隣接チャネル電力比(ACPR)

隣接チャネル電力比(ACPR)計算(別名を隣接チャネル漏洩電力比(ACLR))には,変調やアナログフロントエンドなど,通信システムコンポーネントの”“スペクトル再成長という特徴があります。スペクトル再成長は増幅器の非線形性が原因で発生します。ACPR計算によって,所定のシステムの隣接チャネルに干渉が起きている可能性を判断します。

- 95, CDMA, WCDMA, 802.11,および蓝牙など,多くの伝送規格には,ACPR測定の定義が含まれています。ほとんどの標準規格は,ACPR測定をメインチャネルおよびすべての隣接チャネルの平均電力比として定義しています。測定値を得るときに使用するオフセット周波数と測定帯域幅は(BW),使用する業界標準によって異なります。たとえば,CDMA的増幅器の測定値には885 kHzと1.98 MHzの2つのオフセット(搬送周波数による)が含まれ,測定BWは30千赫になります。

詳細は,comm.ACPRヘルプページを参照してください。

ACPR測定値の取得

通信工具箱™にはcomm.ACPR系统对象™が含まれています。このチュートリアルでは,3 gpp™TS 125.104標準に従い,WCDMA通信信号を使用してACPR測定値を取得します。

この例では,非線形増幅器の入力と出力でベースバンドのWCDMAサンプル信号を使用します.WCDMASignal。垫ファイルには,チュートリアルで使用するサンプルデータが入っています。このファイルは7 e3サンプルのデータをそれぞれ25の信号のスナップショットに分割し,データ行列dataBeforeAmplifierとdataAfterAmplifierの列に保存します。

WCDMAの仕様では3.84 MHzのサンプリング周波数を使用してすべての測定値を取得する必要があると定めています。

comm.ACPR系统对象の作成と測定値の設定

MATLAB^®コマンドラインで次のコマンドを入力して,サンプルレートを定義し,WCDMAファイルを読み込んでデータを取得します。

%系统采样频率，3.84 MHz芯片频率，每个芯片8个采样负载WCDMASignal。mat %使用第一个信号快照txSignalBeforeAmplifier = dataBeforeAmplifier(:，1);txSignalAfterAmplifier = dataAfterAmplifier (: 1);

comm.ACPR系统对象を作成してサンプリング周波数を指定します。

hACPR = comm.ACPR('SampleRate'， SampleRate)

系统对象が以下の情報を表示します。

NormalizedFrequency:假SampleRate: 30720000 MainChannelFrequency: 0 MainMeasurementBandwidth: 50000 AdjacentChannelOffset: 100000年[-100000]AdjacentMeasurementBandwidth: 50000 MeasurementFilterSource:“没有一个”SpectralEstimation:“汽车”FFTLength:“下一个2的幂”MaxHold:假PowerUnits: dBm的MainChannelPowerOutputPort:假AdjacentChannelPowerOutputPort:假

“メインチャネル”中心周波数と測定帯域幅を指定します。
MainChannelFrequencyプロパティを使用してメインチャネルの中心周波数を指定します。次にMainMeasurementBandwidthプロパティを使用してメインチャネル測定帯域幅を指定します。
使用中のベースバンドデータのメインチャネルの中心周波数は0 Hzです。WCDMA標準では3.84 MHz測定帯域幅を使用してメインチャネルの電力を取得することを定めています。次のコマンドを入力して,これらの測定帯域幅を指定します。
```
hACPR。MainChannelFrequency = 0;hACPR。MainMeasurementBandwidth = 3.84 e6;
```
”“隣接チャネルオフセットと測定帯域幅を指定します。
WCDMA標準では,メインチャネルの中心周波数から5、5、10、-10 MHz離れた4つの隣接チャネルのACPR制限値を指定します。いずれの場合も,3.84 MHz帯域幅を使用して隣接チャネル電力を取得します。AdjacentChannelOffsetプロパティとAdjacentMeasurementBandwidthプロパティを使用して,隣接チャネルオフセットと測定帯域幅を指定します。
```
hACPR。AdjacentChannelOffset = [-10 -5 5 10]*1e6;hACPR。AdjacentMeasurementBandwidth = 3.84 e6;
```
すべての隣接チャネルの測定帯域幅が等しい場合は,スカラー値を指定します。測定帯域幅が異なる場合は,オフセットベクトルに等しい長さで測定帯域幅のベクトルを指定します。
MATLABコマンドラインで以下を入力して,MainChannelPowerOutputPortプロパティとAdjacentChannelPowerOutputPortプロパティを真正的に設定します。
```
hACPR。MainChannelPowerOutputPort = true hACPR。AdjacentChannelPowerOutputPort = true
```
comm.ACPR系统对象を作成して増幅器出力を測定します。
```
hACPRoutput =克隆(hACPR);
```

ACPR測定値の取得

ACPRの測定値は,comm.ACPRの一步メソッドを呼び出して取得します。また,メインチャネルと隣接チャネルの電力測定値も取得できます。PowerUnitsプロパティで測定単位を指定します。プロパティ値の既定値はdBm(100年万ミリワット(mW)を基準とした電力比)になります。

増幅器入力のACPR測定値を取得します。

[ACPR mainChannelPower adjChannelPower] =…步骤(hACPR txSignalBeforeAmplifier)

comm.ACPR系统对象によって,次の出力測定値データが生成されます。

ACPR = -68.6668 -54.9002 -55.0653 -68.4604 mainChannelPower = - 29.5190

増幅器出力のACPR測定値を取得します。
```
[ACPR mainChannelPower adjChannelPower] =…步骤(hACPRoutput txSignalAfterAmplifier)
```
comm.ACPR系统对象によって,次の入力測定値データが生成されます。
```
ACPR = -42.1625 -27.0912 -26.8785 -42.4915 mainChannelPower =
```
増幅器出力でACPR値が増えることに注意してください。この増加は,増幅器の非線形性による歪みが反映されたものです。WCDMA標準では,+ / - 5 MHzオフセットのACPR値を-45分贝未満,+ / - 10 MHzオフセットのACPR値を-50分贝未満とすることを定めています。この例では,増幅器入力の信号は仕様を満たしていますが,増幅器出力は仕様を満たしていないことになります。

測定フィルターの指定

WCDMA標準では,ルートレイズドコサインフィルターを使用してACPR測定値を取得することを定めています。また,ロールオフ係数0.22の一致するルートレイズドコサイン(RRC)フィルターを使用して,メインチャネルの電力と隣接チャネルの電力の“両方“の測定も指示しています。測定フィルターの指定には,MeasurementFilterプロパティを使用します。このプロパティ値の既定値は1のゲインを含むオールパスフィルターになります。

フィルターは冷杉フィルターで,この応答の中心は0 Hzにならなければなりません。ACPRオブジェクトは,指定されたメインチャネル帯域と隣接チャネル帯域に自動的にフィルターをシフトし,適用します。(電力測定値はMainMeasurementBandwidthプロパティとAdjacentMeasurementBandwidthプロパティで指定された帯域範囲内となります)。

WCDMASignal。垫ファイルには,ロールオフ係数0.22の96タップフィルターで取得したデータが含まれています。

フィルターを作成(信号处理工具箱™ソフトウェアのrcosdesignを使用)し,MATLABコマンドラインで次のように入力して測定値を取得します。
```
measFilt = rcosdesign(0.22,16,8)/sqrt(8);
```
前の手順で作成したフィルターをACPRオブジェクトの測定フィルターとして設定します。
```
释放(hACPR);hACPR。MeasurementFilterSource =“财产”;hACPR。MeasurementFilter = measFilt;
```
comm.ACPR系统对象を複製して,同じフィルターを増幅器出力に実装します。
```
hACPRoutput =克隆(hACPR)
```
増幅器入力のACPR電力測定値を取得します。
```
ACPR =步骤(hACPR txSignalBeforeAmplifier)
```
comm.ACPR系统对象によって,次の測定値データが生成されます。
```
Acpr = -71.4648 -55.5514 -55.9476 -71.3909
```
増幅器出力のACPR電力測定値を取得します。
```
ACPRoutput =步骤(hACPRoutput txSignalAfterAmplifier)
```
comm.ACPR系统对象によって,次の測定値データが生成されます。
```
Acpr = -42.2364 -27.2242 -27.0748 -42.5810
```

パワースペクトル推定器の制御

既定の設定では,ACPRオブジェクトは韦尔奇パワースペクトル推定器とハミングウィンドウおよびゼロパーセントオーバーラップを使用して電力を測定します。オブジェクトは対象の測定帯域幅のパワースペクトル密度推定に積分の四角形近似を使用します。SpectralEstimatorOptionを”ユーザー定義”に指定すると,複数のプロパティが使用可能になるため,スペクトル推定値の解像度,分散,ダイナミックレンジを制御できるようになります。

MATLABコマンドラインで以下を入力して,SegmentLength, OverlapPercentageおよびWindowOptionプロパティを有効にします。
```
(hACPRoutput) hACPRoutput发布。SpectralEstimation = '指定窗口参数'
```
このように変更すると,スペクトル推定値をカスタマイズして電力測定値を取得できます。たとえば,スペクトル推定器のセグメント長を1024に設定してオーバーラップ率を50%に増やすと,結果の分散値の増加が少なくなります。また,既定のハミングウィンドウよりもサイドローブ減衰が大きいウィンドウを選択することもできます。

“切比雪夫”ウィンドウと200分贝のサイドローブ減衰を使用して,スペクトル推定器を作成します。

hACPRoutput。SegmentLength = 1024;hACPRoutput。OverlapPercentage = 50;选择一个切比雪夫窗口可以启用一个旁瓣衰减属性，你可以使用它来设置窗口的旁瓣衰减。hACPRoutput。窗口=“切比雪夫”;hACPRoutput。SidelobeAttenuation = 200;

一步メソッドを呼び出して増幅器出力のACPRの電力測定値を取得します。
```
ACPRoutput =步骤(hACPRoutput txSignalAfterAmplifier)
```
ACPRオブジェクトによって,次の測定データが生成されます。
```
Acpr = -44.9399 -30.7136 -30.7670 -44.4450
```

最大ホールドオプションを使用した電力の測定

通信規格の中には,ACPR値の計算に最大ホールドスペクトル電力測定を指定することを定めているものがあります。この計算では,現在のパワースペクトル密度のベクトル推定値を以前の最大ホールド累計パワースペクトル密度のベクトル推定値と比較します。最大ホールド測定値を取得する場合,オブジェクトは現在の入力データを使用して,パワースペクトル密度のベクトル推定値を取得します。以前の最大ホールド累計パワースペクトル密度のベクトルは,以前の一步メソッドを呼び出すことによって得られます。オブジェクトは各周波数ビンの最大値を使用して,平均電力測定値を計算します。リセットメソッドを呼び出すことによって,最大ホールドスペクトルがクリアされます。

MATLABコマンドラインで次のコマンドを入力して,25の増幅器出力データスナップショットの最大ホールドスペクトルを累計し,ACPR測定値を取得します。
```
for idx = 1:24 step(hACPRoutput,dataAfterAmplifier(:，idx));end ACPRoutput = step(hACPRoutput,dataAfterAmplifier(:，25))
```
ACPRオブジェクトによって,次の出力データが生成されます。
```
Acpr = -43.1123 -26.6964 -27.0009 -42.4803
```

信号スペクトルのプロット

MATLABソフトウェアを使用して,非線形増幅器の入出力のWCDMA信号のパワースペクトル密度をプロットします。プロットを使用すると,増幅器の非線形に固有のスペクトル再成長効果を可視化できます。スペクトル再成長がどのように測定に反映されるかを確認してください(メモ:次のコードは信号スペクトルを可視化するためのもので,ACPR測定値の取得とは関係ありません)。

赢得=汉明(1024);[PSD1 F] = pwelch (SampleRate txSignalBeforeAmplifier赢得50,1024年,“中心”);[PSD2 F] = pwelch (SampleRate txSignalAfterAmplifier赢得50,1024年,“中心”);plot(F,10*log10(PSD1)) hold on grid on plot(F,10*log10(PSD2))