comm.DPD

Цифровое предыскажение

Описание

comm.DPD Система object™ применяет цифровое предварительное искажение (DPD) к комплексному сгенерированному модулированному сигналу при помощи полинома памяти, чтобы компенсировать нелинейность в усилителе мощности. Для получения дополнительной информации смотрите Цифровое Предварительное искажение.

Предварительно исказить сигналы:

Создайте comm.DPD объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?

Создание

Синтаксис

dpd = comm.DPD

dpd = comm.DPD(Name,Value)

Описание

dpd = comm.DPD создает цифровой Системный объект предыскажения, чтобы предварительно исказить сигнал.

пример

dpd = comm.DPD(Name,Value) свойства наборов с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Например, comm.DPD('PolynomialType','Cross-term memory polynomial') конфигурирует Системный объект предыскажения, чтобы предварительно исказить входной сигнал при помощи полинома памяти с перекрестными терминами. Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты.

`PolynomialType` — Полиномиальный тип
`'Memory polynomial'` (значение по умолчанию) | `'Cross-term memory polynomial'`

Полиномиальный тип использовал для предварительного искажения в виде одного из этих значений:

'Memory polynomial' — Предварительно искажает входной сигнал при помощи полинома памяти без перекрестных терминов.
'Cross-term memory polynomial' — Предварительно искажает входной сигнал при помощи полинома памяти с перекрестными терминами.

Для получения дополнительной информации смотрите Цифровое Предварительное искажение.

`Coefficients` — Полиномиальные памятью коэффициенты
`complex([1 0 0 0 0; 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0])` (значение по умолчанию) | матрица

Полиномиальные памятью коэффициенты в виде матрицы. Количество строк в матрице должно равняться глубине памяти полинома памяти.

Если PolynomialType 'Memory polynomial', количество столбцов в матрице является степенью полинома памяти.
Если PolynomialType 'Cross-term memory polynomial', количество столбцов в матрице должно равняться m (n-1) +1. m является глубиной памяти полинома, и n является степенью полинома памяти.

Для получения дополнительной информации смотрите Цифровое Предварительное искажение.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Использование

Синтаксис

out = dpd(in)

Описание

пример

out = dpd(in) предварительно искажает комплексный сгенерированный модулированный сигнал при помощи полинома памяти, чтобы компенсировать нелинейность в усилителе мощности.

Входные параметры

развернуть все

`in` — Введите сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

Введите сгенерированный модулированный сигнал в виде вектор-столбца.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

развернуть все

`out` — Предварительно искаженный сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

Предварительно искаженный сгенерированный модулированный сигнал, возвращенный как вектор-столбец той же длины как входной сигнал.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Предварительно исказите входной сигнал усилителя мощности

Скрипт Open Live Script

Примените цифровое предварительное искажение (DPD) к входному сигналу усилителя мощности. Содействующий Системный объект средства оценки DPD использует записанный сигнал, содержащий сигналы ввода и вывода усилителя мощности определить матрицу коэффициентов перед искажением.

Загрузите файл, содержащий сигналы ввода и вывода для усилителя мощности.

load('commpowamp_dpd_data.mat','PA_input','PA_output')

Сгенерируйте содействующий Системный объект средства оценки DPD, и повышенная передача косинуса фильтруют Системный объект.

estimator = comm.DPDCoefficientEstimator( ...
    'DesiredAmplitudeGaindB',10, ...
    'PolynomialType','Memory polynomial', ...
    'Degree',5,'MemoryDepth',3,'Algorithm','Least squares');

rctFilt = comm.RaisedCosineTransmitFilter('OutputSamplesPerSymbol',2);

Оцените цифровые коэффициенты полинома памяти перед искажением.

coef = estimator(PA_input,PA_output);

Сгенерируйте Системный объект DPD с помощью coef, предполагаемые коэффициенты выход от содействующего средства оценки DPD, что касается матрицы коэффициентов.

dpd = comm.DPD('PolynomialType','Memory polynomial', ...
    'Coefficients',coef);

Сгенерируйте 2 000 случайных символов и примените 16-QAM модуляцию к сигналу. Примените повышенную фильтрацию передачи косинуса к модулируемому сигналу.

s = randi([0,15],2000,1);
u = qammod(s,16);
x = rctFilt(u);

Примените цифровое предварительное искажение к данным. Системный объект DPD возвращает предварительно искаженный сигнал обеспечить, как введено к усилителю мощности.

y = dpd(x);

Формат матрицы коэффициентов для цифрового полинома памяти перед искажением

Скрипт Open Live Script

Этот пример показывает формат матрицы коэффициентов для полинома памяти DPD при помощи случайным образом сгенерированной матрицы коэффициентов. Шаги в примере включают:

Creatation цифрового Системного объекта предыскажения, сконфигурированного с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти с набором глубины памяти к 3 и полиномиальный набор степени к 5 состоя из случайных значений.
Предварительное искажение сигнала с помощью полиномиальной памятью матрицы коэффициентов.
Сравнение одного предварительно искаженного выходного элемента к соответствующему входному элементу, который был вручную вычислен с помощью полиномиальной памятью матрицы коэффициентов.

Создайте матрицу коэффициентов, представляющую предыскажение выходом, равным входу путем генерации матрицы коэффициентов 3 на 5 нулей и установки coef(1,1) элемент к 1. Добавьте маленькие случайные комплексные нелинейные термины в матрицу коэффициентов.

coef = zeros(3,5);
coef(1,1) = 1;
coef = coef + 0.01*(randn(3,5)+1j*randn(3,5));

Создайте Системный объект DPD с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти, coef.

dpd = comm.DPD('PolynomialType','Memory polynomial','Coefficients',coef);

Сгенерируйте входной сигнал и предварительно исказите его с помощью dpd Системный объект.

x = randn(20,1) + 1j*randn(20,1);
y = dpd(x);

Сравните вручную искаженный выход для входа соответствующий выходной элемент y(18) показать, как матрица коэффициентов используется, чтобы вычислить что конкретное выходное значение.

u = x(18:-1:(18-3+1));
isequal(y(18),sum(sum(coef.*[u u.*abs(u) u.*(abs(u).^2) u.*(abs(u).^3) u.*(abs(u).^4)])))

ans = logical
   1

Формат матрицы коэффициентов перекрестного термина для цифрового полинома памяти перед искажением

Скрипт Open Live Script

Создание цифрового Системного объекта предыскажения, сконфигурированного с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти перекрестного термина с набором глубины памяти к 3 и полиномиальный набор степени к 5 состоя из случайных значений.
Предварительное искажение сигнала с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти перекрестного термина.
Сравнение одного предварительно искаженного выходного элемента к соответствующему входному элементу, который был вручную вычислен с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти перекрестного термина.

coef = zeros(3,3*(5-1)+1);
coef(1,1) = 1;
coef = coef + 0.01*(randn(3,13) + 1j*randn(3,13));

Создайте Системный объект DPD с помощью матрицы коэффициентов полинома памяти перекрестного термина, coef.

dpd = comm.DPD('PolynomialType','Cross-term memory polynomial','Coefficients',coef);

Сгенерируйте входной сигнал и предварительно исказите его с помощью dpd Системный объект.

x = randn(20,1) + 1j*randn(20,1);
y = dpd(x);

u = x(18:-1:(18-3+1));
isequal(y(18),sum(sum(coef.*[u u*abs(u.') u*(abs(u.').^2) u*(abs(u.').^3) u*(abs(u.').^4)])))

ans = logical
   1

Больше о

развернуть все

Цифровое предварительное искажение

Передачи радиосвязи обычно требуют широкой передачи сигнала полосы пропускания по широкому динамическому диапазону сигнала. К передаваемым сигналам по широкому динамическому диапазону и достигают высокой эффективности, усилители ВЧ-мощности (ПЕРВЕНСТВО) обычно действуют в их нелинейной области. Когда эта схема созвездия показывает, нелинейное поведение усилителя мощности (УМ) вызывает искажения сигнального созвездия, которые зажимают амплитуду (искажение AM-AM) и скручивают фазу (искажение AM-PM) созвездия указывает пропорциональный амплитуде точки созвездия.

Цель цифрового предварительного искажения состоит в том, чтобы найти нелинейную функцию, которая линеаризует результирующий эффект усилителя мощности (УМ) нелинейное поведение в PA выход через рабочий диапазон усилителя мощности (УМ). Когда входом PA является x (n), и функцией перед искажением является f (u (n)), где u (n) является истинным сигналом, который будет усилен, PA, выход приблизительно равен G ×u (n), где G является желаемым амплитудным усилением усилителя мощности (УМ).

Цифровое предыскажение может быть сконфигурировано, чтобы использовать полином памяти с или без перекрестных терминов.

Полином памяти с перекрестными терминами предварительно искажает входной сигнал как

$x (n) = f (u (n)) ≜ \sum_{m =0}^{M - 1} c_{m} \times u (n - m) + \sum_{m =0}^{M - 1} \sum_{j =0}^{M - 1} \sum_{k =0}^{K - 1} a_{m j k} \times u (n - m) \times | u (n - j) |^{k} .$

Полином памяти с перекрестными терминами имеет (M +M×M× (K-1)) коэффициенты для _cm и a _mjk.
Полином памяти без перекрестных терминов предварительно искажает входной сигнал как

$x (n) = f (u (n)) ≜ \sum_{m =0}^{M - 1} \sum_{k =0}^{K - 1} a_{m k} \times u (n - m) \times | u (n - m) |^{k} .$
Полином без перекрестных терминов имеет M ×K коэффициенты для _amk.

Оценка функции перед искажением и коэффициентов

Содействующая оценка DPD использует косвенную архитектуру изучения, чтобы найти, что функциональный f (u (n)) предварительно искажает входной сигнал u (n), который предшествует входу PA.

Содействующие модели алгоритма оценки DPD нелинейные эффекты памяти усилителя мощности (УМ) на основе работы в ссылочных статьях Моргана, и др. [1 год], и Schetzen [2], с помощью теоретической основы разрабатываются для систем Волтерры.

А именно, обратное отображение от PA выход, нормированный на усиление усилителя мощности (УМ), {y (n)/G}, к входу PA, {x (n)}, предоставляет хорошее приближение функциональному f (u (n)), должен был предварительно исказить {u (n)}, чтобы произвести {x (n)}.

Что касается уравнений полинома памяти выше, оценки вычисляются для полиномиальных памятью коэффициентов:

_cm и _amjk для полинома памяти с перекрестными терминами
_amk для полинома памяти без перекрестных терминов

Полиномиальные памятью коэффициенты оцениваются при помощи алгоритма метода наименьших квадратов или рекурсивного алгоритма наименьших квадратов. Алгоритм метода наименьших квадратов или рекурсивные алгоритмы наименьших квадратов использует уравнения полинома памяти выше для полинома памяти с или без перекрестных терминов, заменяя {u (n)} с {y (n)/G}. Функциональный порядок и размерность матрицы коэффициентов заданы степенью и глубиной полинома памяти.

Для примера, который детализирует процесс точной оценки полиномиальных памятью коэффициентов и предварительного искажения входного сигнала усилителя мощности (УМ), смотрите Цифровое Предварительное искажение, чтобы Компенсировать Нелинейность Усилителя мощности.

Для фонового материала ссылки смотрите работы, перечисленные в [1] и [2].

Ссылки

[1] Морган, Деннис Р., Чжэнсян Ма, Джэехиеонг Ким, Михаэль Г. Цирдт и Джон Пэсталан. "Обобщенная полиномиальная модель памяти для цифрового предварительного искажения усилителей мощности". IEEE^® Транзакции на Обработке сигналов. Издание 54, Номер 10, октябрь 2006, стр 3852–3860.

[2] М. Шецен. Волтерра и винеровские теории нелинейных систем. Нью-Йорк: Вайли, 1980.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Смотрите также

Объекты

comm.DPDCoefficientEstimator

Блоки

Темы

Цифровое предварительное искажение, чтобы компенсировать нелинейность усилителя мощности

Введенный в R2019a

Документация

comm.DPD

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

`PolynomialType` — Полиномиальный тип
`'Memory polynomial'` (значение по умолчанию) | `'Cross-term memory polynomial'`

`Coefficients` — Полиномиальные памятью коэффициенты
`complex([1 0 0 0 0; 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0])` (значение по умолчанию) | матрица

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

`in` — Введите сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

Выходные аргументы

`out` — Предварительно искаженный сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Предварительно исказите входной сигнал усилителя мощности

Формат матрицы коэффициентов для цифрового полинома памяти перед искажением

Формат матрицы коэффициентов перекрестного термина для цифрового полинома памяти перед искажением

Больше о

Цифровое предварительное искажение

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

comm.DPD

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

PolynomialType — Полиномиальный тип 'Memory polynomial' (значение по умолчанию) | 'Cross-term memory polynomial'

Coefficients — Полиномиальные памятью коэффициенты complex([1 0 0 0 0; 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0]) (значение по умолчанию) | матрица

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

in — Введите сгенерированный модулированный сигнал вектор-столбец

Выходные аргументы

out — Предварительно искаженный сгенерированный модулированный сигнал вектор-столбец

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Предварительно исказите входной сигнал усилителя мощности

Формат матрицы коэффициентов для цифрового полинома памяти перед искажением

Формат матрицы коэффициентов перекрестного термина для цифрового полинома памяти перед искажением

Больше о

Цифровое предварительное искажение

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`PolynomialType` — Полиномиальный тип
`'Memory polynomial'` (значение по умолчанию) | `'Cross-term memory polynomial'`

`Coefficients` — Полиномиальные памятью коэффициенты
`complex([1 0 0 0 0; 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0])` (значение по умолчанию) | матрица

`in` — Введите сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

`out` — Предварительно искаженный сгенерированный модулированный сигнал
вектор-столбец

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.