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Rectangular QAM Modulator Baseband

長方形直交振幅変調を使用して変調する

ライブラリ

Modulation の Digital Baseband サブライブラリ内の AM

  • Rectangular QAM Modulator Baseband block

説明

Rectangular QAM Modulator Baseband ブロックは、矩形格子上のコンスタレーションで M-ary 直交振幅変調を使用して変調します。出力は、変調信号のベースバンド表現です。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。各ブロック端子でサポートされるデータ型については、サポートされているデータ型を参照してください。

メモ

すべての電力値は公称インピーダンス 1 オームを想定しています。

整数値信号とバイナリ値信号

[Input type] パラメーターを [Integer] に設定すると、ブロックでは 0 ~ M-1 の整数値が受け入れられます。M は [M-ary number] ブロック パラメーターを表します。

[Input type] パラメーターが [Bit] に設定されている場合、ブロックは整数を示すバイナリ値入力を受け入れます。ブロックは、受け取ったバイナリ値信号を、K = log2(M) ビットのグループに集約します。

ここで、

K は、シンボルごとのビット数を表します。

入力ベクトルの長さは K の整数倍でなければなりません。この設定では、ブロックは K ビットのグループを受け入れ、そのグループをブロック出力でシンボルにマッピングします。ブロックは K ビットのグループごとに、変調されたシンボルを 1 つ出力します。

[Constellation ordering] パラメーターは、ブロックがバイナリ ワードをコンスタレーションのポイントに割り当てる方法を示します。このような割り当ては、入力の同相成分と直交成分に独立して適用されます。

  • [Constellation ordering][Binary] に設定された場合、ブロックは通常の 2 進符号コンスタレーションを使用します。

  • [Constellation ordering][Gray] に設定されて K が偶数である場合、ブロックはグレイ符号コンスタレーションを使用します。

  • [Constellation ordering][Gray] に設定されて K が奇数である場合、ブロックは、最近傍点のペアが 1 ビットまたは 2 ビット異なるように、コンスタレーションをコード化します。コンスタレーションは十字になり、下の概略図はどのペア点が 2 ビット異なるかを示します。概略図は M = 128 を使用していますが、一般例を示しています。

グレイ符号化の詳細は、M-PSK Modulator Baseband ブロックのリファレンス ページと参照文献に示されている資料を参照してください。同相成分と直交成分は独立して割り当てられるので、グレイ符号の順序と 2 進順序は M = 4 のときに同じになります。

コンスタレーション サイズとスケーリング

コンスタレーションは M 個のポイントを有します。ここで、M は [M-ary number] パラメーターです。M の形式は正の整数 K の場合は形式 2K にしなければなりません。ブロックは、[Normalization method] パラメーターを設定する方法に基づいて、コンスタレーションをスケーリングします。次の表は、可能なスケーリングの条件を一覧表示したものです

正規化方式のパラメーター値スケーリングの条件
Min. distance between symbols コンスタレーションの最近傍のポイントの対は、[Minimum distance] パラメーターの値で分けられます。
Average Power コンスタレーション点中のシンボルの平均電力は [Average Power] パラメーターです。
Peak Power コンスタレーション点中のシンボルの最大電力は [Peak Power] パラメーターです。

コンスタレーションの可視化

Rectangular QAM Modulator Baseband ブロックは、ブロック マスクからコンスタレーションを可視化するための機能を提供します。このコンスタレーションの可視化機能を使用すると、特定のブロック パラメーターのコンスタレーションを可視化できます。詳細については、『Communications Toolbox™ User's Guide』のコンスタレーションの可視化の節を参照してください。

パラメーター

M-ary number

コンスタレーションのポイント数です。これは、正の整数 K に対しては形式 2K でなければなりません。

Input type

入力が整数で構成されるかビットのグループで構成されるかを示します。

Constellation ordering

ブロックがそれぞれのシンボルを出力ビットまたは整数のグループにマップする方法を決定します。

User-defined を選択すると、フィールド [Constellation mapping] が表示されます。ここで、ユーザーが定義したマッピングが考慮されます。

Constellation mapping

このパラメーターはサイズ M の行または列ベクトルで、範囲 [0, M-1] の間の一意的な整数値をもっていなければなりません。これらの値のデータ型は double でなければなりません。

このベクトルの最初の要素は、コンスタレーションの一番左上の点に対応しており、続く要素は左から右の列方向に実行されます。最後の要素は、一番右下の点に対応します。

このフィールドは、[Constellation ordering] のドロップダウン リストで User-defined が選択されると表示されます。

Normalization method

ブロックによるコンスタレーションのスケーリング方式を決定します。選択肢は、[Min. distance between symbols][Average Power] および [Peak Power] です。

Minimum distance

最も近い 2 つのコンスタレーション点間の距離です。このフィールドは、[Normalization method][Min. distance between symbols] に設定した場合にのみ表示されます。

Average power, referenced to 1 ohm (watts)

コンスタレーション点中のシンボルの、1 オームを基準とした平均電力です。このフィールドは、[Normalization method][Average Power] に設定した場合にのみ表示されます。

Peak power, referenced to 1 ohm (watts)

コンスタレーション点中のシンボルの、1 オームを基準とした最大の電力です。このフィールドは、[Normalization method][Peak Power] に設定した場合にのみ表示されます。

Phase offset (rad)

ラジアン単位でのコンスタレーションの回転。

Output data type

出力データ型は、doublesingleFixed-pointUser-defined、または Inherit via back propagation に設定できます。

このパラメーターを Fixed-point または User-defined に設定した場合は、より詳しい項目を指定するためのフィールドが利用可能になります。このパラメーターを Inherit via back propagation に設定した場合、出力データ型とスケーリングは次のブロックに一致するように設定されます。

Output word length

固定小数点の出力データ型を、ビット単位の語長で指定します。このパラメーターは、[Output data type] パラメーターで [Fixed-point] を選択した場合に表示のみされます。

User-defined data type

符号付きの組み込みデータ型または符号付き固定小数点のデータ型を指定します。固定小数点のデータ型の指定には、Fixed-Point Designer™ ソフトウェアの関数 sfix (Simulink)sint (Simulink)sfrac (Simulink) および fixdt (Simulink) を使用できます。このパラメーターは、[Output data type] パラメーターで [User-defined] を選択した場合に表示のみされます。

Set output fraction length to

次のいずれかの方法によって固定小数点出力のスケーリングを指定します。

  • [Best precision] を選択すると、出力信号が可能な範囲内での最高精度となるよう、自動的に出力のスケーリングが行われます。

  • [User-defined] を選択すると、出力のスケーリングは [Output fraction length] パラメーターで指定します。

このパラメーターは、[Output data type] パラメーターで [Fixed-point] を選択するか、[User-defined] を選択した場合にデータ型が固定小数点とされている場合にのみ表示されます。

Output fraction length

固定小数点の出力データ型については、小数部のビット数または 2 進小数点の右側のビット数を指定します。このパラメーターは、[Output data type] パラメーターで [Fixed-point] を選択するか [User-defined] を選択して [Set output fraction length to] パラメーターで [User-defined] を選択した場合にのみ表示されます。

すべて展開する

doc_qam_mod モデルを開くには、[モデルを開く] ボタンを使用します。モデルは、QAM 信号を生成し、ホワイト ノイズを適用して結果のコンスタレーション ダイアグラムを表示します。

モデルを実行します。

AWGN Channel ブロックの Eb/No を 20 dB から 10 dB に変更します。ノイズの増加を観察します。

サポートされているデータ型

端子サポートされているデータ型

入力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

  • Boolean ([Input type][Bit] の場合)

  • 8、16、32 ビット符号付き整数

  • 8、16、32 ビット符号なし整数

  • ufix(log2M) ([Input type][Integer] の場合)

出力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

  • 符号付き固定小数点

参考文献

[1] Smith, Joel G., “Odd-Bit Quadrature Amplitude-Shift Keying,” IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-23, March 1975, 385–389.

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