comm.PSKModulator

(削除予定) M-PSK 法を使用した信号の変調

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comm.PSKModulator は将来のリリースで削除される予定です。代わりに pskmod を使用してください。コードの更新の詳細については、バージョン履歴を参照してください。

説明

PSKModulatorSystem object™ は、M-ary 位相偏移変調 (M-PSK) 法を使用して変調します。出力は、変調信号のベースバンド表現です。

M-PSK 法を使用して信号を変調するには、次を行います。

  1. comm.PSKModulator オブジェクトを作成し、そのプロパティを設定します。

  2. 関数と同様に、引数を指定してオブジェクトを呼び出します。

System object の機能の詳細については、System object とはを参照してください。

作成

構文

mpskmod = comm.PSKModulator
mpskmod = comm.PSKModulator(Name=Value)
mpskmod = comm.PSKModulator(M,phase,Name=Value)
mpskmod = comm.PSKModulator(M,phase,Name=Value)

説明

mpskmod = comm.PSKModulator は、M-ary 位相偏移変調 (M-PSK) 法を使用して、入力信号を変調する変調器 System object を作成します。

mpskmod = comm.PSKModulator(Name=Value) は、名前と値の引数を 1 つ以上使用してプロパティを設定します。たとえば、BitInput=true は、入力値がバイナリでなければならないことを指定します。

mpskmod = comm.PSKModulator(M,phase,Name=Value) は、ModulationOrder プロパティを M に設定し、オプションで名前と値の引数を設定します。

例

mpskmod = comm.PSKModulator(M,phase,Name=Value) は、ModulationOrder プロパティを M に、PhaseOffset プロパティを phase に設定し、さらにオプションで名前と値の引数を設定します。phase をラジアン単位で指定します。

プロパティ

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特に指定がない限り、プロパティは "調整不可能" です。つまり、オブジェクトの呼び出し後に値を変更することはできません。オブジェクトは呼び出すとロックされ、ロックを解除するには関数 release を使用します。

プロパティが "調整可能" の場合、その値をいつでも変更できます。

プロパティ値の変更の詳細については、System object を使用した MATLAB でのシステム設計を参照してください。

信号コンスタレーション点の数。正の整数として指定します。

データ型: double

コンスタレーションの 0 番目の点の位相 (ラジアン単位)。スカラーとして指定します。

例: PhaseOffset=0 とすると、QPSK 信号コンスタレーション点が座標軸上で {(1,0), (0,j), (-1,0), (0,-j)} に配置されます。

データ型: double

ビットで入力するためのオプション。数値または logical 0 (false) または 1 (true) として指定します。

  • このプロパティを false に設定する場合、入力値は範囲 [0, M–1] の整数でなければなりません。ここで、M は ModulationOrder です。

  • このプロパティを true に設定する場合、入力値はバイナリでなければならず、入力ベクトルの長さはシンボルあたりのビット数 log2(M) の整数倍でなければなりません。log2(M) ビットのグループがシンボルにマッピングされます。ここで、最初のビットは MSB を表し、最後のビットは LSB を表します。

    .

データ型: logical

コンスタレーション ビットのシンボルの符号化マッピング。'Gray'、'Binary'、または 'Custom' として指定します。各整数または log2(ModulationOrder) ビットの各グループは、1 つのシンボルに対応します。

  • このプロパティを 'Gray' に設定すると、オブジェクトはシンボルをグレイ符号の信号コンスタレーションにマッピングします。

  • このプロパティを 'Binary' に設定すると、オブジェクトはシンボルを通常のバイナリ符号の信号コンスタレーションにマッピングします。具体的には、複素数値 ej(PhaseOffset + (2πm/ModulationOrder)) です。ここで、m は [0, (ModulationOrder – 1)] の範囲の整数です。

  • このプロパティを 'Custom' に設定すると、オブジェクトはシンボルを CustomSymbolMapping プロパティで定義された信号コンスタレーションにマッピングします。

カスタム シンボル符号化。ModulationOrder の値と長さが等しく、範囲 [0, (ModulationOrder – 1)] の一意の値をもつ整数ベクトルとして指定します。このベクトルの最初の要素は 0 + PhaseOffset の角度にあるコンスタレーション点に対応し、続く要素は反時計回りに実行されます。最後の要素は、角度 –2π/ModulationOrder + PhaseOffset のコンスタレーション点に対応します。

依存関係

このプロパティを有効にするには、SymbolMapping プロパティを 'Custom' に設定します。

データ型: double

出力のデータ型。'double'、'single'、または 'Custom' として指定します。

固定小数点プロパティ

出力信号の固定小数点データ型。Signedness プロパティが Auto に設定された numerictype オブジェクトとして指定します。このタイプのオブジェクトを作成するには、関数 numerictype (Fixed-Point Designer) を使用します。

依存関係

このプロパティを有効にするには、OutputDataType プロパティを 'Custom' に設定します。

使用法

構文

mpsksignal = mpskmod(insignal)

説明

mpsksignal = mpskmod(insignal) は、M-PSK 法を使用して入力信号を変調します。出力は変調した M-PSK ベースバンド信号です。

入力引数

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入力信号。整数またはビットの列ベクトルとして指定します。BitInput プロパティで、必要とされる入力値およびベクトルの長さを指定します。

データ型: double

出力引数

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M-PSK 変調されたベースバンド信号。複素数値のコンスタレーション シンボルから成るスカラーまたはベクトルとして返されます。OutputDataType プロパティは、出力のデータ型を指定します。

オブジェクト関数

オブジェクト関数を使用するには、System object を最初の入力引数として指定します。たとえば、obj という名前の System object のシステム リソースを解放するには、次の構文を使用します。

release(obj)

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constellation理想的な信号コンスタレーションの計算またはプロット
stepSystem object のアルゴリズムの実行
releaseリソースを解放し、System object のプロパティ値と入力特性の変更を可能にします。
resetSystem object の内部状態のリセット

例

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カスタムのシンボル マッピングを使用する、16-PSK 変調器と 16-PSK 復調器の System object を作成します。AWGN チャネルの BER を見積もり、性能を理論上のグレイ符号化 PSK システムと比較します。

16-PSK 変調スキームのカスタムのシンボル マッピングを作成します。16 個の整数シンボルは、範囲 [0, 15] の値でなければなりません。

custMap = [0 2 4 6 8 10 12 14 15 13 11 9 7 5 3 1];

配列 custMap で定義されているカスタムのシンボル マッピングをもつ 16-PSK 変調器と 16-PSK 復調器のペアを作成します。

pskModulator = comm.PSKModulator(16,'BitInput',true, ...
    'SymbolMapping','Custom','CustomSymbolMapping',custMap);
pskDemodulator = comm.PSKDemodulator(16,'BitOutput',true, ...
    'SymbolMapping','Custom','CustomSymbolMapping',custMap);

16 配列データを使用するために AWGN Channel System object を作成します。

awgnChannel = comm.AWGNChannel('BitsPerSymbol',log2(16));

BER 統計を追跡するためのエラー レート オブジェクトを作成します。

errorRate = comm.ErrorRate;

シミュレーションのベクトルを初期化します。 E b / N 0 を、6 dB から 18 dB まで 1 dB 刻みで変化させます。

ebnoVec = 6:18;
ber = zeros(size(ebnoVec));

変調したバイナリ データ AWGN チャネル経由で渡し、受信した信号を復調し、誤り統計を収集して BER を見積もります。

for n = 1:length(ebnoVec)
    
    % Reset the error counter for each Eb/No value
    reset(errorRate)
    % Reset the array used to collect the error statistics
    errVec = [0 0 0];
    % Set the channel Eb/No
    awgnChannel.EbNo = ebnoVec(n);
    
    while errVec(2) < 200 && errVec(3) < 1e7
        % Generate a 1000-symbol frame
        data = randi([0 1],4000,1);
        % Modulate the binary data
        modData = pskModulator(data);
        % Pass the modulated data through the AWGN channel
        rxSig = awgnChannel(modData);
        % Demodulate the received signal
        rxData = pskDemodulator(rxSig);
        % Collect the error statistics
        errVec = errorRate(data,rxData);
    end
    
    % Save the BER data
    ber(n) = errVec(1);
end

関数berawgnを使用して AWGN チャネルの理論上の BER データを生成します。

berTheory = berawgn(ebnoVec,'psk',16,'nondiff');

次のコードを使用して、シミュレートされた結果と理論上の結果をプロットします。シミュレートされたカスタム シンボル マッピングの 16-PSK 変調の BER 性能は、グレイ符号の理論予測曲線ほど良くありません。

figure
semilogy(ebnoVec,[ber; berTheory])
xlabel('Eb/No (dB)')
ylabel('BER')
grid
legend('Simulation','Theory','location','ne')

アルゴリズム

高次の PSK コンスタレーションの場合、バイナリ順序のシンボル マッピングを使用した M-ary PSK 信号の複素ベースバンド形式は次のようになります。

sm(t)=exp(j(2πmM+ϕ)); m∈{0,1,…,M−1}.

入力がビット用に構成されている場合、log2(M) ビットのグループが、構成されたシンボル マッピングの複素シンボルを表します。マッピングは、バイナリ符号化、グレイ符号化、またはカスタム符号化できます。

グレイ符号化には、隣接するコンスタレーション点間で変化するビットが 1 つだけであるという利点があるため、ビット エラー レート性能が向上します。

この 8-PSK コンスタレーションではグレイ符号化されたシンボル マッピングが使用されます。

4 を超える変調次数の場合、AWGN 環境下での PSK のビット エラー レートのパフォーマンスが低下します。このグレイ符号化されたマッピングのビット エラー レート プロットでは、QPSK と BPSK の曲線が相互に重なり合っています。

参照

[1] Proakis, John G. Digital Communications. 4th ed. New York: McGraw Hill, 2001.

拡張機能

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バージョン履歴

R2012a で導入

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参考

関数

オブジェクト

ブロック