comm.SampleRateOffset
説明
comm.SampleRateOffset System object™ は、サンプル レート オフセットを入力信号に適用します。サンプル レート オフセットを適用することは、ADC のクロック レートを変更することと同じです。
サンプル レート オフセットを信号に適用するには、次のようにします。
comm.SampleRateOffset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
プロパティ
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)
例
パラメーターと入力信号を設定します。
M = 16; % Modulation order offset = 50; % Parts per million data = (0:M-1)'; % Input signal refconst = qammod(data,M); % Reference constellation points
サンプル レート オフセットとコンスタレーション ダイアグラムの System object を作成します。
sro = comm.SampleRateOffset(offset); constdiagram = comm.ConstellationDiagram( ... 'ReferenceConstellation',refconst, ... 'XLimits',[-5 5], ... 'YLimits',[-5 5], ... 'Title','Signal with Offset Sample Rate');
ランダム データに 16-QAM 変調を適用してから、変調後の信号にサンプル レート オフセットを適用します。基準コンスタレーション、およびサンプル レート オフセットが適用された信号をプロットします。
modData = qammod(repmat(data,100,1),M); impairedData = sro(modData); constdiagram(impairedData)
30 kHz のシングル トーン正弦波にサンプル レート オフセットを適用します。正および負のサンプル レート オフセットを適用してから、送受信トーン間の周波数の差を計算し、オフセットを確認します。
30 kHz のシングル トーンを生成します。
f = 30e3; samplerate = 100e3; src = dsp.SineWave('Frequency',f, ... 'SampleRate',samplerate, ... 'SamplesPerFrame',10000, ... 'ComplexOutput',true); txsig = src();
トーンの周波数を確認します。
freqtx = samplerate * ...
(mean(angle(txsig(2:end) ./ txsig(1:end-1)))/(2*pi))freqtx = 3.0000e+04
送信トーン (txsig) に 20 ppm のサンプル レート オフセットを適用します。サンプル レート オフセットを増加させることは、ADC のクロック レートを増加させることと同じです。
sro = comm.SampleRateOffset(20); rxsig = sro(txsig);
サンプル レートをオフセットさせてから、受信トーン (rxsig) の周波数を求めます。過渡的な影響があるサンプルをスキップするには、最初の 100 個のサンプルを無視します。
freqrx = samplerate * ...
(mean(angle(rxsig(101:end) ./ rxsig(100:end-1)))/(2*pi))freqrx = 2.9999e+04
ADC のクロック レートを増加させると、受信トーンの周波数が減少します。受信トーンの周波数が約 20 ppm 減少したことを示すため、送信トーンの周波数と受信トーンの周波数を比較します。
freqchangeppm = (freqrx-freqtx)/freqtx*1e6
freqchangeppm = -19.9365
送信トーン (txsig) に -30 ppm のサンプル レート オフセットを適用します。サンプル レート オフセットを減少させることは、ADC のクロック レートを減少させることと同じです。
sro = comm.SampleRateOffset(-30); rxsig = sro(txsig);
サンプル レートをオフセットさせてから、受信トーン (rxsig) の周波数を求めます。過渡的な影響があるサンプルをスキップするには、最初の 100 個のサンプルを無視します。
freqrx = samplerate * ...
(mean(angle(rxsig(101:end) ./ rxsig(100:end-1)))/(2*pi))freqrx = 3.0001e+04
ADC のクロック レートを減少させると、受信トーンの周波数が増加します。受信トーンの周波数が約 30 ppm 増加したことを示すため、送信トーンの周波数と受信トーンの周波数を比較します。
freqchangeppm = (freqrx-freqtx)/freqtx*1e6
freqchangeppm = 30.0736
受信機における QPSK 信号に対するサンプル レート オフセットの影響を表示します。
固定プリアンブルとランダム ペイロードが格納されたフレームを送信します。受信機内で、プリアンブルを使用してフレームの開始を検出してから、ペイロードを復調して EVM を測定します。非ゼロの固定値でサンプル レート オフセットを適用すると、フレーム間で EVM が一定の周期で変動します。
コンフィギュレーション パラメーターを初期化し、送信機と受信機のパルス整形フィルター オブジェクトを作成します。
numFrames = 200; numSymbolsPerFrame = 4096; preambleLength = 64; payloadLength = numSymbolsPerFrame - preambleLength; modulationOrder = 4; rolloff = 0.2; filterSpan = 10; samplesPerSymbol = 8; txFilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter(RolloffFactor=rolloff, ... FilterSpanInSymbols=filterSpan, ... OutputSamplesPerSymbol=samplesPerSymbol); rxFilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter(RolloffFactor=rolloff, ... FilterSpanInSymbols=filterSpan, ... InputSamplesPerSymbol=samplesPerSymbol,DecimationFactor=1);
Gold シーケンスを使用してプリアンブルを作成します。QPSK コンスタレーション内で、Gold シーケンスを 0.7071 + 0.7071i および -0.7071 -0.7071i にマッピングします。
goldSeq = comm.GoldSequence(SamplesPerFrame=preambleLength); preamble = goldSeq(); preamble(preamble==1)=2; preambleModOut = pskmod(preamble,modulationOrder,pi/modulationOrder);
プリアンブル用に、時間領域の基準信号を生成します。
preambleRefDelayed = rxFilter( ... txFilter([preambleModOut;zeros(filterSpan,1)])); preambleRef = preambleRefDelayed( ... filterSpan*samplesPerSymbol+(1:samplesPerSymbol*preambleLength));
ランダム ペイロードと送信信号を生成します。
txPayload = pskmod( ... randi([0 modulationOrder-1],payloadLength,numFrames), ... modulationOrder, ... pi/modulationOrder); txFrames = reshape([repmat(preambleModOut,1,numFrames);txPayload],[],1); txSig = txFilter([txFrames;zeros(payloadLength,1)]);
0.8 ppm のサンプル レート オフセットを受信信号に適用します。
simulatedSRO = 0.8; sro = comm.SampleRateOffset(simulatedSRO); rxSig = rxFilter(sro(txSig));
整合フィルターを使用してプリアンブルを検出します。
matchedFilterResponse = conj(flipud(preambleRef)); matchedFilterOutMag = abs(filter(matchedFilterResponse,1,rxSig));
ピーク位置を求め、最初の 10 個のピークをプロットします。
threshold = max(matchedFilterOutMag)*0.7; [~, peakLocations] = findpeaks(matchedFilterOutMag, ... MinPeakHeight=threshold, ... MinPeakDistance=preambleLength*samplesPerSymbol); plot(matchedFilterOutMag) title('Matched Filter Output (Magnitude)') xlabel('Sample') axis([0 numSymbolsPerFrame*samplesPerSymbol*10 ... -0.15*max(matchedFilterOutMag) 1.25*max(matchedFilterOutMag)]); grid on
フレームを特定し、計算された EVM 値と受信した信号コンスタレーションをプロットして受信データを確認します。サンプル レート オフセットを推定します。より正確に推定するには、送信フレームの数を増やします。
frameDelay = peakLocations - length(preambleRef); constDiag = comm.ConstellationDiagram(Title='Received Payload', ... Position=[20 70 600 600]); evm = comm.EVM; evmScope = timescope(TimeUnits='none',TimeSpan=length(frameDelay), ... YLabel='EVM (%)',YLimits=[0 15],TimeAxisLabels='none', ... Position=[650 120 800 500]); for i = 1:length(frameDelay) rxFrame = rxSig(frameDelay(i) + ... (1:samplesPerSymbol:numSymbolsPerFrame*samplesPerSymbol)); evmScope(evm(txPayload(:,i),rxFrame(preambleLength+1:end))); constDiag(rxFrame(preambleLength+1:end)); pause(0.1) end
peakSpacings = diff(peakLocations); nominalPeakSpacing = numSymbolsPerFrame*samplesPerSymbol; estimatedSRO = (mean(peakSpacings)/nominalPeakSpacing-1)*1e6
estimatedSRO = 0.7668
拡張機能
バージョン履歴
R2021b で導入
