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

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。

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。
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。

`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

`OutputSamplesPerSymbol` — Output samples per symbol
`8` (既定値) | 正の整数

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

`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 = 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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`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

出力ベクトル。K_o 行 N 列の行列として指定します。K_o は K_i × OutputSamplesPerSymbol 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。

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、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.RaisedCosineTransmitFilter` 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フィルターを使用した信号の内挿

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)

振幅応答へのフィルタースパンの影響の調査

ライブスクリプトを開く

さまざまなフィルタースパンで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')

Figure contains an axes object. The axes object with xlabel Frequency (Hz), ylabel Attenuation (dB) contains 5 objects of type line. These objects represent Span 2 symbols, Span 4 symbols, Span 6 symbols, Span 8 symbols, Span 16 symbols.

1 の通過帯域ゲインをもつルートレイズドコサイン送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) 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)

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

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(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)

RRC フィルターのポリフェーズ行列の確認

ライブスクリプトを開く

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,:))

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

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.RaisedCosineTransmitFilter 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.RaisedCosineTransmitFilter

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

OutputSamplesPerSymbol — Output samples per symbol 8 (既定値) | 正の整数

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.RaisedCosineTransmitFilter に固有

すべての System object に共通

例

ルート レイズド コサイン フィルターを使用した信号の内挿

振幅応答へのフィルター スパンの影響の調査

1 の通過帯域ゲインをもつルートレイズドコサイン送信フィルターの作成

RRC フィルターのポリフェーズ行列の確認

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

`OutputSamplesPerSymbol` — Output samples per symbol
`8` (既定値) | 正の整数

`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.RaisedCosineTransmitFilter` に固有

ルートレイズドコサインフィルターを使用した信号の内挿

振幅応答へのフィルタースパンの影響の調査

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。