comm.RectangularQAMTCMModulator

畳み込み符号化器を使用したバイナリ データの符号化および矩形 QAM コンスタレーションへの結果のマッピング

説明

comm.RectangularQAMTCMModulator System object™ は、畳み込み符号を使用してバイナリ入力信号を符号化し、その結果を矩形直交振幅変調 (QAM) 信号コンスタレーションにマッピングすることにより、トレリス符号化変調 (TCM) を実装します。TCM の詳細については、アルゴリズムのセクションを参照してください。

畳み込み符号を使用してバイナリ データを符号化し、その結果を矩形 QAM コンスタレーションにマッピングするには、次のようにします。

1. comm.RectangularQAMTCMModulator 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

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator(trellis)

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator(___,Name=Value)

説明

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator は、矩形 QAM TCM 変調器 System object qamtcmMod を作成します。このオブジェクトは、畳み込み符号化器を使用してバイナリ入力信号を符号化し、その結果を矩形 QAM コンスタレーションにマッピングします。

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator(trellis) はさらに、TrellisStructure プロパティを trellis に設定します。

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator(___,Name=Value) は、前述の任意の構文を使用して矩形 QAM TCM 変調器 System object を作成し、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、comm.RectangularQAMTCMModulator(ModulationOrder=8) は、信号コンスタレーションの点の数を 8 に設定します。

プロパティ

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。

TrellisStructure — 畳み込み符号のトレリス構造体

poly2trellis([3 1 1], [ 5 2 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1]) (既定値) | 構造体

畳み込み符号のトレリス構造体。畳み込み符号のトレリス表現を含む MATLAB^® 構造体として指定します。トレリス構造体が有効かどうかを確認するには、関数 istrellis を使用します。

トレリス構造体には次のフィールドがあります。

numInputSymbols — 符号化器への入力シンボルの数

2^K

符号化器への入力シンボルの数。2^K と等しい整数として指定します。ここで、K は入力ビット ストリームの数です。

numOutputSymbols — 符号化器からの出力シンボルの数

2^N

符号化器からの出力シンボルの数。2^N と等しい整数として指定します。ここで、N は出力ビット ストリームの数です。

numStates — 符号化器内の状態の数

2 のべき乗

符号化器内の状態の数。2 のべき乗として指定します。

nextStates — 次の状態

整数の行列

現在の状態と現在の入力のすべての組み合わせの次の状態。整数の行列として指定します。行列のサイズは numStates 行 2^K 列でなければなりません。

outputs — 出力

8 進数の行列

現在の状態と現在の入力のすべての組み合わせの出力。8 進数の行列として指定します。行列のサイズは numStates 行 2^K 列でなければなりません。

データ型: struct

TerminationMethod — 符号化フレームの終了方法

"Continuous" (既定値) | "Truncated" | "Terminated"

符号化フレームの終了方法。次のオプションのいずれかとして指定します。

• "Continuous" — オブジェクトは入力ベクトルの最後に符号化器の状態を保持して、次の入力ベクトルで使用できるようにします。

• "Truncated" — オブジェクトは各入力ベクトルを個別に扱います。各入力ベクトルの開始時に符号化器はすべて 0 の状態にリセットされます。

• "Terminated" — オブジェクトは各入力ベクトルを個別に扱います。ただし、オブジェクトは、個々の入力ベクトルごとに追加のビットを使用することで、符号化器をベクトルの終了時にすべて 0 の状態にリセットします。符号化率 K/N の符号に対して、畳み込み符号化器は、$$\frac{N\times (L+S)}{K}$$ で指定された長さのベクトルを出力します。ここで、S = constraintLength – 1 (または、拘束長が複数ある場合は S = sum(constraintLength(i) – 1)) です。L は入力の長さを示します。

ResetInputPort — 変調器リセット入力

false または 0 (既定値) | true または 1

変調器リセット入力。logical の 0 (false) または 1 (true) として指定します。追加の入力を使用してオブジェクトを呼び出すには、このプロパティを true に設定します。リセット入力値が非ゼロの場合、符号化器の内部状態は初期条件にリセットされます。

依存関係

このプロパティを有効にするには、TerminationMethod プロパティを "Continuous" に設定します。

ModulationOrder — 信号コンスタレーション点の数

16 (既定値) | 4 | 8 | 32 | 64

信号コンスタレーション点の数。4、8、16、32、または 64 として指定します。ModulationOrder プロパティの値は QAM TCM 変調器の畳み込み符号化器からの出力シンボルとして想定される数に等しくなければなりません。そのため、ModulationOrder プロパティの値は、符号化率 K/N の畳み込み符号の 2^N に等しくなければなりません。

データ型: single | double

OutputDataType — 出力のデータ型

"double" (既定値) | "single"

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

使用法

構文

Y = qamtcmMod(X)

Y = qamtcmMod(X,R)

説明

Y = qamtcmMod(X) は、矩形 QAM TCM を入力データ X に適用し、トレリス符号化矩形直交振幅変調データ Y を返します。

Y = qamtcmMod(X,R) は、非ゼロのリセット信号 R を入力したときに、矩形 QAM TCM 変調器オブジェクトの符号化器をすべて 0 の状態にリセットします。この構文は、ResetInputPort プロパティの値を true に設定した場合に適用されます。

入力引数

X — 入力バイナリ データ

列ベクトル

入力バイナリ データ。列ベクトルとして指定します。X のデータ型は、数値、logical、または語長 1 の符号なし固定小数点 (fi オブジェクト) でなければなりません。符号化率 K/N の符号の場合、入力ベクトル X の長さは、正の整数 Q に対して K×L (L に等しい) でなければなりません。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | logical | fi

R — リセット信号

false または 0 (既定値) | true または 1 | 数値スカラー

リセット信号。logical 0 (false)、logical 1 (true)、または数値スカラーとして指定します。

依存関係

この引数を使用するには、ResetInputPort プロパティを true に設定します。

データ型: double | logical

出力引数

Y — 出力データ

列ベクトル

出力データ。列ベクトルとして返されます。Y の長さは Q です。出力データのデータ型は、OutputDataType プロパティによって異なります。

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)

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

矩形 QAM TCM を使用してデータを変調する

矩形 16-QAM TCM 変調を使用してデータを変調し、散布図を表示します。

ランダムなバイナリ データを生成します。データ ベクトルの長さは、符号化器への入力ストリームの数、log2(8) = 3 の倍数の整数でなければなりません。

data = randi([0 1],3000,1);

矩形 16-QAM TCM 変調器 System object™ を作成します。

qamtcmMod = comm.RectangularQAMTCMModulator;

データを変調します。

modData = qamtcmMod(data);

変調データをプロットします。

scatterplot(modData)

アルゴリズム

トレリス符号化矩形 QAM 変調は、集合分割手法を使用して、畳み込み符号化器の結果を矩形 QAM 信号コンスタレーションにマッピングします。トレリス符号変調方式では、コンスタレーションを剰余と呼ばれるサブセットに分割して、各剰余のポイント ペア間の最短距離を最大化します。

次の図は、M-ary の数が 16、32、または 64 の場合について、オブジェクトが使用する集合分割された信号コンスタレーションをラベル付きで示しています。

参照

[1] Biglieri, E., D. Divsalar, P.J. McLane, and M.K. Simon. Introduction to Trellis-Coded Modulation with Applications. New York: Macmillan, 1991.

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

[3] Ungerboeck, G. “Channel Coding with Multilevel/Phase Signals.” IEEE^® Transactions on Information Theory IT28 (Jan. 1982): 55–67.

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。

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。

バージョン履歴

R2012a で導入

参考

オブジェクト

• comm.RectangularQAMTCMDemodulator | comm.PSKTCMModulator | comm.GeneralQAMTCMModulator | comm.ConvolutionalEncoder

ブロック

• General TCM Encoder | M-PSK TCM Encoder | Rectangular QAM TCM Encoder