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Phase Noise

受信側の位相ノイズの複素ベースバンド信号への適用

  • ライブラリ:
  • Communications Toolbox / RF 損失

説明

Phase Noise ブロックは位相ノイズを複素信号に追加します。このブロックは無線通信の送信機または受信機のローカルの発振器によって生じた損失をエミュレートします。ブロックは、指定されたスペクトル マスクに従ってフィルター処理された位相ノイズを生成し、それを入力信号に追加します。位相ノイズ モデリングの説明については、アルゴリズムを参照してください。

端子

入力

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入力信号。NS 行 1 列の複素数値のベクトルとして指定します。NS は、入力信号中のサンプルの数を示します。

データ型: double
複素数のサポート: あり

出力

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出力信号。NS 行 1 列の複素数値のベクトルとして返されます。NS は、入力信号中のサンプルの数と等しくなります。

データ型: double
複素数のサポート: あり

パラメーター

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ヘルツあたりの搬送波に対するデシベル単位の位相ノイズ レベル (dBc/Hz)。負のスカラーのベクトルとして指定します。[Phase noise level (dBc/Hz)] パラメーターおよび [Frequency offset (Hz)] パラメーターは同じ長さでなければなりません。

調整可能: Yes

Hz 単位の周波数オフセット。正の増加する値のベクトルとして指定します。[Phase noise level (dBc/Hz)] パラメーターおよび [Frequency offset (Hz)] パラメーターは同じ長さでなければなりません。

調整可能: Yes

データ型: double

秒あたりのサンプル単位のサンプルレート。正のスカラーとして指定します。エイリアシングを回避するため、サンプルレートは、[Frequency offset (Hz)] によって指定された最大値の 2 倍より大きくなければなりません。

調整可能: Yes

データ型: double

ノイズ ジェネレーターの初期シード。正のスカラーとして指定します。

このブロックは Random Source ブロックを使用してノイズを生成します。ブロックは、Ziggurat メソッド (V5 RANDN アルゴリズム) を使用して、乱数を生成します。シミュレーションを再実行するたびに、ブロックは同じ初期シードを再利用します。この方法で、シミュレーションを再実行するたびに、ブロックは同じ信号を出力します。

調整可能: Yes

データ型: double

Phase Noise ブロックによって定義されたフィルターの振幅応答を表示します。ブロックは、関数 fvtool を使用して振幅応答を表示します。

  • 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、起動時間の速度が短縮されますが、以降のシミュレーションの速度は [コード生成] 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 C コードは、モデルが変更されない限り以降のシミュレーションで再利用されます。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] よりも速くなります。

ブロックの特性

データ型

double | single

多次元信号

no

可変サイズの信号

no

アルゴリズム

出力信号 yk は、yk=xkek により入力シーケンス xk に関連付けられています。ここで、φk は位相ノイズです。位相ノイズはフィルター処理されたガウス ノイズで、次のようになります。φk=f(nk)。ここで、nk はノイズ シーケンスで、f はフィルター処理操作を表します。

位相ノイズをモデル化するには、周波数オフセットと位相ノイズ レベルのスカラーまたはベクトルの値を指定することで、パワー スペクトル密度 (PSD) マスクの特性を定義します。

  • スカラー周波数オフセットと位相ノイズ レベルの仕様では、IIR デジタル フィルターがスペクトル マスクを計算します。スペクトル マスクは、指定された点を通過する 1/f の特性をもちます。

  • ベクトル周波数オフセットと位相ノイズ レベルの仕様では、FIR フィルターがスペクトル マスクを計算します。スペクトル マスクは、log10(f) にわたって内挿されます。DC から最小の周波数オフセットまでと、最大の周波数オフセットからサンプルレートの半分までがフラットになります。

IIR デジタル フィルター

IIR デジタル フィルターでは、分子係数は次のようになります。

λ=2πfoffset10L/10,

ここで、foffset は周波数オフセット (Hz) で、L は位相ノイズ レベル (dBc/Hz) です。分母係数 γi は次のように再帰的に決定されます。

γi=(i2.5)γi1i1,

γ1 = 1i = {1, 2,..., Nt} で、Nt はフィルター係数の数です。Nt27 219 の 2 のべき乗です。Nt の値は、位相ノイズ オフセットが 0 Hz まで減少するにつれて増加します。

FIR フィルター

FIR フィルターでは、位相ノイズ レベルは、[df, fs / 2] の範囲にある周波数オフセットに対する log10(f) 内挿により決定されます。ここで、df は周波数分解能で、fs はサンプルレートです。位相ノイズは、0 Hz から最小の周波数オフセットまでと、最大の周波数オフセットから fs / 2 までフラットです。周波数分解能は、fs2(1Nt) と等しく、ここで Nt は係数の数であり、216 以下の 2 のべき乗です。Nt < 28 の場合、時間領域 FIR フィルターが使用されます。そうでない場合、周波数領域 FIR フィルターが使用されます。

アルゴリズムは、これらのすべての条件が満たされるまで、Nt を増やします。

  • 周波数分解能は、周波数オフセット ベクトルの最小値未満です。

  • 周波数分解能は、周波数オフセット ベクトル内の 2 つの連続する周波数間の最小差異未満です。

  • FIR フィルター タップの最大数は 216 です。

参照

[1] Kasdin, N. J., "Discrete Simulation of Colored Noise and Stochastic Processes and 1/(f^alpha); Power Law Noise Generation." The Proceedings of the IEEE. Vol. 83, No. 5, May, 1995, pp 802–827.

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。

R2006a より前に導入