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コンスタレーションの可視化

一部の線形変調器ブロックは、ブロック マスクからすぐにコンスタレーションを可視化する機能を備えています。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。コンスタレーションの可視化をサポートするブロックは以下のとおりです。

メモ

固定小数点設定を表示するには、Fixed-Point Designer™ のライセンスが必要です。

線形変調器ブロック マスクの [View Constellation] をクリックすると、ブロックのマスク パラメーターを使用してコンスタレーションがプロットされます。単一または固定小数点のデータ型を出力するように変調器ブロックを設定する場合は、[View Constellation] をクリックすると相互に重ね描きされた 2 つのコンスタレーション プロットが生成されます。

  • 1 つのプロットでは倍精度データ型を使用した基準コンスタレーションが指定されます。

  • もう 1 つのプロットではデータ型の選択がブロック マスクで定義されたデータが指定されます。

プロットのタイトルは重要なパラメーターの値を示します。MATLAB プロット ツールの全配列を使用すると、プロット図を操作できます。[Output Data Type][Inherit via back propagation] を選択すると、[double][Output Data Type] にもつコンスタレーション プロットが生成されます。

変調器の設計によるコンスタレーションへの影響の観察

このチュートリアルでは、変調器ブロックに変更を加えます。モデルに実際に変更を適用せずに、これらの変更によってコンスタレーションがどのように変化するかを観察します。

  1. constellation visualization tutorial モデルを開くには、MATLAB コマンド ラインに doc_CVTutorialModel と入力します。

  2. Rectangular QAM Modulator Baseband ブロックをダブルクリックします。

  3. 次に、[View Constellation] をクリックします。

    コンスタレーション プロットからコンスタレーションに関する以下の事項がわかります。

    • 16-QAM 変調方式を使用する

    • バイナリ コンスタレーション マッピングを使用する

    • 0 度の位相オフセットをもつ

    • 2 つのコンスタレーション点の間に最小距離 2 をもつ

    コンスタレーション プロットから信号が倍精度データ型をもっていることもわかります。[Input type] が整数であるため、コンスタレーションでは整数のシンボル マッピングを使用します。

  4. ブロック マスクから [Input type] パラメーターの [Bit] を選択します。

  5. [Constellation ordering] パラメーターの [Gray] を選択します。

  6. [View Constellation] をクリックし、結果を観察します。[Apply] をクリックしなかった場合でも、これらの変更をモデルの一部として行うと、コンスタレーション プロットが更新されます。プロットに、シンボルのビット表現を使用したグレイ コンスタレーションの順序が示されます。

  7. 2 つの異なるデータ型の選択がコンスタレーションに与える影響を重ね合わせて比較できます。たとえば、コンスタレーション上で [Output data type][double] から [Fixed-point] に変更した場合の影響を比較できます。

    設定を比較するには、次のタスクを実行します。

    • [Data Types] タブをクリックします。

    • [Output data type] パラメーターを [Fixed-point] に設定します。

    • [Output word length] パラメーターを 16 に設定します。

    • [Set Output fraction length to] パラメーターを [Best precision] に設定します。

  8. [メイン] タブをクリックし、[View Constellation] をクリックします。

    プロットは固定小数点コンスタレーションを倍精度コンスタレーションの上に重ね合わせます。

  9. MATLAB ワークスペースで定義した変数を使用して、ブロック パラメーター値を指定できます。変数を定義するには、MATLAB ワークスペースで M=32 と入力します。

    メモ

    Simulink® のモデル ワークスペースは、MATLAB® のベース ワークスペースより優先されます。

  10. ブロック マスクで、[メイン] タブをクリックし、[M-ary number] パラメーターに対して M と入力します。このパラメーターを使用すると、ブロックは MATLAB ワークスペースで定義した変数値を使用できます。

  11. [Data Types] タブをクリックし、[Output data type] パラメーターに [double] を選択します。

  12. [メイン] タブをクリックします。次に、[View Constellation] ボタンをクリックし、結果を観察します。

  13. コンスタレーションの可視化機能をシミュレーションの実行中に使用することもできます。MATLAB ワークスペースに M=16 と入力し、[Input type][Integer] を選択し、[Apply] をクリックします。

  14. Simulink モデル ウィンドウの [実行] をクリックし、モデルをシミュレートします。

  15. シミュレーションを実行中に、[View Constellation] をクリックします。コンスタレーションを前のステップで生成した散布図と比較します。

  16. シミュレーションを終了するには、Simulink モデル ウィンドウの [停止] ボタンをクリックします。

    コンスタレーションの可視化機能では、MATLAB のプロット機能へのフルアクセスが提供されています。これには、Figure のキャプチャ、複数ファイル形式によるその保存、表示設定の変更、アーカイブ用のファイル保存などが含まれます。Figure をキャプチャするには、[Edit][Copy Figure] を選択します。

    このチュートリアルを使用して、多数のコンスタレーション プロットが生成されました。Simulink モデルを閉じるか、変調器ブロックをモデルから削除すると、すべてのプロットが閉じます。

    ヒント

    将来使用するためにアーカイブする Figure をキャプチャする場合は、Figure を保存してからモデルを閉じます。

  17. Simulink モデルを閉じ、すべてのコンスタレーション Figure も閉じていることを確認します。