Измеритель мощности

Измерение мощности и CCDF мощности сигнала напряжения.

power meter

Описание

Блок Измеритель мощности вычисляет мощность сигнала напряжения.

Если установить флажок параметра Вычислить CCDF, блок также вычисляет комплементарную кумулятивную функцию распределения (CCDF) мощности сигнала напряжения. Выходной сигнал CCDF – это относительная мощность и вероятность (в процентах). Измерения мощности включают среднюю мощность, пиковую мощность и отношение пиковой мощности к средней.

Более подробно о том, как блок вычисляет измерения мощности и CCDF, см. в разделе Алгоритмы.

Порты

Вход

# IN — входной сигнал
вектор | матрица

Details

Входной сигнал, заданный в виде вектора или матрицы.

Если входной сигнал – матрица, блок рассматривает каждый столбец как независимый канал и вычисляет измерение мощности по каждому каналу.

Если параметр Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера не выбран, и вы вводите сигнал фиксированного размера, длина кадра должна быть кратна размеру скачка (длина окна - длина перекрытия). Во всех остальных случаях длина входного кадра может быть произвольной.

Блок принимает входные сигналы переменного размера (длина кадра изменяется во время симуляции). Когда вы вводите сигнал переменного размера, длина кадра сигнала может быть произвольной.

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Да

# Rst — сигнал сброса
скаляр

Details

Булевый сигнал сброса, заданный в виде скаляра.

Если входной сигнал на порту Rst – true, блок очищает внутренние гистограммы и статистику перед обработкой текущего входного сигнала.
Если входной сигнал на порту Rst – false, блок вычисляет измерения с начала симуляции или с момента последнего сброса.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажки параметров Вычислить CCDF и Порт сброса.

Типы данных	`Bool`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# Avg — средняя мощность
скаляр | вектор | матрица

Details

Выходное значение средней мощности сигнала напряжения с начала симуляции или с момента последнего сброса, возвращается в виде скаляра, вектора или матрицы.

Блок вычисляет среднюю мощность по каждому каналу в единицах, указанных в параметре Единицы измерения выходной мощности.

Если снять флажок параметра Вычислить CCDF, блок вычислит скользящую среднюю мощность, используя Метод скользящего окна.

Подробные сведения о размерах выходного сигнала см. в этой таблице.

Входной сигнал Входные размерности Выходные размеры при включенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера Выходные размеры при выключенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера

Входной сигнал	Входные размерности	Выходные размеры при включенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера	Выходные размеры при выключенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера
Сигнал фиксированного размера	на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	( /размер скачка) на	на
Сигнал фиксированного размера	на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	`ceil`( /размер скачка) на при включении параметра Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера. Если вы не включили параметр Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера, блок выдает ошибку.	на
Сигнал переменного размера	на	`ceil`( /размер скачка) на	на

Сигнал фиксированного размера

на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

( /размер скачка) на

на

Сигнал фиксированного размера

на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

ceil( /размер скачка) на при включении параметра Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера.

Если вы не включили параметр Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера, блок выдает ошибку.

на

Сигнал переменного размера

на

ceil( /размер скачка) на

на

Если размер выходного сигнала имеет верхнюю границу ceil( //размер скачка) на , во время симуляции размер первого измерения изменяется в пределах этой границы, а размер второго измерения остается постоянным.

Если вы выбрали параметр Вычислить CCDF, блок вычисляет стационарную среднюю мощность всего сигнала вдоль каждого канала. В этом случае размер выходного сигнала равен на , где – количество каналов (столбцов) во входном сигнале.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Измерение значение Средней мощности или Все.

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# RelPwr — относительная мощность
матрица N на M

Details

Относительная мощность, возвращаемая в виде матрицы на , где:

– это количество каналов (столбцов) во входном сигнале.
Если установить для параметра Вывод CCDF значение Относительная мощность и вероятность, равно ceil(Power range (dB)/Power resolution (dB)) + 1.

Относительная мощность – это мощность в дБ, на которую мгновенная мощность сигнала превышает среднюю мощность сигнала с вероятностью Prob, выраженной в процентах.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок параметра Вывод CCDF, а затем установите для параметра Вывод CCDF значение Relative power (dB above average power) или Relative power and probability (whole CCDF curve).

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# Peak — пиковая мощность
скаляр | вектор | матрица

Details

Пиковое значение напряжения сигнала напряжения с начала симуляции или с момента последнего сброса, возвращается в виде скаляра, вектора или матрицы. Блок вычисляет пиковую мощность по каждому каналу в единицах, указанных в параметре Единицы измерения выходной мощности.

Если снять флажок параметра Вычислить CCDF, блок вычислит пиковую мощность в движении, используя алгоритм Метод скользящего окна.

Подробные сведения о размерах выходного сигнала см. в этой таблице.

Входной сигнал	Входные размерности	Выходные размеры при включенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера	Выходные размеры при выключенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера
Сигнал фиксированного размера	на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	( /размер скачка) на	на
Сигнал фиксированного размера	на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	`ceil`( /размер скачка) на при включении параметра Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера. Если вы не включили параметр Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера, блок выдает ошибку.	на
Сигнал переменного размера	на	`ceil`( /размер скачка) на	на

Сигнал фиксированного размера

на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

( /размер скачка) на

на

Сигнал фиксированного размера

на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

на

Сигнал переменного размера

на

ceil( /размер скачка) на

на

Если размер выходного сигнала имеет верхнюю границу ceil( /размер скачка) на , во время симуляции размер первого измерения изменяется в пределах этой границы, а размер второго измерения остается постоянным.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Измерение значение Пиковой мощности или Все.

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# PAPR — отношение пиковой к средней мощности
скаляр | вектор | матрица

Details

Отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR) сигнала напряжения, возвращается в виде скаляра, вектора или матрицы. Блок вычисляет отношение пиковой мощности к средней мощности по каждому каналу.

Подробные сведения о размерах выходного сигнала см. в этой таблице.

Входной сигнал	Входные размерности	Выходные размеры при включенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера	Выходные размеры при выключенном параметре Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера
Сигнал фиксированного размера	на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	( /размер скачка) на	на
Сигнал фиксированного размера	на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)	`ceil`( /размер скачка) на при включении параметра Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера. Если вы не включили параметр Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера, блок выдает ошибку.	на
Сигнал переменного размера	на	`ceil`( /размер скачка) на	на

Сигнал фиксированного размера

на , где кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

( /размер скачка) на

на

Сигнал фиксированного размера

на , где не кратно размеру скачка (длина окна - длина перекрытия)

на

Сигнал переменного размера

на

ceil( /размер скачка) на

на

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Измерение значение Отношения пиковой мощности к средней мощности или Все.

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# Prob — вероятность
матрица N на M

Details

Вероятность в процентах, возвращаемая в виде матрицы на , где:

– это количество каналов (колонок) во входном сигнале.
Если установить для параметра Вывод CCDF значение Вероятность (%), равна длине вектора столбцов, который вы указываете в параметре Укажите относительную мощность (дБ) для вывода вероятности.
Если установить для параметра Вывод CCDF значение Относительная мощность и вероятность, равно ceil(Диапазон мощности (дБ)/Разрешение по мощности (дБ)) + 1.

Prob( )/100 – это вероятность того, что мгновенная мощность сигнала -го канала выше его средней мощности сигнала на RelPwr( , ) в дБ.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок параметра Вычислить CCDF, а затем установите параметр Вычислить CCDF значение Вероятность (%) или Относительная мощность и вероятность.

Типы данных	`Float64` \| `Float32`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

# Измерение — требуемое измерение мощности
Средней мощности | Пиковой мощности | Отношения пиковой мощности к средней мощности | Все

Details

Требуемое измерение мощности. Задается как:

Средней мощности (по умолчанию);
Пиковой мощности;
Отношения пиковой мощности к средней мощности;
Все.

Значения	`Average power` \| `Peak power` \| `Peak-to-average power ratio` \| `All`
Значение по умолчанию	`Average power`
Имя для программного использования	`Measurement`
Настраиваемый	Нет

# Опорная нагрузка (Ом) — эталонная нагрузка, в Ом
Вещественное число

Details

Эталонная нагрузка, которую измеритель мощности использует для вычисления значений мощности, заданная в виде вещественного положительного скаляра.

Значения	`Real number`
Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`ReferenceLoad`
Настраиваемый	Нет

# Единицы измерения выходной мощности — единицы измерения мощности
дБм | дБВт | Ватты

Details

Единицы измерения мощности. Задается как:

дБм;
дБВт;
Ватты.

Значения	`dBm` \| `dBW` \| `Watts`
Значение по умолчанию	`dBm`
Имя для программного использования	`OutputPowerUnits`
Настраиваемый	Нет

# Длина окна — длина окна
Вещественное число

Details

Длина окна, в течение которого блок вычисляет измерения, заданная в виде положительного числа.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Вычислить CCDF.

Значения	`Real number`
Значение по умолчанию	`256`
Имя для программного использования	`WindowLength`
Настраиваемый	Нет

# Длина перекрытия — длина перекрытия между окнами
Вещественное число

Details

Длина перекрытия между скользящими окнами, заданная в виде неотрицательного целого числа. Значение длины перекрытия варьируется в диапазоне [0, Длина окна, - 1].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Вычислить CCDF.

Значения	`Real number`
Значение по умолчанию	`255`
Имя для программного использования	`OverlapLength`
Настраиваемый	Нет

# Разрешить произвольную длину кадра для входных сигналов фиксированного размера — включение произвольной длины кадра для входных сигналов фиксированного размера
Логический тип

Details

Установите этот флажок, чтобы входные сигналы фиксированного размера (размер которых не меняется во время симуляции) имели произвольную длину кадра, при этом длина кадра не обязательно должна быть кратна размеру скачка. Размер скачка определяется как Длина окна - Длина перекрытия. Блок использует этот параметр только для входных сигналов фиксированного размера и игнорирует его, если входной сигнал имеет переменный размер.

Когда входной сигнал имеет переменный размер, он может иметь произвольную длину кадра, то есть длина кадра не обязательно должна быть кратна размеру скачка.

Для входных сигналов фиксированного размера, если вы:

Установите флажок параметра Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals, длина кадра сигнала не обязательно должна быть кратна размеру скачка. Если входной сигнал не кратен размеру скачка, то на выходе обычно получается сигнал переменного размера. Поэтому, чтобы поддерживать произвольный размер входа, блок должен также поддерживать операции с переменным размером, которые вы можете включить, выбрав параметр Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals.
Снимите флажок параметра Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals, длина входного кадра должна быть кратна размеру скачка.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок параметра Вычислить CCDF.

Значения	`Logical`
Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`AllowArbitraryInputLength`
Настраиваемый	Нет

# Вычислить CCDF — вывод CCDF
Логический тип

Details

Укажите порт, который нужно вывести:

RelPwr – относительная мощность (в дБ выше средней мощности). Это количество мощности в дБ, на которое мгновенная мощность сигнала выше средней мощности.
Prob – вероятность в процентах. Это вероятность того, что мгновенная мощность сигнала выше средней мощности сигнала на величину относительной мощности в дБ.
Порты RelPwr и Prob.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF.

Значения	`Logical`
Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`ComputeCCDF`
Настраиваемый	Нет

# Диапазон мощности (дБ) — диапазон мощности
Вещественное число

Details

Диапазон по оси кривых CCDF, заданный в виде положительного скаляра. Кривые CCDF заканчиваются на максимальной относительной мощности, а именно, PAPR сигнала, и начинаются на PAPR – Диапазон мощности (дБ). В возможности CCDF блока относительная мощность – это мощность в дБ, на которую мгновенная мощность сигнала превышает среднюю мощность сигнала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF.

Значения	`Real number`
Значение по умолчанию	`50`
Имя для программного использования	`PowerRange`
Настраиваемый	Нет

# Разрешение по мощности (дБ) — разрешение мощности
Вещественное число

Details

Разрешение по оси кривых CCDF, заданное в виде положительного скаляра.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF.

Значения	`Real number`
Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`PowerResolution`
Настраиваемый	Нет

# Вывод CCDF — вывод CCDF
Относительная мощность | Вероятность (%) | Относительная мощность и вероятность

Details

Укажите порт для вывода:

RelPwr – относительная мощность (в дБ выше средней мощности). Это количество мощности в дБ, на которое мгновенная мощность сигнала выше средней мощности.
Prob – вероятность в процентах. Это вероятность того, что мгновенная мощность сигнала выше средней мощности сигнала на величину относительной мощности в дБ.
Порты RelPwr и Prob.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF.

Значения	`Relative power` \| `Probability (%)` \| `Relative power and probability`
Значение по умолчанию	`Relative power`
Имя для программного использования	`CCDFOutput`
Настраиваемый	Нет

# Укажите вероятность (%) для относительной выходной мощности — вероятность для относительной мощности
Скаляр / вектор вещественных чисел

Details

Вероятность (в процентах) для относительной выходной мощности, заданной в виде вектора столбцов. Длина этого вектора определяет количество строк в относительной выходной мощности на порту RelPwr.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF и задайте параметру Вывод CCDF значение Относительная мощность.

Этот параметр также включает выходной порт RelPwr.

Значения	`Scalar / vector of real numbers`
Значение по умолчанию	`[ 10; 1; 0.1; 0.01; 0.001; 0.0001 ]`
Имя для программного использования	`ProbabilityVector`
Настраиваемый	Нет

# Укажите относительную мощность (дБ) для вывода вероятности — относительная мощность для вывода вероятности
Скаляр / вектор вещественных чисел

Details

Относительная мощность для вероятностного выхода, заданная в виде вектора столбцов. Длина этого вектора определяет количество строк в вероятностном выходе на порту Prob.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF и задайте параметру Вывод CCDF Вероятность (%).

Это также включает выходной порт Prob.

Значения	`Scalar / vector of real numbers`
Значение по умолчанию	`[ 0; 3; 6; 9; 12 ]`
Имя для программного использования	`RelativePowerVector`
Настраиваемый	Нет

# Порт сброса — включение порта сброса
Логический тип

Details

Установите этот флажок, чтобы включить входной порт Rst, принимающий логический сигнал. Если значение на порту Rst равно true, то блок очищает внутренние гистограммы и статистику перед обработкой текущего входа.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Вычислить CCDF и задайте параметру Вывод CCDF.

Значения	`Logical`
Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`ResetPort`
Настраиваемый	Нет

Дополнительно

Алгоритмы

Метод скользящего окна

Если вы не настроили измеритель мощности на вычисление измерений CCDF, измеритель мощности вычисляет измерения скользящей мощности, используя метод скользящего окна.

В методе скользящего окна блок вычисляет измерение мощности в течение конечной длительности сигнала. Длина окна определяет длину данных, на протяжении которых алгоритм вычисляет значение мощности. Окно перемещается по мере поступления новых данных. На выходе для каждого входного образца получается измерение для текущего образца и Len - 1 предыдущих образцов. Len – это длина скользящего окна в образцах. Чтобы вычислить первый выходной образец, алгоритм ждет, пока не получит скачок в количестве входных образцов. Размер скачка определяется как длина окна - длина перекрытия. Оставшиеся образцы в окне считаются нулевыми. Например, если длина окна равна 5, а длина перекрытия – 2, то алгоритм ждет, пока не получит 3 образца входного сигнала, чтобы вычислить первый образец выходного сигнала. После генерации первого выходного сигнала он генерирует последующие выходные образцы для каждого скачка входных образцов.

Если окно большое, то мощность, которую вычисляет блок, ближе к стационарной мощности данных. Для данных, которые не меняются быстро, используйте длинное окно, чтобы получить более гладкое измерение. Для данных, которые быстро меняются, используйте меньшее окно.

Когда вы настраиваете измеритель мощности на вычисление измерений CCDF, алгоритм вычисляет стационарную мощность данных. Он устанавливает длину окна на Inf, а длину перекрытия – на 0, делая оба параметра доступными только для чтения.

Средняя мощность

Если вы не настроили измеритель мощности на вычисление CCDF-измерений, измеритель мощности вычисляет скользящую среднюю мощность сигнала напряжения по каждому каналу с Метода скользящего окна. Если вы настроили измеритель мощности на вычисление CCDF-измерений, измеритель мощности вычисляет стационарную среднюю мощность сигнала напряжения по каждому каналу.

Эти уравнения дают среднюю мощность в единицах дБм, дБВт и в единицах Ватты.

где

– сигнал входного напряжения;
– эталонная нагрузка (в Ом), которую блок использует для расчета значения мощности;
Avg представляет собой скользящее среднее значение мощности, когда измеритель мощности не вычисляет CCDF-измерения.

Когда измеритель мощности вычисляет CCDF-измерения, Avg представляет собой стационарную среднюю мощность по каждому каналу.

Пиковая мощность

Если вы не настроили измеритель мощности на вычисление измерений CCDF, измеритель мощности вычисляет движущуюся пиковую мощность сигнала напряжения по каждому каналу с помощью Метода скользящего окна. Если вы настроили измеритель мощности на вычисление измерений CCDF, измеритель мощности вычисляет стационарную пиковую мощность сигнала напряжения по каждому каналу.

Эти уравнения дают среднюю мощность в единицах дБм, дБВт и в единицах Ватты.

где

– сигнал входного напряжения;
– опорная нагрузка (в Ом), которую блок использует для вычисления значения мощности;
Max представляет собой скользящую пиковую мощность, когда измеритель мощности не вычисляет CCDF-измерения.

Когда измеритель мощности вычисляет CCDF-измерения, Max представляет стационарную пиковую мощность по каждому каналу.

Соотношение пиковой и средней мощности

Если вы не настроили измеритель мощности на вычисление CCDF-измерений, измеритель мощности вычисляет отношение подвижной пиковой мощности к средней мощности сигнала напряжения по каждому каналу с помощью Метода скользящего окна. Если вы настроили измеритель мощности на вычисление CCDF-измерений, измеритель мощности вычисляет отношение стационарной пиковой мощности к средней мощности сигнала напряжения по каждому каналу.

Эти уравнения дают среднюю мощность в единицах дБм, дБВт и в единицах Ватты.

где

– сигнал входного напряжения;
Avg представляет собой скользящее среднее значение мощности, когда измеритель мощности не вычисляет CCDF-измерения.

Max представляет скользящую пиковую мощность, когда измеритель мощности не вычисляет CCDF-измерения.

Относительная мощность

Измеритель мощности вычисляет относительную мощность только в том случае, если алгоритм настроен для вычисления измерений CCDF. Алгоритм использует окно бесконечной длительности для расчета относительной мощности.

Относительная мощность – это величина мощности в дБ, на которую мгновенная мощность сигнала выше средней мощности сигнала. Блок вычисляет относительную мощность с помощью следующих уравнений:

Если выходная мощность задается dBm,

Если выходная мощность задается в dBW,

Если выходная мощность задается в Watts,

где

– сигнал входного напряжения;
– опорная нагрузка (в Ом), которую блок использует для вычисления значения мощности;
– мгновенная мощность сигнала в Вт;
– средняя мощность сигнала напряжения.

Вероятность

Измеритель мощности вычисляет вероятность только тогда, когда вы настраиваете алгоритм для вычисления измерений CCDF. Вероятность в процентах означает вероятность того, что мгновенная мощность сигнала выше средней мощности сигнала на относительную мощность в дБ.