comm.Scrambler
入力信号のスクランブル
説明
comm.Scrambler オブジェクトは、乗法スクランブルを入力データに適用します。
以下の図は、乗法スクランブラーの演算を示しています。加算器は剰余 N の演算を行います。ここで N は CalculationBase プロパティで指定される値です。
タイム ステップごとに、入力により、レジスタの内容が順にシフトします。Polynomial プロパティを使用して、スクランブラー内の各スイッチのオン/オフ状態を指定します。
メモ
入力データに加法的スクランブリングを適用するには、comm.PNSequence System object™ と関数 xor を使用できます。例については、入力データの加法スクランブルを参照してください。
入力信号をスクランブルするには、以下の手順に従います。
comm.Scrambler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
説明
scrambler = comm.Scrambler
scrambler = comm.Scrambler(base,poly,cond)base に、Polynomial プロパティは poly に、InitialConditions プロパティは cond に設定します。
例: comm.Scrambler(8,'1 + x^-2 + x^-3 + x^-5 + x^-7',[0 3 2 2 5 1 7]) は、計算ベースを 8 に、またスクランブラーの多項式および初期条件を指定したとおりに設定します。
scrambler = comm.Scrambler(___,Name,Value)
例: comm.Scrambler('CalculationBase',2)
プロパティ
使用法
構文
説明
scrambledOut = scrambler(signal,initcond)
この構文は、オブジェクトの InitialConditionsSource プロパティを 'Input port' に設定した場合に適用されます。
scrambledOut = scrambler(signal,reset)
この構文は、InitialConditionsSource を 'Property'、および ResetInputPort を true に設定した場合に適用されます。
入力引数
出力引数
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
計算ベースが 8 の comm.Scrambler System object™ と comm.Descrambler System object™ を使用して、8 値データのスクランブルおよびデスクランブルを行います。
入力引数を使用して計算ベース、多項式、および初期条件を指定し、スクランブラーおよびデスクランブラー オブジェクトを作成します。スクランブラーとデスクランブラーの多項式は異なるデータ形式で指定されますが、これらのデータ形式は等価です。
N = 8; scrambler = comm.Scrambler(N,'1 + x^-2 + x^-3 + x^-5 + x^-7', ... [0 3 2 2 5 1 7]); descrambler = comm.Descrambler(N,[1 0 1 1 0 1 0 1], ... [0 3 2 2 5 1 7]);
ランダムな整数のスクランブルとデスクランブルを行います。元のデータ、スクランブルしたデータおよびデスクランブルしたデータのシーケンスを表示します。
data = randi([0 N-1],5,1); scrData = scrambler(data); deScrData = descrambler(scrData); [data scrData deScrData]
ans = 5×3
6 7 6
7 5 7
1 7 1
7 0 7
5 3 5
デスクランブルしたデータが元のデータと一致することを確認します。
isequal(data,deScrData)
ans = logical
1
関数呼び出し間で初期条件を変更しながら、四相データのスクランブルおよびデスクランブルを行います。
計算ベース 4 をもつスクランブラー System object およびデスクランブラー System object を作成します。オブジェクトに対する引数として初期条件を設定できるように、InitialConditionsSource プロパティを 'Input port' に設定します。
N = 4; scrambler = comm.Scrambler( ... N,'1 + z^-3', ... 'InitialConditionsSource','Input port'); descrambler = comm.Descrambler( ... N,'1 + z^-3', ... 'InitialConditionsSource','Input port');
関数 symerr によって出力される誤りを格納するために使用する、エラー ベクトルのメモリを事前に割り当てます。
errVec = zeros(10,1);
ループ実行のたびに初期条件 initCond を変更しながら、乱数の整数のスクランブルおよびデスクランブルを行います。関数 symerr を使用して、スクランブルおよびデスクランブル操作によってシンボル エラーが生じたかどうかを判断します。
for k = 1:10 initCond = randperm(3)'; data = randi([0 N-1],5,1); scrData = scrambler(data,initCond); deScrData = descrambler(scrData,initCond); errVec(k) = symerr(data,deScrData); end
errVec を調べて、デスクランブラーからの出力が元のデータに一致することを確認します。
errVec
errVec = 10×1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
デジタル通信システムでは、タイミング同期とパワー スペクトルの要件を満たすために、一般に加法スクランブルを使用して入力データをランダム化します。comm.ScramblerSystem object™ は乗法スクランブルを実装しますが、加法スクランブルはサポートしません。加法スクランブルを実行するには、comm.PNSequenceSystem object を使用できます。この例では、comm.PNSequence System object によって生成された出力シーケンスで入力データをスクランブルすることにより、IEEE 802.11™ で規定されている加法スクランブルを実装します。同様のワークフローを実装する Simulink® モデルについては、Simulink での入力データの加法スクランブルの例を参照してください。
次の図は、IEEE 802.11 の Section 17.3.5.5 [1] の図 17-7 で規定されている、生成多項式 を使用する加法スクランブラーを示しています。
802.11 で規定されているシフト レジスタと、comm.PNSequence System object を使用して実装されたシフト レジスタを比較します。この 2 つのシフト レジスタの図は互いに鏡像になることに注意してください。したがって、comm.PNSequence System object を構成して加法スクランブラーを実装する場合、生成多項式、初期状態、およびマスク出力の値を逆にしなければなりません。レジスタの出力を先頭から取り出すには、シフト値に 7 を指定します。
802.11 スクランブラーの詳細については、[1] およびwlanScramble (WLAN Toolbox)リファレンス ページを参照してください。
生成多項式、出力のシフト値、シフト レジスタの初期状態、入力データのフレームの変数、および IEEE 802.11 規格の Section 17.3.5.5 で規定されている 127 ビットのスクランブラー シーケンスを格納する変数を定義します。入力引数を使用してレジスタを初期化する PN シーケンス オブジェクトを作成します。
genPoly = 'x^7 + x^3 + 1'; % Generator polynomial shift = 7; % Shift value for output spf = 127; % Samples per frame initState = [1 1 1 1 1 1 1]; % Initial shift register state dataIn = randi([0 1],spf,1); ieee802_11_scram_seq = logical([ ... 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 ... 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 ... 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 ... 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 ... 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 ... 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1])'; pnSeq = comm.PNSequence( ... Polynomial=genPoly, ... InitialConditionsSource="Input Port", ... Mask=shift, ... SamplesPerFrame=spf, ... OutputDataType="logical"); pnsequence = pnSeq(initState);
PN シーケンス オブジェクトの出力と IEEE 802.11 の 127 ビット スクランブラーのシーケンスを比較して、生成された PN シーケンスが 802.11 で規定されているシーケンスと一致することを確認します。
isequal(ieee802_11_scram_seq,pnsequence)
ans = logical
1
入力データと PN シーケンス出力をモジュロ加算し、802.11 で指定された加法的スクランブラーに従って入力データをスクランブルします。
scrambledOut = xor(dataIn,pnSeq(initState));
同じスクランブラーと初期条件をスクランブル データに適用して、スクランブル データをデスクランブルします。
descrambledData = xor(scrambledOut,pnSeq(initState));
デスクランブルされたデータが入力データと一致することを確認します。
isequal(dataIn,descrambledData)
ans = logical
1
参照
[1] IEEE Std 802.11™-2020 (Revision of IEEE Std 802.11™-2016). "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications." IEEE Standard for Information technology — Telecommunications and information exchange between systems. Local and metropolitan area networks — Specific requirements.
拡張機能
バージョン履歴
R2012a で導入
