散布図とコンスタレーション ダイアグラム

散布図とコンスタレーション ダイアグラムは、デジタル変調された信号のコンスタレーションを IQ 平面に表示します。具体的には、IQ 平面は、変調信号の同相成分と直交成分を xy プロットの実軸と虚軸に表示します。

信号から散布図を生成するには、関数 scatterplot、comm.ConstellationDiagram System object™、または Constellation Diagram ブロックを使用します。散布図やコンスタレーション ダイアグラムは、システム パフォーマンスとチャネルや RF 劣化要因の影響を比較する場合に便利です。

コンスタレーション ダイアグラムを使用した信号の表示

この例では、コンスタレーション ダイアグラムを使用して、レイズド コサイン フィルターによりパルス整形されている QPSK 送信信号と受信信号を表示します。

QPSK 変調器を作成します。

qpsk = comm.QPSKModulator;

シンボルあたりのサンプル数 sps が 16 のレイズド コサイン送信フィルターを作成します。

sps = 16;
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter('Shape','Normal', ...
    'RolloffFactor',0.22, ...
    'FilterSpanInSymbols',20, ...
    'OutputSamplesPerSymbol',sps);

データ シンボルを生成し、QPSK 変調を適用し、変調されたデータをレイズド コサイン送信フィルターを通じて渡します。

data = randi([0 3],200,1);
modData = qpsk(data);
txSig = txfilter(modData);

scatterplotを使用して、送信信号のコンスタレーション ダイアグラムを表示できます。信号はフィルター出力でオーバーサンプリングされるため、散布図がコンスタレーション点間の遷移パスを表示しないように、シンボルあたりのサンプル数で間引きする必要があります。信号にタイミング オフセットがあった場合、それを入力パラメーターとして提供して、タイミング オフセットが訂正された信号コンスタレーションを表示できます。

scatterplot(txSig,sps)

または、タイミング オフセットが必要な場合に、シンボルあたりのサンプル数を指定するcomm.ConstellationDiagramを使用することができます。また、comm.ConstellationDiagram を使用すると、基準コンスタレーションを表示できます。

コンスタレーション ダイアグラムを作成し、SamplesPerSymbol プロパティを信号のオーバーサンプリング係数に設定します。コンスタレーション ダイアグラムを指定して、最後の 100 個のサンプルのみを表示するようにします。これにより、最初の FilterSpanInSymbols サンプルについて、RRC フィルターにより出力されるゼロ値が非表示になります。

constDiagram = comm.ConstellationDiagram('SamplesPerSymbol',sps, ...
    'SymbolsToDisplaySource','Property','SymbolsToDisplay',100);

送信信号のコンスタレーション ダイアグラムを表示します。

constDiagram(txSig)

信号を基準コンスタレーションに一致させるには、ゲインを OutputSamplesPerSymbol プロパティの平方根に設定してフィルターを正規化します。これは以前は sps として指定されました。フィルター ゲインは調整不可能なので、この値を変更する前にオブジェクトを解放する必要があります。

release(txfilter)
txfilter.Gain = sqrt(sps);

正規化フィルターを通して変調信号を渡します。

txSig = txfilter(modData);

正規化された信号のコンスタレーション ダイアグラムを表示します。データ点と基準コンスタレーションがほぼ重なり合っています。

constDiagram(txSig)

送信信号をより明確に確認するには、ShowReferenceConstellation プロパティを false に設定して基準コンスタレーションを非表示にします。

constDiagram.ShowReferenceConstellation = false;

AWGN チャネルから txSig を渡してノイズ信号を作成します。

rxSig = awgn(txSig,20,'measured');

基準コンスタレーションを表示し、受信信号コンスタレーションをプロットします。

constDiagram.ShowReferenceConstellation = true;
constDiagram(rxSig)

また、scatterplot を使用してこのノイズ信号を表示できますが、scatterplot を使用して基準コンスタレーションを追加するための組み込みオプションはありません。

scatterplot(rxSig,sps)

参考

RF 劣化要因の可視化 | 変調器ブロックのコンスタレーションの表示