Hadamard Code Generator

コードの直交集合からのアダマール符号の生成

ライブラリ

Comm Sources の Sequence Generators サブライブラリ

説明

Hadamard Code Generator ブロックは、その行がコードの直交集合を構成するアダマール行列からアダマール符号を生成します。直交符号は、受信側と送信側とを完全に同期させる通信システムでの拡散に利用可能です。これらのシステムでは、コードが完全に無相関であるため、逆拡散を行うのが理想的となります。

アダマール符号を構成するのは、アダマール行列の各行です。アダマール行列は、エントリを +1 か -1 のみとする正方行列で、行と列は相互に直交しています。N が 2 の非負のべき乗である場合、H_N で示される N 行 N 列のアダマール行列は、次のように再帰的に定義されます。

$\begin{matrix} H_{1} = [1] \\ H_{2 N} = [\begin{matrix} H_{N} & H_{N} \\ H_{N} & - H_{N} \end{matrix}] \end{matrix}$

N 行 N 列のアダマール行列には、次の特性があります。

H_NH_N^T = NI_N

ここで、I_N は N 行 N 列の単位行列です。

Hadamard Code Generator ブロックが出力するのは H_N の 1 つの行です。この出力はバイポーラです。コードの長さ N は [Code length] パラメーターで指定します。[Code length] は 2 のべき乗でなければなりません。アダマール行列の行インデックスは、[0, 1, ... , N-1] の範囲にある整数を、[Code index] パラメーターの値として指定します。

パラメーター

Code length

アダマール符号の長さを指定する値で、2 のべき乗で示される正の整数です。

Code index

0 から N-1 までの整数です。ただし、N はアダマール行列の行を指定する [Code length] です。

サンプル時間

正のスカラーは、出力信号の各サンプル間の時間を秒単位で指定します。[サンプル時間] を -1 に設定すると、出力信号は下流からサンプル時間を継承します。[サンプル時間] パラメーターと [フレームあたりのサンプル数] パラメーターの関係の詳細については、サンプルタイミングを参照してください。

フレームあたりのサンプル数

フレームあたりのサンプル数。出力データの 1 つのチャネルでフレームあたりのサンプル数を示す正の整数として指定します。[サンプル時間] と [フレームあたりのサンプル数] の関係の詳細については、サンプルタイミングを参照してください。

Output data type

ブロックの出力型は int8 または double として指定できます。既定の設定では、ブロックはこれを double に設定します。

シミュレーション実行方法

シミュレーションモードを選択します。

コード生成

モデルの最初の実行時に、コードをシミュレートして生成します。ブロックの構造が変更されていない場合は、以降のモデルの実行でコードは再生成されません。

シミュレーションモードが [コード生成] の場合、ブロックに対応する System object では最大 9 個の入力を受け入れます。

インタープリター型実行

コードを生成せずに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起動時間が速くなりますが、その後のシミュレーションのパフォーマンスが低下する可能性があります。

例

単一パスチャネルにおけるマルチユーザーシステムの直交拡散

このモデルは、シングルユーザーシステムと 2 ユーザーシステムのデータ復元を比較します。送信データは、異なる直交符号によって個別に拡散される 2 つのデータストリームで、単一パス AWGN チャネルを通過します。

このモデルは、BPSK 変調されるランダムなバイナリデータ (実数) を使用します。これは、長さ 64 の直交符号で拡散されてから、AWGN チャネルで送信されます。受信側には、逆拡散器に続いて BPSK 復調器があります。

このモデルは、同じ送信データを使用して、一様に構成された AWGN チャネルでのシングルユーザーおよび 2 ユーザーの送信の復元について BER 性能を計算します。

ビットエラーレートの結果は、どちらの場合でも個々のユーザーでまったく同じです。エラーレートの一致は、選択された直交符号が理想的な相互相関特性をもつことによる完全な逆拡散によって生じます。

さらに実験を行うため、モデルを開きます。設定を変更し、個々のユーザーに異なるアダマール符号を使用することでパフォーマンスがどのように変化するかを確認します。

マルチパスチャネルにおけるシングルユーザーシステムの直交拡散

このモデルは、マルチパス伝送環境におけるシングルユーザーシステムの直交拡散をシミュレートします。これは、信号が複数のパスで受信される移動体チャネル環境と同等です。各パスの振幅と遅延は異なる場合があります。受信機は、ダイバーシティ受信を使用して独立したパスをコヒーレントに結合し、受信したマルチパス伝送からゲインを実現します。モデル化されたシステムではフェージング効果はシミュレートされず、受信機はパスの数とそれぞれの遅延を完全に認識します。

このモデルは、BPSK 変調されるランダムなバイナリデータ (実数) を使用します。これは、長さ 64 の直交符号で拡散されてから、マルチパス AWGN チャネルで送信されます。受信機は、逆拡散器、ダイバーシティコンバイナー、および BPSK 復調器で構成されます。

選択した直交拡散符号の自己相関値が理想的でないため、個々のパスを完全に解決することができなくなっています。結果として、受信機でダイバーシティの組み合わせを使用しても BER 性能は改善されません。ユーザーデータの拡散時に PN シーケンスを使用し、受信機でダイバーシティの組み合わせを使用するマルチパスの例については、マルチパスチャネルにおけるシングルユーザーシステムの PN 拡散を参照してください。

さらに実験を行うため、モデルを開きます。設定を変更し、異なるパス遅延または異なるアダマール符号に対してパフォーマンスがどのように変化するかを確認します。

詳細

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サンプルタイミング

出力更新間の時間は、[フレームあたりのサンプル数] と [サンプル時間] パラメーター値の積に等しくなります。たとえば、[サンプル時間] と [フレームあたりのサンプル数] のそれぞれが 1 に等しい場合、ブロックは毎秒 1 サンプルを出力します。[フレームあたりのサンプル数] を 10 に増やすと、ブロックは 10 秒ごとに 10 行 1 列のベクトルを出力します。このタイミングにより、同等の出力レートが [フレームあたりのサンプル数] パラメーターに依存しないことが確実になります。

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。

使用上の注意および制限:

整数のみのコード生成はサポートされません。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

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R2020a: 自動的にこのブロックを現在のバージョンに更新する既存モデル

R2020a 以降、Simulink^® では R2015b より前で利用可能だったバージョンの Hadamard Code Generator ブロックは使用できなくなりました。

既存のモデルはソースブロックは連続する時間サンプルのフレームをフレーム属性を使用せずに出力するで通知されたバージョンの Hadamard Code Generator ブロックを読み込むように自動的に更新されます。ブロック転送の詳細については、転送テーブルを使用したライブラリブロックの互換性の維持 (Simulink)を参照してください。

参考

ブロック

OVSF Code Generator | Walsh Code Generator