени. Вне этой области значений преобразование AM/PM является постоянным при значениях, соответствующих нижнему и верхнему входам степени, которые являются нулем и (AM/PM conversion) × (upper input power limit - lower input power limit), соответственно.

Метод модели Салеха

Этот рисунок показывает поведение AM/AM (выходное напряжение от входного напряжения для искажения AM/AM) и поведение AM/PM (выходная фаза от входного напряжения для искажения AM/PM) для метода модели Салеха.

Параметры AM/AM, _αAMAM и _βAMAM, используются, чтобы вычислить амплитудное искажение входного сигнала при помощи

$F_{AMAM} (u) = \frac{α_{AMAM} \times u}{1 + β_{AMAM} \times u^{2}},$

где u - величина масштабированного сигнала.

Параметры AM/PM, _αAMPM и _βAMPM, используются для вычисления фазы искажения входного сигнала при помощи

$F_{AMPM} (u) = \frac{α_{AMPM} \times u^{2}}{1 + β_{AMPM} \times u^{2}},$

где u - величина масштабированного сигнала. Параметры α и β для AM/AM и AM/PM аналогично названы, но различны.

Метод модели Хорбани

Метод модели Горбани применяет искажения AM/AM и AM/PM, как описано в этом разделе.

Параметры AM/AM (x 1, _x 2, x 3 и x 4) используются, чтобы вычислить амплитудное искажение входного сигнала при помощи

$F_{AMAM} (u) = \frac{x_{1} u^{x_{2}}}{1 + x_{3} u^{x_{2}}} + x_{4} u,$

где u - величина масштабированного сигнала.

Параметры AM/PM (y 1, _y 2, y 3 и y 4) используются, чтобы вычислить искажение фазы входного сигнала при помощи

$F_{AMPM} (u) = \frac{y_{1} u^{y_{2}}}{1 + y_{3} u^{y_{2}}} + y_{4} u,$

где u - величина масштабированного сигнала.

Метод модели Раппа

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

Коэффициент плавности и выходной уровень насыщения используются, чтобы вычислить амплитудное искажение входного сигнала, заданное как

$F_{AMAM} (u) = \frac{g_{lin} \times u}{{(1 + {(\frac{g_{lin} \times u}{O_{sat}})}^{2 S})}^{1/2 S}},$

где

u - величина масштабированного сигнала.
S - коэффициент плавности.
O _sat является выходным уровнем насыщения.

Ссылки

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

[2] Горбани, А. и М. Шейхан. «Нелинейности Эффекта усилителей Степени твердого тела (SSPA) на MPSK и передаче сигнала M-QAM». В 1991 году шестая Международная конференция по цифровой обработке сигналов в связи, 193-97, 1991 год.

[3] Rapp, Ch. «Effects of HPA-Nonlinearity on a 4-DPSK/OFDM-Signal for a Digital Sound Broadcasting System». В Трудах Второго Европейского Конф. на Sat. Comm. (ESA SP-332), 179-84. Льеж, Бельгия, 1991. https://elib.dlr.de/33776/.

Документация

Memoryless Nonlinearity

Описание

Порты

Вход

In1 - Входной радиочастотный сигнал полосы частот скалярный | вектор-столбец

Выход

Out1 - Выходной радиочастотный сигнал полосы частот скалярный | вектор-столбец

Параметры

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

Linear gain (dB) - Линейное усиление 0 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

IIP3 (dBm) - Входная точка точки пересечения третьего порядка 30 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

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

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 Горбани [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 Горбани [4.6645 2.0965 10.88 -0.003] (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

Зависимости

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

Зависимости

Smoothness factor - Коэффициент плавности 0.5 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Output saturation level - Выходной уровень насыщения 1 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Примеры моделей

Добавьте модель Салеха нелинейности без памяти к 16-QAM сигналу

Добавьте искажения RF к сигналу DQPSK

Характеристики блоков

Подробнее о

Незабываемые нелинейные обесценения

Методы кубической полиномиальной и гиперболической тангенциальной модели

Метод модели Салеха

Метод модели Хорбани

Метод модели Раппа

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Блоки

Объекты

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`In1` - Входной радиочастотный сигнал полосы частот
скалярный | вектор-столбец

`Out1` - Выходной радиочастотный сигнал полосы частот
скалярный | вектор-столбец

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

`Linear gain (dB)` - Линейное усиление
`0` (по умолчанию) | скаляром

`IIP3 (dBm)` - Входная точка точки пересечения третьего порядка
`30` (по умолчанию) | скаляром

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

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

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

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

`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 Горбани
`[8.1081 1.5413 6.5202 -0.0718]` (по умолчанию) | четырехэлементный вектор

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

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

`Smoothness factor` - Коэффициент плавности
`0.5` (по умолчанию) | скаляром

`Output saturation level` - Выходной уровень насыщения
`1` (по умолчанию) | скаляром

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®