Barker Code Generator

R2026a

バイポーラバーカー符号の生成

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ライブラリ:
Communications Toolbox
Communications Toolbox / Comm Sources / Sequence Generators

説明

Barker Code Generator ブロックはバイポーラバーカー符号を生成します。長さが短く低相関のサイドローブにより、バーカー符号はデジタル通信システムのフレーム同期で有用です。詳細については、バーカー符号を参照してください。

例

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さまざまな符号長のバーカー符号の生成

この例では次を使用します。

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cm_ex_various_barker_code_length モデルは Barker Code Generator ブロックからの出力を表示します。このブロックは、サンプル時間 1 でのフレームあたりのサンプル数を 15、符号長を 3、4、7、および 13 に設定して構成されています。プロットには、必要に応じて、15 サンプルのフレームを埋めるように符号シーケンスの繰り返しが表示されます。

バーカー符号シーケンスをプロットします。各 Barker Code Generator ブロックは、15 のサンプルがある 1 つのフレームを出力します。符号シーケンスを比較して、符号がフレームを埋めるように繰り返されていることを確認できます。

フレームでのバーカー符号プリアンブルの検出

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7 ビットのバーカー符号プリアンブルと 14 ビットのペイロードフィールドで構成された 2 つのフレームを構築します。プリアンブルの位置を検出するために、Preamble Detector ブロックを使用します。

このモデルは、Preamble Detector ブロックによるバーカー符号プリアンブルの検出に基づいて、検出された各プリアンブルの最後のビットのインデックス位置を表示します。モデルを読み込み、ランタイムプリアンブル設定を構成するには、コールバック関数を使用します。詳細については、モデルコールバック (Simulink)を参照してください。

モデルの読み込み時に、PostLoadFcn コールバックによって Preamble Detector ブロックのプリアンブル値が初期化されます。

ランタイム実行のために、InitFcn コールバックによって Barker Code Generator ブロックからのプリアンブルのランタイム設定が取得されます。

Barker Code Generator ブロックは、バイポーラ (-1,1) 信号を出力します。この信号は、Preamble Detector ブロックに使用するためユニポーラ (0,1) に変換しなければなりません。モデルを実行すると、ディスプレイに 2 つのプリアンブルの最後の位置に対応する数字 7 と 28 が表示されます。

拡張例

バーカー符号プリアンブルを使用したフレーム同期

長さ 13 のバーカー符号フレームプリアンブルをデータビットのフレーム同期に使用します。

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端子

出力

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output — バーカー符号フレーム
列ベクトル

バーカー符号フレーム。列ベクトルとして返されます。フレーム長がバーカー符号の長さを超える場合、ブロックはバーカー符号を繰り返してフレームを埋めます。

依存関係

[出力データ型] パラメーターを使用して、出力のデータ型を設定します。

パラメーター

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ブロックパラメーターを対話的に編集するには、プロパティインスペクターを使用します。Simulink^® ツールストリップの [シミュレーション] タブの [準備] ギャラリーで [プロパティインスペクター] を選択します。

符号長 — 生成符号の長さ
`7` (既定値) | `2` | `3` | `4` | `5` | `11` | `13`

生成される符号の長さ。、2、3、4、5、7、11、または 13 として指定します。詳細については、バーカー符号を参照してください。

例: 2 はバーカー符号 [–1;1] を出力します。

サンプル時間 — 出力サンプル時間
`1` (既定値) | -1 | 正のスカラー

正のスカラーは、出力信号の各サンプル間の時間を秒単位で指定します。[サンプル時間] を -1 に設定すると、出力信号は下流からサンプル時間を継承します。[サンプル時間] パラメーターと [フレームあたりのサンプル数] パラメーターの関係の詳細については、サンプルタイミングを参照してください。

フレームあたりのサンプル数 — 出力フレームあたりのサンプル数
`1` (既定値) | 正の整数

出力フレームあたりのサンプル数。正の整数として指定します。[フレームあたりのサンプル数] が M の場合、ブロックは、長さ N のバーカー符号シーケンスで構成される M 個のサンプルを含むフレームを出力します。N は生成される符号の長さで、[Code length] パラメーターで設定されます。M が N の整数倍でない場合、連続したフレームは、フレーム境界を越えてバーカー符号の連続性を維持します。

[サンプル時間] と [フレームあたりのサンプル数] の関係の詳細については、サンプルタイミングを参照してください。

出力データ型 — 出力データ型
`double` (既定値) | `int8`

出力のデータ型。double または int8 を指定します。

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ
`コード生成` (既定値) | `インタープリター型実行`

実行するシミュレーションのタイプ。[コード生成] または [インタープリター型実行] として指定します。

コード生成 — 生成された C コードを使用してモデルをシミュレートします。シミュレーションの初回実行時、Simulink は対象ブロックの C コードを生成します。このモデルは、モデルが変更されない限り以降のシミュレーションで C コードを再利用します。このオプションを使用すると、シミュレーションの起動時間は長くなりますが、以降のシミュレーションの速度は [インタープリター型実行] オプションを使用した場合よりも速くなります。
インタープリター型実行 — MATLAB^® インタープリターを使用してモデルをシミュレートします。このオプションを使用すると、起動時間が短縮されますが、以降のシミュレーションの速度は [コード生成] オプションを使用した場合よりも遅くなります。このモードで、ブロックのソースコードをデバッグできます。

詳細については、インタープリター型実行とコード生成 (Simulink)を参照してください。

ブロックの特性

データ型	`double` \| `integer`
多次元信号	`なし`
可変サイズの信号	`なし`

詳細

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バーカー符号

バーカー符号は、最大の自己相関列をもちます。これには、1 を超えないオフピークの自己相関が含まれます。

"相関サイドローブ" は、コードワードと時間シフトしたコードワードの相関です。N シンボル符号シーケンス {X_j} の k シンボルシフトの相関サイドローブ C_k は、次の式によって求められます。

$C_{k} = \sum_{j = 1}^{N - k} X_{j} X_{j + k}$

j=1、2、3、...、N の場合、X_j は +1 または –1 に等しい個別の符号シンボルです。隣接するシンボルは 0 と見なされます。

出力される符号は、0 および 1 が 1 および –1 にマップされたバイポーラ形式です。既知の最大バーカー符号長は 13 です。長さが短く低相関のサイドローブにより、バーカー符号はデジタル通信システムのフレーム同期で有用です。バーカー符号生成器は、次の表に示すバーカー符号を出力します。

バーカー符号の長さ	バーカー符号	サイドローブレベル
`2`	[–1; 1]	–6 dB
`3`	[–1; –1; 1]	–9.5 dB
`4`	[–1; –1; 1; –1]	–12 dB
`5`	[–1; –1; –1; 1; –1]	–14 dB
`7`	[–1; –1; –1; 1; 1; –1; 1]	–16.9 dB
`11`	[–1; –1; –1; 1; 1; 1; –1; 1; 1; –1; 1]	–20.8 dB
`13`	[–1; –1; –1; –1; –1; 1; 1; –1; –1; 1; –1; 1; –1]	–22.3 dB

サンプルタイミング

出力更新間の時間は、[フレームあたりのサンプル数] と [サンプル時間] パラメーター値の積に等しくなります。たとえば、[サンプル時間] と [フレームあたりのサンプル数] のそれぞれが 1 に等しい場合、ブロックは毎秒 1 サンプルを出力します。[フレームあたりのサンプル数] を 10 に増やすと、ブロックは 10 秒ごとに 10 行 1 列のベクトルを出力します。このタイミングにより、同等の出力レートが [フレームあたりのサンプル数] パラメーターに依存しないことが確実になります。

参照

[1] Sklar, Bernard, and Fred Harris. Digital Communications: Fundamentals and Applications. Third edition, Pearson, 2021.

拡張機能

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C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

整数のみのコード生成はサポートされません。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

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R2026a: 長さ 1 のバーカー符号生成のサポートの削除

Barker Code Generator ブロックでは、長さ 1 の符号の生成がサポートされなくなりました。代わりに、定数値 -1 を使用できます。有効な [符号長] パラメーターの値は、2、3、4、5、7、11、または 13 です。

R2020a: 自動的にこのブロックを現在のバージョンに更新する既存モデル

R2020a 以降、Simulink では R2015b より前で利用可能だったバージョンの Barker Code Generator ブロックは使用できなくなりました。

既存のモデルはソースブロックは連続する時間サンプルのフレームをフレーム属性を使用せずに出力するで通知されたバージョンの Barker Code Generator ブロックを読み込むように自動的に更新されます。

Barker Code Generator

説明