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Constellation Diagram

入力信号のコンスタレーション ダイアグラムの表示

ライブラリ

Comm Sinks

説明

Constellation Diagram ブロックは、コンスタレーション ダイアグラム、信号軌跡をプロットし、EVM および MER の測定機能を提供します。

コンスタレーション ダイアグラム スコープで表示されるシンボルは、タイム バッファーからの使用可能な最新のシンボルです。

ダイアログ ボックス

信号表示の設定を変更するには、[表示][コンフィギュレーション プロパティ] を選択し、[ビジュアル — コンスタレーション プロパティ] ダイアログ ボックスを開きます。続いて、[メイン] タブの [Samples per symbol][Offset][Symbols to display] の各パラメーターの値を調整します。[Reference constellation] タブでは、基準コンスタレーション パラメーターを変更できます。

ビジュアル — コンスタレーション プロパティ

[メイン] ペイン

Samples per symbol

1 シンボルを表現するために使用されるサンプルの数。この値は正の数値でなければなりません。

オフセット (サンプル)

点をプロットする前にスキップするサンプルの数。オフセットはシンボルあたりのサンプルの値より小さい非負の整数値でなければなりません。

Symbols to display

表示できるシンボルの最大数。正の整数値でなければなりません。

表示ペイン

グリッド表示

グリッドを有効にするには、このチェック ボックスをオンにします。

凡例の表示

グラフの凡例を表示するには、このチェック ボックスをオンにします。

Show Signal Trajectory

直交成分に対する同相成分をプロットすることで変調信号の軌跡を表示するには、このチェック ボックスをオンにします。

Color fading

このチェック ボックスをオンにすると、画面上に最初にプロットされた点からの時間間隔が開くにつれて点の色が薄くなります。このプロパティの既定値は false です。このプロパティは調整可能です。

X 軸範囲 (最小)

x 軸の最小値を指定します。

X 軸範囲 (最大)

x 軸の最大値を指定します。

Y-limits (Minimum)

y 軸の最小値を指定します。

Y-limits (Maximum)

y 軸の最大値を指定します。

タイトル

コンスタレーション ダイアグラム プロットの上に表示されるラベルを指定します。既定では、タイトルはありません。

X 軸ラベル

スコープで x 軸に表示されるテキストを指定します。

Y 軸ラベル

スコープで y 軸に表示されるテキストを指定します。

Reference Constellation ペイン

基準コンスタレーションの表示

チェック ボックスをオンにすると、基準コンスタレーションが表示されます。

基準コンスタレーション

基準コンスタレーションを、[BPSK] | [QPSK] | [8-PSK] | [16-QAM] | [64-QAM] | [256-QAM] | [<user-defined>] から選択します。選択しない場合は、変数 refConst に基準コンスタレーションが指定されます。

Constellation normalization

コンスタレーションの正規化のタイプを、[Minimum distance][Average power] または [Peak power] から選択します。

Reference minimum distance

基準コンスタレーションのシンボル間の最小距離を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Minimum distance] に設定されている場合に使用できます。

Average reference power

基準コンスタレーションの平均電力を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Average power] に設定されている場合に使用できます。

Peak reference power

基準コンスタレーションのピーク電力を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Peak power] に設定されている場合に使用できます。

Reference phase offset (rad)

基準コンスタレーションの位相オフセットをラジアン単位の実数スカラーで指定します。

測定値パネル

測定パネルのボタン

各測定パネルは、以下のボタンによって現在のパネルの外観を変えられます。

ボタン説明

現在のパネルを上部に移動します。複数のパネルを表示している場合、このアクションは、他のすべてのパネルの上に現在のパネルを移動します。

現在のパネルを折りたたみます。最初にパネルを有効にすると、既定ではそのペインが 1 つまたは複数表示されます。スペースを節約するためにペインをすべて非表示にするには、このボタンをクリックします。このボタンは、クリック後は展開ボタン になります。

現在のパネルを展開します。このボタンは、折りたたみボタンをクリックして現在のパネルのペインを非表示にすると表示されます。現在のパネルにペインを表示し、再度測定値を表示するには、このボタンをクリックします。このボタンをクリックすると、それが再度折りたたみボタン になります。

現在のパネルをアンドックします。このボタンは、現在のパネルを別のウィンドウに移動し、画面上の任意の場所に移動することができます。このボタンは、クリック後は新しいウィンドウの中でドック ボタン になります。

現在のパネルをドッキングします。このボタンは、アンドック ボタンをクリックした場合にのみ表示されます。このボタンをクリックすると、現在のパネルがスコープ ウィンドウの右側に元のとおり配置されます。このボタンをクリックすると、それが再度アンドック ボタン になります。

現在のパネルを閉じます。このボタンを使用すると、現在のパネルをスコープ ウィンドウの右側から削除できます。

パネルによっては、測定値が複数のペインにカテゴリーごとに分割されています。ペインの展開ボタン をクリックすると、現在のパネル内で非表示になっている各ペインが表示されます。ペインの折りたたみボタン をクリックすると、現在のパネル内で表示されている各ペインが非表示になります。

信号品質パネル

[信号品質] パネルでは、[Settings] ペインと [Signal Quality] ペインをコントロールします。どちらのパネルも個別に展開したり折りたたんだりできます。

[信号品質] パネルを表示するか非表示にするかを選択できます。Scope のメニューから、[ツール][測定値][信号品質] を選択します。

設定ペイン

[Settings] ペインでは、信号測定値の取得時に使用する測定間隔と正規化方式を定義できます。

  • Measurement interval — EVM または MER 測定の継続時間。'Current Display''All displays'、または正の整数として指定します。このプロパティの値は 1 より大きく、表示するシンボルの数の設定以下でなければなりません。測定は、入力データ サンプルの数が測定間隔を超えてから計算されます。

  • EVM normalization — EVM 計算で使用できる正規化方式は、次の 2 つ、[Average constellation power] または [Peak constellation power] のいずれかです。EVM 計算は comm.EVM System object™ を使用して実行されます。詳細は、comm.EVM を参照してください。

  • Reference constellation — 基準コンスタレーションを、[BPSK] | [QPSK] | [8-PSK] | [16-QAM] | [64-QAM] | [256-QAM] | [<user-defined>] から選択します。

  • Constellation normalization — コンスタレーションの正規化のタイプを、[Minimum distance][Average power] または [Peak power] から選択します。

  • Minimum distance — 基準コンスタレーションのシンボル間の最小距離を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Minimum distance] に設定されている場合に使用できます。

  • Average reference power — 基準コンスタレーションの平均電力を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Average power] に設定されている場合に使用できます。

  • Peak reference power — 基準コンスタレーションのピーク電力を正の実数スカラーで指定します。このパラメーターは、[Constellation normalization][Peak power] に設定されている場合に使用できます。

  • Reference phase offset — 基準コンスタレーションの位相オフセットをラジアン単位の実数スカラーで指定します。

信号品質ペイン

[Signal Quality] ペインには計算結果が表示されます。

  • EVM — エラー ベクトルは、理想的なコンスタレーション点と実際の受信機での点との間の I-Q 平面上のベクトルです。平方根平均二乗エラー ベクトル振幅 EVMRMS は、平均およびピーク コンスタレーション電力のために測定されます。

    コンスタレーション ダイアグラムでは、[Average constellation power] または [Peak constellation power] によって正規化された EVMRMS 測定を、これらのアルゴリズムを使用して計算し、表示できます。

    EVM 正規化方式アルゴリズム
    Average constellation power

    平均コンスタレーション電力の正規化のための EVMRMS (パーセント単位)

    EVMRMS(%)=1001Nk=1N(ek)Pavg

    Peak constellation power

    ピーク コンスタレーション電力の正規化のための EVMRMS (パーセント単位)

    EVMRMS(%)=1001Nk=1N(ek)Pmax

    平均およびピーク EVMRMS がパーセント単位およびデシベル単位で表示されます。デシベル単位で報告される EVM は、EVM (dB) = 10*log10(EVMMS) = 20*log10(EVMRMS)によって計算されます。

    ここで、次のようになります。

    • ek = ek=(IkI˜k)2+(QkQ˜k)2

    • Ik = バーストにおける k 番目のシンボルの同相での計測

    • Qk = バーストにおける k 番目のシンボルの直交位相での計測

    • N = 入力ベクトル長

    • Pavg = [Average constellation power] の値

    • Pmax = [Peak constellation power] の値

    • Ik および Qk は理想 (基準) 値。I˜k および Q˜k は測定された (受信した) シンボル。

    • EVMRMS = sqrt(EVMMS)

    最大 EVM は、フレームまたは EVMmax=maxk[1,...,N]{EVMk}, の最大 EVM 値です。ここで、k は長さ N のバーストにおける k 番目のシンボルです。

    EVM 正規化アルゴリズム
    Average constellation power

    平均コンスタレーション電力の正規化

    EVMk=100ekPavg

    Peak constellation power

    ピーク コンスタレーション電力の正規化

    EVMk=100ekPmax

    詳細は、comm.EVM を参照してください。

  • MER — MER は、伝送信号の平均電力とエラー ベクトルの平均電力の比です。スコープには測定値がデシベル単位で表示されます。

    MER は、変調された信号の SNR を dB 単位で計算した測定値です。N シンボルに対する MER は次のようになります。

    MER=10·log10(n=1N(Ik2+Qk2)n=1N(ek))dB,

    ここで、

    • ek = ek=(IkI˜k)2+(QkQ˜k)2

    • Ik = バーストにおける k 番目のシンボルの同相での計測

    • Qk = バーストにおける k 番目のシンボルの直交位相での計測

    • Ik および Qk は理想 (基準) 値。I˜k および Q˜k は測定された (受信した) シンボル。

    詳細は、comm.MER を参照してください。

スタイル ダイアログ ボックス

[スタイル] ダイアログ ボックスでは、表示領域のスタイルをカスタマイズできます。表示が含まれる Figure の色、表示の座標軸の背景および前景の色、表示のラインのプロパティを変更できます。スコープ メニューから [表示][スタイル] を選択し、このダイアログ ボックスを開きます。

プロパティ

[スタイル] ダイアログ ボックスで、スコープの Figure に関する次の要素を変更できます。

Figure の色

スコープの Figure の背景に適用する色を指定します。既定の設定では、Figure の色はグレイです。

Axes の色

アクティブな表示の座標軸の背景に適用する色を指定します。2 番目のドロップ ダウンを使用すると、目盛り、ラベルおよびグリッド ラインの色も指定できます。

Received symbols

アクティブな表示領域上の信号のマーカー形状、マーカー サイズ、マーカーのライン幅および色を指定します。ShowTrajectory プロパティが true に設定されている場合以外は、マーカーの形状を [none] に設定することはできません。

Signal trajectory

信号軌跡のプロット用のラインのタイプ、幅および色を指定します。ShowTrajectory プロパティが true の場合、ライン タイプには [no line] 以外のタイプのみを設定できます。逆に、ShowTrajectory プロパティが false の場合には、ライン タイプは [no line] でなければなりません。

基準コンスタレーション

アクティブな表示領域上に表示される基準コンスタレーションのマーカー形状、マーカー サイズ、マーカーのライン幅および色を指定します。これらの設定は、ShowReferenceConstellation プロパティが true である場合にのみ適用可能です。

マーカー記号

アクティブな表示領域上で、選択した信号と基準コンスタレーションに使用するマーカーを指定します。このパラメーターは、MATLAB® Handle Graphics® プロット オブジェクトの Marker プロパティとほぼ同等です。

指定子マーカー タイプ
なしマーカーなし
正方形
十字
ポイント (既定)
プラス記号
アスタリスク
菱形
下向き三角形
上向き三角形
左向き三角形
右向き三角形
星形五角形 (五芒星)
星形六角形 (六芒星)

ツール: プロット ナビゲーション プロパティ

プロパティ

[ツール] の [座標軸スケーリングのプロパティ] ダイアログ ボックスの表示は、次のとおりです。

座標軸のスケーリング

スコープによる座標軸の自動スケーリングのタイミングを指定します。以下のオプションのいずれかを選択します。

  • 手動 — このオプションを選択すると、スコープは座標軸を自動的にスケーリングしません。次のいずれかの方法で、座標軸を手動でスケーリングできます。

    • [ツール][座標軸スケーリングのプロパティ] を選択します。

    • ツール バーの座標軸の範囲指定ボタンのいずれかを押します。

    • スコープの図がアクティブなウィンドウである場合に、Ctrl キーと A キーを同時に押します。

  • 自動 — このオプションを選択すると、シミュレーションの実行中および実行後にスコープが必要に応じて座標軸をスケーリングします。このオプションを選択すると、[Y 軸範囲を縮小させない] チェック ボックスが表示されます。

  • N 回の更新後 — このオプションを選択すると、指定した回数更新された後にスコープが座標軸をスケーリングします。このオプションは、スコープの表示が 1 つの軸のスケールから開始され、すぐに異なる定常状態の軸のスケールに到達する場合に、便利でより効率的です。このオプションを選択すると、[更新回数] エディット ボックスが表示されます。

既定の設定では、このプロパティは [自動] に設定されています。このプロパティは調整可能 (Simulink)です。

Y 軸範囲を縮小させない

このプロパティを選択すると、座標軸のスケーリング処理中に y 軸は拡大のみが可能になります。このチェック ボックスをオフにすると、座標軸のスケーリング処理中に y 軸または色の範囲は縮小可能になります。

このプロパティは、[軸のスケーリング] プロパティに [自動] を選択した場合にのみ表示されます。[座標軸のスケーリング] プロパティが [手動] または [N 回の更新後] に設定されている場合は、y 軸または色の範囲を縮小できます。これは調整可能 (Simulink)です。

更新回数

座標軸のスケーリングをトリガーする更新回数を正の整数で指定します。このプロパティは、[座標軸のスケーリング] プロパティに [N 回の更新後] を選択した場合にのみ表示されます。これは調整可能 (Simulink)です。

座標軸の範囲を停止時にスケール

このチェック ボックスをオンにすると、シミュレーションが停止したときに座標軸がスケーリングされます。y 軸は常にスケーリングされます。x 軸の範囲は、[X 軸の範囲をスケール] チェック ボックスがオンのときのみスケーリングされます。

Y 軸のデータ範囲 (%)

座標軸のスケーリング時にスコープがデータの表示に使用する y 軸の割合をパーセントで設定します。有効な値は 1 ~ 100 です。たとえば、このプロパティを 100 に設定すると、y 軸の範囲全体をデータが使用するように、スコープが y 軸の範囲をスケーリングします。このプロパティを 30 に設定すると、y 軸の範囲の 30% のみをデータが使用する ように、スコープが y 軸の範囲を拡大します。これは調整可能 (Simulink)です。

Y 軸の整列

スコープで座標軸をスケーリングするときに y 軸に対してデータを整列する位置を指定します。選択できるのは [上][中央] または [下] です。これは調整可能 (Simulink)です。

X 軸の範囲をオートスケール

座標軸をスケーリングする際に、スコープが x 軸の範囲をスケーリングできるようにするには、このチェック ボックスをオンにします。[座標軸のスケーリング][自動] に設定されている場合、[X 軸の範囲をオートスケール] チェック ボックスをオンにすると、データ バッファー内の全体の信号ではなく、現在軸内にあるデータのみがスケーリングされます。[X 軸の範囲をオートスケール] がオンであり、結果として得られる軸がスコープの範囲より大きい場合、トリガー位置のマーカーは表示されません。トリガーは、[トリガー]/[測定値] パネルを使用してコントロールします。これは調整可能 (Simulink)です。

X 軸のデータ範囲 (%)

座標軸のスケーリング時にスコープがデータの表示に使用する x 軸の割合をパーセントで設定します。有効な値は 1 ~ 100 です。たとえば、このプロパティを 100 に設定すると、x 軸の範囲全体をデータが使用するように、スコープが x 軸の範囲をスケーリングします。このプロパティを 30 に設定すると、x 軸の範囲の 30% のみをデータが使用するように、スコープが x 軸の範囲を拡大します。x 軸に対するデータの配置を指定するには、x 軸の [整列] プロパティを使用します。

このプロパティが表示されるのは、[X 軸の範囲をスケール] チェック ボックスをオンにした場合だけです。これは調整可能 (Simulink)です。

X 軸の整列

スコープで座標軸をスケーリングするときに x 軸に対してデータを整列する方法として、[左側][中央] または [右側] を指定します。このプロパティが表示されるのは、[X 軸の範囲をスケール] チェック ボックスをオンにした場合だけです。これは調整可能 (Simulink)です。

コンスタレーション ダイアグラムの表示

次の例では、Constellation Diagram ブロックを使用して、変調信号のコンスタレーションまたは散布図を表示する方法を示します。

モデル doc_constellation_diagram_example を MATLAB コマンド プロンプトから開きます。

doc_constellation_diagram_example

モデルには次が含まれます。

モデルを実行して 8-PSK コンスタレーションを観察します。受信データの点は黄色で表示され、理想的なコンスタレーションの位置は赤い '+' のシンボルで示されます。

[Show Signal Trajectory] ボタンをクリックして、変調信号の軌跡を表示します。モデルのコンスタレーション ダイアグラム アイコンが変わり、ダイアグラムによる軌跡の表示が反映されていること、また、コンスタレーション ダイアグラムに信号の軌跡が表示されるようになったことを確認します。

R2013b で導入