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comm.RaisedCosineTransmitFilter

レイズド コサイン FIR フィルターを使用した信号の内挿によるパルス整形の適用

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説明

comm.RaisedCosineTransmitFilter 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、入力信号を内挿する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 × OutputSamplesPerSymbol + 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内挿してパルス整形を適用するには、次のようにします。

  1. comm.RaisedCosineTransmitFilter 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

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter(Name,Value)

説明

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter 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内挿する、レイズド コサイン送信 FIR 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 内挿構造体を使用し、ユニット エネルギーをもちます。

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter(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.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',15) では、フィルター スパンが 15 シンボルに設定されたレイズド コサイン送信フィルター System object が設定されます。

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。

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

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

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

シンボルあたりの出力サンプル数。正の整数として指定します。

データ型: double

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 = txfilter(X)

説明

y = txfilter(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内挿してパルス整形を適用します。出力は、内挿後の信号の値で構成されます。

例

入力引数

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入力信号。列ベクトルまたは Ki 行 N 列の行列として指定します。Ki 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。

Ki 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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出力ベクトル。Ko 行 N 列の行列として指定します。Ko は Ki × OutputSamplesPerSymbol と等しくなります。Ki 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。

オブジェクトは、1 番目の次元全体で各チャネルを内挿およびフィルター処理し、Ko 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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infoフィルター System object に関する情報
coeffsフィルターの係数
costComputational cost of implementing filter System object
freqz離散時間フィルターの周波数応答
fvtoolフィルターの周波数応答のプロット
grpdelayGroup 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
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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ライブ スクリプトを開く

スクエア ルート レイズド コサイン (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、フィルター処理された信号のスペクトルを表示します。

1 秒あたり 1e6 シンボルのシンボル レートでランダムなバイポーラ シンボルを作成します。 

data = 2*randi([0 1],1e6,1) - 1;

RRC 送信フィルター オブジェクトを作成します。既定では、フィルターが平方根の形状に設定され、シンボルあたりのサンプル数が 8 に設定されます。

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter
txfilter = 
  comm.RaisedCosineTransmitFilter with properties:

                     Shape: 'Square root'
             RolloffFactor: 0.2000
       FilterSpanInSymbols: 10
    OutputSamplesPerSymbol: 8
                      Gain: 1

RRC フィルターを使ってデータをフィルター処理します。

filteredData = txfilter(data);

8e6 サンプル レートでスペクトル アナライザー オブジェクトを作成します。このサンプル レートは、フィルター処理された信号のサンプル レートと一致します。

spectrumAnalyzer = spectrumAnalyzer(SampleRate=8e6);

スペクトル アナライザー オブジェクトを使用して、フィルター処理された信号のスペクトルを表示します。

spectrumAnalyzer(filteredData)
release(spectrumAnalyzer)

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さまざまなフィルター スパンでスクエア ルート レイズド コサイン (RRC) フィルターから内挿された信号を作成します。さまざまなフィルター設計の振幅応答を調査します。

さまざまなフィルター スパンを設定する RRC フィルター オブジェクトを作成します。 

txfilt2 = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',2);
txfilt4 = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',4);
txfilt6 = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',6);
txfilt8 = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',8);
txfilt16 = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',16);

オブジェクト関数coeffsおよびfreqzを使用して、さまざまなフィルター スパンのフィルター応答を取得します。さまざまなフィルター スパンの振幅応答をプロットします。

n  = 512; % Number of points to compute frequency response
[h2,w2] = freqz(coeffs(txfilt2).Numerator,n);
[h4,w4] = freqz(coeffs(txfilt4).Numerator,n);
[h6,w6] = freqz(coeffs(txfilt6).Numerator,n);
[h8,w8] = freqz(coeffs(txfilt8).Numerator,n);
[h16,w16] = freqz(coeffs(txfilt16).Numerator,n);

plot([w2 w4 w6 w8 w16]/(pi), ...
    mag2db(abs([h2 h4 h6 h8 h16])))
grid
xlabel("Frequency (Hz)")
ylabel("Attenuation (dB)")
legend('Span 2 symbols','Span 4 symbols','Span 6 symbols', ...
    'Span 8 symbols','Span 16 symbols')

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ルート レイズド コサイン (SRRC) 送信フィルター System object™ を作成してから、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 より大きくなります。 

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter;
freqz(txfilter)

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(txfilter);

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。

txfilter.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(txfilter);
sum(bNorm.Numerator)
ans = 1.0000

フィルターの周波数応答をもう一度プロットします。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(txfilter)

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ポリフェーズ分解を使用するマルチレート フィルターを作成する場合、関数 polyphase を使用すると、成分を行列の行として返して成分のフィルターを個別に解析できます。出力引数を指定して polyphase を使用すると、行単位でサブフィルターが定義されたポリフェーズ分解を含む行列が返されます。

rcfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter;
p = polyphase(rcfilter)
p = 8×11

   -0.0060    0.0097   -0.0133    0.0165   -0.0186    0.3729   -0.0186    0.0165   -0.0133    0.0097   -0.0060
   -0.0051    0.0058   -0.0041   -0.0029    0.0297    0.3621   -0.0524    0.0301   -0.0190    0.0112         0
   -0.0029   -0.0000    0.0075   -0.0255    0.0892    0.3308   -0.0707    0.0368   -0.0206    0.0105         0
    0.0004   -0.0068    0.0196   -0.0477    0.1552    0.2823   -0.0742    0.0364   -0.0184    0.0079         0
    0.0043   -0.0134    0.0300   -0.0653    0.2218    0.2218   -0.0653    0.0300   -0.0134    0.0043         0
    0.0079   -0.0184    0.0364   -0.0742    0.2823    0.1552   -0.0477    0.0196   -0.0068    0.0004         0
    0.0105   -0.0206    0.0368   -0.0707    0.3308    0.0892   -0.0255    0.0075   -0.0000   -0.0029         0
    0.0112   -0.0190    0.0301   -0.0524    0.3621    0.0297   -0.0029   -0.0041    0.0058   -0.0051         0

成分のフィルターを個別に解析するには、対応するポリフェーズ成分ベクトルで解析関数の 1 つを使用します。たとえば、最初の成分のフィルターのインパルス応答をプロットするには、ポリフェーズ行列の最初のベクトルに対してimpzを使用します。

impz(p(1,:))

拡張機能

バージョン履歴

R2013b で導入

参考

オブジェクト

関数

トピック