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 полосы пропускания 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 MATLAB® командная строка:
% 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: falseЗадайте основную частоту центра канала и полосу пропускания измерения.
Задайте основную частоту центра канала с помощью
MainChannelFrequencyсвойство. Затем задайте основную полосу пропускания измерения канала с помощьюMainMeasurementBandwidthсвойство.Для основополосных данных вы используете, основная частота центра канала на уровне 0 Гц. Стандарт WCDMA указывает, что вы получаете основную степень канала с помощью полосы пропускания измерения на 3,84 МГц. Задайте их путем ввода следующего.
hACPR.MainChannelFrequency = 0; hACPR.MainMeasurementBandwidth = 3.84e6;
Задайте смежные смещения канала и полосы пропускания 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 полосы пропускания на 3,84 МГц. Задайте смежные смещения канала и полосы пропускания измерения с помощью
AdjacentChannelOffsetиAdjacentMeasurementBandwidthсвойства.hACPR.AdjacentChannelOffset = [-10 -5 5 10]*1e6; hACPR.AdjacentMeasurementBandwidth = 3.84e6;
Заметьте, что, если полосы пропускания измерения для всех смежных каналов равны, вы задаете скалярное значение. Если полосы пропускания измерения отличаются, вы задаете вектор из полос пропускания измерения с длиной, равной длине вектора смещения.
Установите
MainChannelPowerOutputPortиAdjacentChannelPowerOutputPortсвойства кtrueпутем ввода следующего в командной строке MATLAB:hACPR.MainChannelPowerOutputPort = true hACPR.AdjacentChannelPowerOutputPort = true
Создайте
comm.ACPRСистемный 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] = hACPR(txSignalBeforeAmplifier);
comm.ACPRСистемный 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] = hACPRoutput(txSignalAfterAmplifier)
comm.ACPRСистемный 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 корневого фильтра приподнятого косинуса. 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.ACPRСистемный объект.hACPRoutput = clone(hACPR)
Получите измерения мощности ACPR во входе усилителя.
ACPR = hACPR(txSignalBeforeAmplifier)
comm.ACPRСистемный объект производит следующие данные об измерении:ACPR = -71.4648 -55.5514 -55.9476 -71.3909
Получите измерения мощности ACPR в усилителе выход.
ACPRoutput = hACPRoutput(txSignalAfterAmplifier)
comm.ACPRСистемный 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 оценок спектральной плотности мощности в полосе пропускания 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;
Запустите объект получить измерения мощности ACPR в усилителе выход.
ACPRoutput = 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 выдерживают сравнение, текущая оценка вектора спектральной плотности мощности предыдущим макс. - содержат накопленную оценку вектора спектральной плотности мощности. Когда получение макс. - содержит измерения, объект получает оценку вектора спектральной плотности мощности с помощью текущих входных данных. Это получает предыдущее макс. - содержат накопленный вектор спектральной плотности мощности от предыдущего вызова до объекта. 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 hACPRoutput(dataAfterAmplifier(:,idx)); end ACPRoutput = 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 спектральную плотность мощности 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')
