EVM Measurement

エラーベクトル振幅 (EVM) の測定

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ライブラリ:
Communications Toolbox / Utility Blocks

説明

EVM Measurement ブロックは、受信信号の平方根平均二乗 (RMS) EVM、最大 EVM、および百分位 EVM を測定します。EVM は変調器または復調器のパフォーマンスの指標となります。

このアイコンには、利用可能なすべての端子を使用したブロックが表示されています。 EVM measurement block with all ports enabled.

例

Simulink を使用した EVM と MER の測定

モデルを開く

端子

入力

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Ref — 基準信号
配列

基準信号。最大 3 次元の配列として指定します。この入力を指定すると、オブジェクトは、この入力を基準コンスタレーションとして使用して、Rcv 入力の EVM を測定します。

この入力の次元は、Rcv 入力の次元と一致していなければなりません。オブジェクトは、この入力の各要素を Rcv 入力の対応する要素の基準シンボルとして使用します。

依存関係

この端子を有効にするには、[Reference signal] パラメーターを [Input port] に設定します。

データ型: single | double | fixed point
複素数のサポート: あり

Rcv — 受信信号
配列

受信信号。最大 3 次元の配列として指定します。

データ型: single | double | fixed point
複素数のサポート: あり

出力

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RMS — パーセンテージ RMS EVM
スカラー

構成された測定間隔でのパーセンテージ RMS EVM。スカラーとして返されます。

データ型: double

max — 最大パーセンテージ EVM
スカラー

構成された測定間隔での最大パーセンテージ EVM。スカラーとして返されます。

依存関係

この端子を有効にするには、[Output maximum EVM] パラメーターを On に設定します。

データ型: double

X% — EVM 測定値の下位 X% の値
範囲 [0, 100] のスカラー

最後のリセット以降の EVM 測定値の下位 X% の値。範囲 [0, 100] のスカラーとして返されます。[X-percentile value (%)] パラメーターで X の値を設定します。

依存関係

この端子を有効にするには、[Output X-percentile EVM] パラメーターを On に設定します。

データ型: double

nSym — シンボル数
正の整数

第 X 百分位の EVM 測定に使用したシンボル数。正の整数として返されます。

依存関係

この端子を有効にするには、[Output X-percentile EVM] と [Output the number of symbols processed] のパラメーターを On に設定します。

データ型: double

パラメーター

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Normalize RMS error vector by — Normalization method
`Average reference signal power` (既定値) | `Average constellation power` | `Peak constellation power`

EVM 計算で使用される正規化メソッド。[Average reference signal power]、[Average constellation power]、または [Peak constellation power] として指定します。詳細については、アルゴリズムを参照してください。

Average constellation power — 平均コンスタレーション電力
`1` (既定値) | 正のスカラー

平均コンスタレーション電力 (ワット単位)。正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Normalize RMS error vector] パラメーターを [Average constellation power] に設定します。

Peak constellation power — ピークコンスタレーション電力
`1` (既定値) | 正のスカラー

ピークコンスタレーション電力 (ワット単位)。正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Normalize RMS error vector] パラメーターを [Peak constellation power] に設定します。

Reference signal — 基準信号のソース
`Input port` | `Estimated from reference constellation`

基準信号のソース。受信信号を比較して測定するための明示的な基準信号を与えるには、このパラメーターを [Input port] に設定します。基準コンスタレーションに対して受信信号の EVM を測定するには、このパラメーターを [Estimated from reference constellation] に設定します。

Reference constellation — 基準コンスタレーション
`constellation(comm.QPSKModulator)` (既定値) | ベクトル

基準コンスタレーション点。複素数値または実数値から成るベクトルとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Reference signal] パラメーターを [Estimated from reference constellation] に設定します。

Measurement interval — 測定間隔のソース
`Input length` (既定値) | `Entire history` | `Custom` | `Custom with periodic reset`

RMS 測定および最大 EVM 測定における測定間隔のソース。以下のいずれかの値として指定します。

Input length — 現在のサンプルのみを使用して EVM を測定します。
Entire history — すべてのサンプルの EVM を測定します。
Custom — 指定した間隔で EVM を測定し、スライディングウィンドウを使用します。
Custom with periodic reset — 指定した間隔で EVM を測定し、各間隔で測定した後にブロックをリセットします。

Custom measurement interval — カスタム測定間隔
`100` (既定値) | 正の整数

サンプルのカスタム測定間隔。正の整数として指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Measurement interval] パラメーターを [Custom] または [Custom with periodic reset] に設定します。

Averaging dimensions — 平均化次元
`1` (既定値) | 範囲 [1, 3] の整数のベクトル

ブロックが EVM の測定値を平均する次元。範囲 [1, 3] の整数または整数の行ベクトルとして指定します。たとえば、行全体を平均するには、このパラメーターを 2 に設定します。

このブロックは、平均化を行う次元の可変サイズ入力をサポートします。ただし、平均化を行わない次元に対する入力サイズは、一定に保たなければなりません。たとえば、入力のサイズが [1000 3 2] で、このパラメーターを [1 3] に設定した場合、出力サイズは [1 3 1] となり、2 番目の次元要素の数は必ず 3 に固定されます。

Output maximum EVM — 最大 EVM の測定値を出力する `max` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

最大 EVM の測定値を出力する max 端子を追加するオプション。

Output X-percentile EVM — 第 X 百分位の EVM 測定値を出力する `X%` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

第 X 百分位の EVM 測定値を出力する X% 端子を追加するオプション。このパラメーターを On に設定すると、第 X 百分位の EVM 測定値が、ブロックをリセットするまで維持されます。ブロックは、最後のリセット以降の入力フレームをすべて使用してこれらの測定を実行します。[X-percentile value (%)] パラメーターで X の値を設定できます。

X-percentile value (%) — EVM 測定値の下位 X% の値
`95` (既定値) | 範囲 [0, 100] のスカラー

EVM 測定値の下位 X% の値。範囲 [0, 100] のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Output X-percentile EVM] パラメーターを On に設定します。

Output the number of symbols processed — シンボル数を出力する `nSym` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

第 X 百分位の EVM 測定に使用したシンボル数を出力する nSym 端子を追加するオプション。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Output X-percentile EVM] パラメーターを On に設定します。

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ
`インタープリター型実行` (既定値) | `コード生成`

実行するシミュレーションのタイプ。[インタープリター型実行] または [コード生成] として指定します。

インタープリター型実行 — MATLAB^® インタープリターを使用してモデルをシミュレートします。このオプションを使用すると、必要な起動時間が短縮されますが、以降のシミュレーションの速度は [コード生成] オプションを使用した場合よりも遅くなります。このモードで、ブロックのソースコードをデバッグできます。
コード生成 — 生成された C コードを使用してモデルをシミュレートします。シミュレーションの初回実行時、Simulink^® は対象ブロックの C コードを生成します。このモデルは、モデルが変更されない限り以降のシミュレーションで C コードを再利用します。このオプションを使用すると、シミュレーションの起動時間は長くなりますが、以降のシミュレーションの速度は [インタープリター型実行] オプションを使用した場合よりも速くなります。

詳細については、シミュレーションモード (Simulink)を参照してください。

ブロックの特性

データ型	`double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
多次元信号	`あり`
可変サイズの信号	`あり`

アルゴリズム

実装では、3 つの正規化方式をサポートしています。測定値の正規化を基準信号の平均電力、平均コンスタレーション電力、またはピークコンスタレーション電力に従って行うことができます。さまざまな業界標準が、これらの正規化方式のいずれかに準拠しています。

アルゴリズムは、それぞれの正規化方式に応じて各様に RMS EVM 値を計算します。

EVM 正規化方式	アルゴリズム
基準信号	$E V M_{RMS} = \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (I_{k}^{2} + Q_{k}^{2})}} \times 100$
平均電力	$E V M_{RMS} (%) = 100 \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{P_{avg}}}$
ピーク電力	$E V M_{RMS} (%) = 100 \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{P_{max}}}$

EVM 正規化方式

アルゴリズム

基準信号

$E V M_{RMS} = \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (I_{k}^{2} + Q_{k}^{2})}} \times 100$

平均電力

$E V M_{RMS} (%) = 100 \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{P_{avg}}}$

ピーク電力

$E V M_{RMS} (%) = 100 \sqrt{\frac{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (e_{k})}{P_{max}}}$

上の式において、

e_k = $e_{k} = {(I_{k} - {\tilde{I}}_{k})}^{2} + {(Q_{k} - {\tilde{Q}}_{k})}^{2}$
I_k は、バーストにおける k 番目のシンボルの同相での測定値です。
Q_k は、バーストにおける k 番目のシンボルの直交位相での測定値です。
N は入力ベクトルの長さです。
P_avg は平均コンスタレーション電力です。
P_max はピークコンスタレーション電力です。
I_k および Q_k は理想 (基準) 値を表します。 ${\tilde{I}}_{k}$ および ${\tilde{Q}}_{k}$ は測定された (受信した) シンボルを表します。

最大 EVM は、フレームまたは $E V M_{max} = max_{k \in [1, ..., N]} {E V M_{k}},$ 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_k の定義は、測定値の計算のために選択する正規化方式に応じて異なります。実装では、以下のアルゴリズムをサポートしています。

EVM 正規化方式	アルゴリズム
基準信号	$E V M_{k} = \sqrt{\frac{e_{k}}{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (I_{k}^{2} + Q_{k}^{2})}} \times 100$
平均電力	$E V M_{k} = 100 \sqrt{\frac{e_{k}}{P_{avg}}}$
ピーク電力	$E V M_{k} = 100 \sqrt{\frac{e_{k}}{P_{max}}}$

EVM 正規化方式

アルゴリズム

基準信号

$E V M_{k} = \sqrt{\frac{e_{k}}{\frac{1}{N} \sum_{k = 1}^{N} (I_{k}^{2} + Q_{k}^{2})}} \times 100$

平均電力

$E V M_{k} = 100 \sqrt{\frac{e_{k}}{P_{avg}}}$

ピーク電力

$E V M_{k} = 100 \sqrt{\frac{e_{k}}{P_{max}}}$

実装では、受信 EVM_k 値のヒストグラムの作成により、第 X 百分位の EVM が計算されます。この出力は、EVM 値の下位 X% に該当する EVM 値を提供します。

参照

[1] IEEE Standard 802.16-2017. "Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems." March 2018.

[2] 3GPP TS 45.005 V8.1.0 (2008–05). "Radio Access Network: Radio transmission and reception".

[3] IEEE^® Standard 802.11a™-1999. "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band." 1999.

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

このブロックを使用してモデルのコードを生成するには、[MATLAB 関数での動的メモリ割り当て] を有効にしなければなりません。詳細については、Dynamic memory allocation in MATLAB functions (Simulink)を参照してください。

バージョン履歴

R2009b で導入

参考

EVM Measurement

説明

例

Simulink を使用した EVM と MER の測定

端子

入力

Ref — 基準信号 配列

依存関係

Rcv — 受信信号 配列

出力

RMS — パーセンテージ RMS EVM スカラー

max — 最大パーセンテージ EVM スカラー

依存関係

X% — EVM 測定値の下位 X% の値 範囲 [0, 100] のスカラー

依存関係

nSym — シンボル数 正の整数

依存関係

パラメーター

Normalize RMS error vector by — Normalization method Average reference signal power (既定値) | Average constellation power | Peak constellation power

Average constellation power — 平均コンスタレーション電力 1 (既定値) | 正のスカラー

依存関係

Peak constellation power — ピーク コンスタレーション電力 1 (既定値) | 正のスカラー

依存関係

Reference signal — 基準信号のソース Input port | Estimated from reference constellation

Reference constellation — 基準コンスタレーション constellation(comm.QPSKModulator) (既定値) | ベクトル

依存関係

Measurement interval — 測定間隔のソース Input length (既定値) | Entire history | Custom | Custom with periodic reset

Custom measurement interval — カスタム測定間隔 100 (既定値) | 正の整数

依存関係

Averaging dimensions — 平均化次元 1 (既定値) | 範囲 [1, 3] の整数のベクトル

Output maximum EVM — 最大 EVM の測定値を出力する max 端子を追加するオプション Off (既定値) | On

Output X-percentile EVM — 第 X 百分位の EVM 測定値を出力する X% 端子を追加するオプション Off (既定値) | On

X-percentile value (%) — EVM 測定値の下位 X% の値 95 (既定値) | 範囲 [0, 100] のスカラー

依存関係

Output the number of symbols processed — シンボル数を出力する nSym 端子を追加するオプション Off (既定値) | On

依存関係

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ インタープリター型実行 (既定値) | コード生成

ブロックの特性

アルゴリズム

参照

拡張機能

C/C++ コード生成 Simulink® 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

ブロック

オブジェクト

トピック

Ref — 基準信号
配列

Rcv — 受信信号
配列

RMS — パーセンテージ RMS EVM
スカラー

max — 最大パーセンテージ EVM
スカラー

X% — EVM 測定値の下位 X% の値
範囲 [0, 100] のスカラー

nSym — シンボル数
正の整数

Normalize RMS error vector by — Normalization method
`Average reference signal power` (既定値) | `Average constellation power` | `Peak constellation power`

Average constellation power — 平均コンスタレーション電力
`1` (既定値) | 正のスカラー

Peak constellation power — ピークコンスタレーション電力
`1` (既定値) | 正のスカラー

Reference signal — 基準信号のソース
`Input port` | `Estimated from reference constellation`

Reference constellation — 基準コンスタレーション
`constellation(comm.QPSKModulator)` (既定値) | ベクトル

Measurement interval — 測定間隔のソース
`Input length` (既定値) | `Entire history` | `Custom` | `Custom with periodic reset`

Custom measurement interval — カスタム測定間隔
`100` (既定値) | 正の整数

Averaging dimensions — 平均化次元
`1` (既定値) | 範囲 [1, 3] の整数のベクトル

Output maximum EVM — 最大 EVM の測定値を出力する `max` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

Output X-percentile EVM — 第 X 百分位の EVM 測定値を出力する `X%` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

X-percentile value (%) — EVM 測定値の下位 X% の値
`95` (既定値) | 範囲 [0, 100] のスカラー

Output the number of symbols processed — シンボル数を出力する `nSym` 端子を追加するオプション
`Off` (既定値) | `On`

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ
`インタープリター型実行` (既定値) | `コード生成`

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。