[发明专利]一种应用于无线信道仿真仪的行波管非线性仿真方法

说明书

本发明提供了一种应用于无线信道仿真仪的行波管非线性仿真方法，涉及信号处理技术领域。本发明通过变换公式选择步骤得到合适的误差函数和转换函数；对误差函数进行选择：根据幅度/相位非线性变换，分别采用对数/线性形式；对转换函数进行选择：根据幅度/相位非线性变换，统一采用全阶形式；具有针对性的误差函数和转换函数，能使拟合误差降到极小。变换公式迭代步骤：通过局部最优解的拟合参数完成对非线性变换曲线的模拟，从而得到优良的拟合结果。此外，当拟合的误差不满足要求，还能采用升阶的方式，将非线性幅度/相位转换函数的分子最高阶升至2阶，分母最高阶升至3阶，并再次进行拟合，从而提高拟合精度。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种应用于无线信道仿真仪的行波管非线性仿真方法。

背景技术

在通过无线信道仿真仪对卫星星地通信进行仿真时，不仅需要模拟星地之间的无线信道，还需要对卫星的载荷特性进行模拟。行波管放大器作为卫星转发器的一部分，其功率特征曲线包含放大区和饱和区；由于卫星受限于自身工作环境，其功率通常非常受限，导致行波管放大器一般工作于饱和点附近，这就不可避免地在星地无线信道中引入非线性失真。

在对行波管放大器的非线性特性进行仿真模拟时，一般采用Salah提出的幅度转换效应(AM/AM)和幅相转换效应(AM/PM)进行。但由于其转换系数为固定值，只能仿真固定的非线性特性；如果用户需要根据自身设备的特性指定行波管非线性特性，由于参数固定，Salah的方法不能匹配任意的非线性变换曲线，缺少灵活性。故：现有技术无法对任意的非线性变换曲线进行较好的模拟，难以满足无线信道仿真仪对行波管的非线性仿真需求。

因此，有必要提供一种应用于无线信道仿真仪的行波管非线性仿真方法来解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述之一技术问题，本发明提供的一种应用于无线信道仿真仪的行波管非线性仿真方法，包括：变换公式选择步骤和变换公式迭代步骤；其中：

变换公式选择步骤：针对非线性变换曲线的模拟，根据幅度/相位变换类型，选择对应的变换公式；包括对误差函数进行选择和对转换函数进行选择；对误差函数进行选择：根据幅度/相位非线性变换，分别采用对数/线性形式；对转换函数进行选择：根据幅度/相位非线性变换，统一采用全阶形式，对幅度/相位转换函数进行选择；

变换公式迭代步骤：根据幅度/相位非线性变换，选择对应的误差函数和转换函数；通过迭代逻辑，对转换函数中的拟合参数进行迭代；通过迭代得到满足转换函数中局部最优解的拟合参数；通过局部最优解的拟合参数完成对非线性变换曲线的模拟。

作为更进一步的解决方案，在进行幅度非线性变换时，采用对数形式的误差函数：

f(x)＝10log₁₀(A(x))-T(x)

其中，A(x)为需要拟合的非线性幅度转换函数；T(x)为用户输入的幅度转换值。

作为更进一步的解决方案，在进行幅度非线性变换时，采用非线性幅度转换函数：

其中，分子与分母均采用全阶表示；α、b、c和d为幅度拟合参数。

作为更进一步的解决方案，在进行相位非线性变换时，采用线性形式的误差函数：

其中，A(x)为需要拟合的非线性相位转换函数；T(x)为用户输入的相位转换值。

作为更进一步的解决方案，在进行相位非线性变换时，采用非线性相位转换函数：