M-PSK Demodulator Baseband
PSK 変調データの復調
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説明
M-PSK Demodulator Baseband ブロックは、PSK 変調された信号のベースバンド表現を復調します。変調次数 M は、信号コンスタレーション点数に相当し、[M-ary 数] パラメーターにより決定されます。このブロックは、スカラーまたは列ベクトルの入力信号を受け入れます。
例
ノイズを含む 8-PSK 信号を生成および復調します。
doc_8psk_model モデルを開きます。モデルは、Random Integer Generatorブロックを使用してランダム データを生成します。ランダム データを変調するため、モデルは、変調次数が 8 で、コンスタレーション順序がグレイ符号に設定されたM-PSK Modulator Basebandブロックを使用します。その後、変調されたデータは、加法性ホワイト ガウス ノイズ チャネル (AWGN Channelブロック) を通過します。モデルは、ノイズを含むコンスタレーションをConstellation Diagramブロックで表示します。ノイズを含むこの信号を復調するため、モデルは、変調器と同じ変調次数とコンスタレーション順序が設定されたM-PSK Demodulator Basebandブロックを使用します。最後に、モデルは、Error Rate Calculationを使用して誤り統計を計算します。
モデルを実行します。
誤り統計をベクトル ErrorVec に収集します。Eb/No が 15 dB のときにシンボル エラーの数が 0 であることを確認します。
Number of symbol errors = 0
AWGN Channel ブロックの Eb/No を 15 dB から 5 dB に変更します。コンスタレーション ダイアグラムを見ると、ノイズが増えていることが分かります。
ノイズ レベルが増加しているため、シンボル エラーの数は 0 より大きくなります。
Number of symbol errors = 21
この例では、doc_gray_code を使用して、M-PSK 変調のビット エラー レート (BER) とシンボル エラー レート (SER) を計算します。AWGN 環境下での M-PSK 変調の理論上のエラー レート性能を、グレイ符号シンボル マッピングのエラー レート性能およびバイナリ符号シンボル マッピングのエラー レート性能と比較します。
Random Integer Generator ブロックはソースとして機能し、整数のシーケンスを生成します。Integer to Bit Converter ブロックは、各整数を対応するバイナリ表現に変換します。doc_gray_code モデルのM-PSK Modulator Basebandブロックは、次を行います。
[0, (M - 1] の範囲の整数を表すバイナリ値の入力を受け入れる。ここで、M は変調次数です。
グレイ符号の順序付けを使用して、バイナリ表現をコンスタレーション点に割り当てる。
[0, (2
(M - 1) / M)] の範囲の等間隔の位相をもつ、単位振幅の複素フェーザ出力を生成する。
AWGN Channel ブロックは、変調されたデータにホワイト ガウス ノイズを付加します。M-PSK Demodulator Baseband ブロックは、ノイズを含むデータを復調します。Bit to Integer Converter ブロックは、各バイナリ表現を、対応する整数に変換します。次に、2 つの個別のError Rate Calculationブロックが、復調されたデータのエラー レートを計算します。"SER Calculation" というラベルの付いたブロックは整数データを比較してシンボル エラー レートの統計を計算し、"BER Calculation" というラベルの付いたブロックはビット データを比較してビット エラー レートの統計を計算します。Error Rate Calculation ブロックの出力は、計算されたエラー レート、観察された誤り数、および処理されたデータ量を含む 3 要素ベクトルになります。
シミュレーションの実行時間を短縮し、かつ Eb/N0 比が増加してもエラーの統計値が確実に安定するように、モデルは 100 個のエラーが発生するか 1e8 ビットが送信されるまで実行するように構成されています。
モデルは、コールバック関数 PreLoadFcn を使用して、ブロック パラメーターの構成に使用する変数を初期化します。詳細については、モデル コールバック (Simulink)を参照してください。
エラー レート曲線の生成
関数berawgndoc_gray_code モデルをシミュレーションします。
"Constellation orders" パラメーターを Gray ではなく Binary に設定するように M-PSK Modulator Baseband ブロックと M-PSK Demodulator Baseband ブロックを変更して、グレイ符号化とバイナリ符号化を比較します。バイナリ符号シンボル マッピングを使用し、同じ範囲の Eb/N0 値にわたって doc_gray_code モデルをシミュレーションします。
関数semilogyを使用して結果をプロットします。グレイ符号システムは、バイナリ符号システムよりも優れたエラー レート性能を実現します。さらに、グレイ符号のエラー レートは、理論上のエラー レート統計と一致しています。
端子
入力
出力
パラメーター
ブロックの特性
詳細
[データ型アシスタント] は、データ属性の設定を支援します。[データ型アシスタント] を使用するには、
をクリックします。詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定 (Simulink)を参照してください。
アルゴリズム
BPSK 復調に必要な信号前処理は、構成によって異なります。
次の図は、自明な位相オフセット (π/2 の倍数) 構成用の硬判定 BPSK 復調の信号図を示しています。
次の図は、自明ではない位相オフセット構成用の硬判定 BPSK 復調の浮動小数点信号図を示しています。
次の図は、自明ではない位相オフセット構成用の硬判定 BPSK 復調の固定小数点信号図を示しています。
QPSK 復調に必要な信号前処理は、構成によって異なります。
次の図は、自明な位相オフセット (π/4 の奇数倍) 構成用の硬判定 QPSK 復調の信号図を示しています。
次の図は、自明ではない位相オフセット構成用の硬判定 QPSK 復調の浮動小数点信号図を示しています。
次の図は、自明ではない位相オフセット構成用の硬判定 QPSK 復調の固定小数点信号図を示しています。
高次の PSK 復調に必要な信号前処理は、構成によって異なります。
次の図は、自明な位相オフセット (π/8 の奇数倍) 構成用の硬判定 8-PSK 復調の信号図を示しています。
次の図は、自明な位相オフセット (π/8 の奇数倍) 構成用の硬判定 8-PSK 復調の固定小数点信号図を示しています。
次の図は、自明ではない位相オフセット構成用の硬判定 M-PSK 復調の浮動小数点信号図を示しています。
M > 8 の場合、速度と実装コストを改善するため、自明なケースに対する (具体的には、位相オフセットが 0、π/2、π、または 3π/2 の場合) 逆回転演算は行われません。
また、M > 8 の場合、double と single の入力型のみがサポートされます。
参照
[1] Proakis, John G. Digital Communications. 4th ed. New York: McGraw Hill, 2001.
拡張機能
バージョン履歴
R2006a より前に導入
