comm.RaisedCosineReceiveFilter

レイズドコサイン FIR フィルターを使用した信号間引きによるパルス整形の適用

説明

comm.RaisedCosineReceiveFilter System object™ は、レイズドコサイン有限インパルス応答 (FIR) フィルターを使用して、入力信号を間引くことによってパルス整形を適用します。FIR フィルターは、(FilterSpanInSymbols × InputSamplesPerSymbol + 1) タップ係数をもちます。

レイズドコサイン FIR フィルターを使用して、入力信号を間引くことによってパルス整形を適用するには、次を行います。

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

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter(Name,Value)

説明

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter は、レイズドコサイン FIR フィルターを使用して入力信号を間引くレイズドコサイン受信フィルター System object を返します。このフィルターは、効率的なポリフェーズ FIR 間引き構造体を使用し、ユニットエネルギーをもちます。

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter(Name,Value) は、1 つ以上の名前と値のペアを使用してプロパティを設定します。各プロパティ名を引用符で囲みます。たとえば、comm.RaisedCosineReceiveFilter('RolloffFactor',0.3) は、ロールオフ係数を 0.3 に設定してレイズドコサイン受信フィルター System object を構成します。

例

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。

`Shape` — Filter shape
`Square root` (既定値) | `Normal`

フィルターの形状。'Square root' または 'Normal' として指定します。

データ型: char | string

`RolloffFactor` — ロールオフ係数
`0.2` (既定値) | 範囲 [0, 1] のスカラー

ロールオフ係数。範囲が [0, 1] のスカラーとして指定します。

データ型: double

`FilterSpanInSymbols` — Filter span in symbols
`10` (既定値) | 正の整数

シンボル内のフィルタースパン。正の整数として指定します。オブジェクトは理想のレイズドコサインフィルターの無限インパルス応答 (IIR) を、このプロパティで指定されるシンボル数をカバーするインパルス応答に打ち切ります。

データ型: double

`InputSamplesPerSymbol` — Input samples per symbol
`8` (既定値) | 正の整数

シンボルあたりの入力サンプル数。正の整数として指定します。

データ型: double

`DecimationFactor` — 間引き係数
`8` (既定値) | 整数

間引き係数。範囲 [1, InputSamplesPerSymbol] の整数として指定します。値は InputSamplesPerSymbol に均等に分割されなければなりません。出力信号のサンプルレートは、length(Y)/length(X) が DecimationFactor と等しくなるように、間引き係数で削減されます。行列入力信号の場合、入力行の数は間引き係数の倍数でなければなりません。

データ型: double

`DecimationOffset` — Decimation offset
`0` (既定値) | 整数

間引きオフセット。範囲 [0, (DecimationFactor − 1)] の整数として指定します。このプロパティは、オブジェクトがダウンサンプリングの前に破棄する、フィルター処理されたサンプルの数を指定します。

データ型: double

`Gain` — 線形フィルターゲイン
`1` (既定値) | 正のスカラー

線形フィルターゲイン。正のスカラーとして指定します。オブジェクトは、ユニットエネルギーをもつレイズドコサインフィルターを設計し、線形フィルターゲインを適用して最終タップ係数値を取得します。

データ型: double

使用法

構文

Y = rxfilter(X)

説明

Y = rxfilter(X) は、レイズドコサイン FIR フィルターを使用して、入力信号を間引くことによってパルス整形を適用します。出力は、間引き後の信号の値で構成されます。

例

入力引数

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`X` — 入力信号
列ベクトル | 行列

入力信号。列ベクトルまたは K_i 行 N 列の行列として指定します。K_i は信号チャネルあたりの入力サンプル数、N は信号チャネルの数です。

K_i 行 N 列の行列入力の場合、オブジェクトは、入力行列の列を N 個の独立したチャネルとして扱います。

このオブジェクトは可変サイズの入力を受け入れます。オブジェクトがロックされると、各入力チャネルのサイズは変更できますが、チャネルの数は変更できません。詳細については、Variable-Size Signal Support with System Objectsを参照してください。

データ型: double | single
複素数のサポート: あり

出力引数

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`Y` — 出力信号
列ベクトル | 行列

出力信号。列ベクトルまたは K_o 行 N 列の行列として返されます。K_o は K_i / DecimationFactor と等しくなります。K_i は信号チャネルあたりの入力サンプル数、N は信号チャネルの数です。

System object は、時間の経過により各チャネルをフィルター処理し、K_o 行 N 列の出力行列を生成します。出力信号のデータ型は、入力信号のデータ型と同じです。

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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`comm.RaisedCosineReceiveFilter` に固有

`info`	フィルター System object に関する情報
`coeffs`	フィルターの係数
`cost`	Computational cost of implementing filter System object
`freqz`	離散時間フィルターの周波数応答
`grpdelay`	Group delay response of discrete-time filter
`impz`	離散時間フィルターのインパルス応答
`order`	離散時間フィルター System object の次数

すべての System object に共通

`step`	System 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。
`reset`	System object の内部状態のリセット

例

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ルートレイズドコサイン受信フィルターを使用した信号のフィルター処理

ライブスクリプトを開く

ルートレイズドコサイン (RRC) 送信フィルターの出力を、対応する RRC 受信フィルターを使用してフィルター処理します。入力信号のシンボルあたりのサンプル数は 8 です。

シンボルあたりの出力サンプル数を 8 に設定して、RRC 送信フィルターオブジェクトを作成します。

 txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter('OutputSamplesPerSymbol',8);

シンボルあたりの入力サンプル数を 8、間引き係数を 8 に設定して、RRC 受信フィルターを作成します。

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter('InputSamplesPerSymbol',8, ...
    'DecimationFactor',8);

関数 coeffs を使用して両方のフィルターのフィルター係数を決定します。

txCoef = coeffs(txfilter);
rxCoef = coeffs(rxfilter);

2 つのフィルターの振幅応答を表示します。結果には応答が同一であることが示されます。ここでは、関数freqzおよびplotを使用して振幅応答をプロットします。Filter Analyzerアプリでフィルター応答を生成することもできます。

[htx,f] = freqz(txfilter);
hrx = freqz(rxfilter);

plot(f/pi,mag2db(abs([htx hrx])))
ylabel("Magnitude (dB)")
xlabel("Normalized Frequency (\times\pi rad/sample)")
legend(["Tx" "Rx"]+" Filter")
grid
ylim([-65 15])

Figure contains an axes object. The axes object with xlabel Normalized Frequency ( times pi blank rad/sample), ylabel Magnitude (dB) contains 2 objects of type line. These objects represent Tx Filter, Rx Filter.

ランダムなバイポーラ信号を生成します。RRC 送信フィルターオブジェクトを使用して信号を内挿します。

 preTx = 2*randi([0 1],100,1) - 1;
 y = txfilter(preTx);

RRC 受信フィルターオブジェクトを使用して信号を間引きします。

 postRx = rxfilter(y);

フィルターの遅延はフィルタースパンと同じです。フィルター遅延を考慮して、プロットされたサンプルを調整し、Tx フィルター処理前の信号を Rx フィルター処理後の信号と比較します。結合された受信および送信 RRC フィルターは整合フィルターのペアを生成するため、2 つの信号は互いに重なり合います。

delay = txfilter.FilterSpanInSymbols;
x = (1:(length(preTx)-delay));
plot(x,preTx(1:end-delay),x,postRx(delay+1:end))
legend('Pre-Tx filter','Post-Rx filter')

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type line. These objects represent Pre-Tx filter, Post-Rx filter.

ルートレイズドコサイン受信フィルターのフィルタースパンの指定

ライブスクリプトを開く

6 つのシンボル区間のスパンをフィルター処理するためにインパルス応答が打ち切られているルートレイズドコサイン (RRC) フィルターを使用して、バイポーラ信号を間引きします。

フィルタースパンを 6 つのシンボルに設定して、RRC 送信 FIR フィルターを作成します。オブジェクトは、インパルス応答を 6 つのシンボルに切り詰めます。

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter(FilterSpanInSymbols=6);

ランダムなバイポーラ信号を生成します。RRC 送信 FIR フィルターオブジェクトを使用して信号をフィルター処理します。

x = 2*randi([0 1],25,1) - 1;
y = txfilter(x);

対応する RRC 受信フィルターオブジェクトを作成します。

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter(FilterSpanInSymbols=6);

impzを使用して、受信フィルターのインパルス応答をプロットします。

impz(rxfilter)

Figure contains an axes object. The axes object with title Impulse Response, xlabel n (samples), ylabel Amplitude contains an object of type stem.

送信フィルターからの出力信号を、対応する RRC 受信フィルターオブジェクトを使用してフィルター処理します。

r = rxfilter(y);

内挿信号をプロットします。結果には、データがフィルターを通過する前のフィルタースパン (6 シンボル) と同一の遅延が示されます。

stem(r)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type stem.

1 の通過帯域ゲインをもつルートレイズドコサイン受信フィルターの作成

ライブスクリプトを開く

ルートレイズドコサイン (RRC) 受信フィルターオブジェクトを作成します。freqzを使用して、フィルター応答をプロットします。結果には、線形フィルターゲインが 1 より大きいことが示されます。特に、通過帯域ゲインは 0 dB を超えています。

rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter;
freqz(rxfilter)

$Figure contains 2 axes objects. Axes object 1 with title Phase, xlabel Normalized Frequency (\times\pi rad/sample), ylabel Phase (degrees) contains an object of type line. Axes object 2 with title Magnitude, xlabel Normalized Frequency (\times\pi rad/sample), ylabel Magnitude (dB) contains an object of type line.$

オブジェクト関数coeffsを使用して、フィルター係数を取得し、フィルターゲインをユニットエネルギーに合わせて調整します。

b = coeffs(rxfilter);

1 の通過帯域ゲインをもつフィルターは、合計が 1 になるようなフィルター係数をもたなければならないため、線形フィルターゲインをフィルタータップ係数 b.Numerator の合計の逆数に設定します。

rxfilter.Gain = 1/sum(b.Numerator);

結果のフィルター係数の合計が 1 になることを確認します。

bNorm = coeffs(rxfilter);
sum(bNorm.Numerator)

ans = 
1.0000

フィルターの周波数応答をプロットします。結果には通過帯域ゲインが 0 dB (1 のゲイン) であることが示されます。

freqz(rxfilter)

拡張機能

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C/C++ コード生成
MATLAB® 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:

MATLAB コード生成における System object (MATLAB Coder)を参照してください。

comm.RaisedCosineReceiveFilter System object は、次の条件下で Intel AVX2 テクノロジーを使用した SIMD コード生成をサポートします。

入力信号が実数のフィルター係数をもつ実数値である。
入力信号が実数または複素数のフィルター係数をもつ複素数値である。
入力信号のデータ型が single または double である。

SIMD テクノロジーにより、生成コードのパフォーマンスが大幅に向上します。詳細については、Generate SIMD Code from MATLAB Functions for Intel Platforms (Embedded Coder)を参照してください。

バージョン履歴

R2013b で導入

参考

comm.RaisedCosineReceiveFilter

説明

作成

構文

説明

プロパティ

Shape — Filter shape Square root (既定値) | Normal

RolloffFactor — ロールオフ係数 0.2 (既定値) | 範囲 [0, 1] のスカラー

FilterSpanInSymbols — Filter span in symbols 10 (既定値) | 正の整数

InputSamplesPerSymbol — Input samples per symbol 8 (既定値) | 正の整数

DecimationFactor — 間引き係数 8 (既定値) | 整数

DecimationOffset — Decimation offset 0 (既定値) | 整数

Gain — 線形フィルター ゲイン 1 (既定値) | 正のスカラー

使用法

構文

説明

入力引数

X — 入力信号 列ベクトル | 行列

出力引数

Y — 出力信号 列ベクトル | 行列

オブジェクト関数

comm.RaisedCosineReceiveFilter に固有

すべての System object に共通

例

ルート レイズド コサイン受信フィルターを使用した信号のフィルター処理

ルート レイズド コサイン受信フィルターのフィルター スパンの指定

1 の通過帯域ゲインをもつルート レイズド コサイン受信フィルターの作成

拡張機能

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

バージョン履歴

参考

オブジェクト

関数

トピック

`Shape` — Filter shape
`Square root` (既定値) | `Normal`

`RolloffFactor` — ロールオフ係数
`0.2` (既定値) | 範囲 [0, 1] のスカラー

`FilterSpanInSymbols` — Filter span in symbols
`10` (既定値) | 正の整数

`InputSamplesPerSymbol` — Input samples per symbol
`8` (既定値) | 正の整数

`DecimationFactor` — 間引き係数
`8` (既定値) | 整数

`DecimationOffset` — Decimation offset
`0` (既定値) | 整数

`Gain` — 線形フィルターゲイン
`1` (既定値) | 正のスカラー

`X` — 入力信号
列ベクトル | 行列

`Y` — 出力信号
列ベクトル | 行列

`comm.RaisedCosineReceiveFilter` に固有

ルートレイズドコサイン受信フィルターを使用した信号のフィルター処理

ルートレイズドコサイン受信フィルターのフィルタースパンの指定

1 の通過帯域ゲインをもつルートレイズドコサイン受信フィルターの作成

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