коммуникация. EVM

Измерить величину вектора ошибки

Описание

comm.EVM Система object™ измеряет характеристики модулятора или демодулятора нарушенного сигнала.

Для измерения величины вектора ошибки:

Определите и настройте объект EVM. См. раздел Строительство.
Звонить step для измерения характеристик модулятора или демодулятора в соответствии со свойствами comm.EVM. Поведение step относится к каждому объекту на панели инструментов.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной объектом System, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Строительство

EVM = comm.EVM создает объект величины вектора ошибки, EVM. Этот объект измеряет величину ослабления в модулированном сигнале.

EVM = comm.EVM(Name,Value) создает EVM для каждого указанного свойства задано заданное значение. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).

Пример: EVM = comm.EVM('ReferenceSignalSource','Estimated from reference constellation') создает объект, EVM, которая измеряет среднеквадратичное EVM принятого сигнала с использованием опорной совокупности.

Свойства

`Normalization`	Метод нормализации Метод нормализации, используемый при расчете EVM, указанный как один из следующих: `'Average reference signal power'` (по умолчанию), `'Average constellation power'`, или `'Peak constellation power'`.
`AverageConstellationPower`	Средняя мощность созвездия Средняя мощность созвездия, заданная в ваттах как положительный действительный скаляр. Это свойство доступно, когда `Normalization` является `'Average constellation power'`. Значение по умолчанию: `1`.
`PeakConstellationPower`	Пиковая мощность созвездия Пиковая мощность созвездия, заданная в ваттах как положительный действительный скаляр. Это свойство доступно, когда `Normalization` является `'Peak constellation power'`. Значение по умолчанию: `1`.
`ReferenceSignalSource`	Источник опорного сигнала Источник опорного сигнала, указанный как `'Input port'` (по умолчанию) или `'Estimated from reference constellation'`. Чтобы предоставить явный опорный сигнал, по которому измеряется входной сигнал, установите для этого свойства значение `'Input port'`. Для измерения EVM входного сигнала относительно опорной совокупности установите для этого свойства значение `'Estimated from reference constellation'`.
`ReferenceConstellation`	Опорное созвездие Опорная совокупность, заданная как вектор. Это свойство доступно, если `ReferenceSignalSource` свойство - `'Estimated from reference constellation'`. Значение по умолчанию: `[0.7071 - 0.7071i; -0.7071 - 0.7071i; -0.7071 + 0.7071i; 0.7071 + 0.7071i]`, что соответствует стандартной комбинации QPSK. Точки созвездия можно получить с помощью функций модуляции или объектов. Например, для получения опорной совокупности для 16-QAM сигнала можно использовать `qammod(0:15,16)`.
`MeasurementIntervalSource`	Источник интервала измерения Источник интервала измерения, указанный как один из следующих: `'Input length'` (по умолчанию), `'Entire history'`, `'Custom'`, или `'Custom with periodic reset'`. Это свойство влияет только на выходные сигналы RMS и максимум EVM. Чтобы вычислить EVM с использованием только текущих выборок, задайте для этого свойства значение `'Input length'`. Чтобы вычислить EVM для всех образцов, установите для этого свойства значение `'Entire history'`. Чтобы вычислить EVM по заданному интервалу и использовать скользящее окно, задайте для этого свойства значение `'Custom'`. Для вычисления EVM по заданному интервалу и сброса объекта при каждом заполнении интервала измерения установите для этого свойства значение `'Custom with periodic reset'`.
`MeasurementInterval`	Интервал измерения Интервал измерения, в течение которого вычисляется EVM, указанный в выборках как действительное положительное целое число. Это свойство доступно, когда `MeasurementIntervalSource` является `'Custom'` или `'Custom with periodic reset'`. Значение по умолчанию: `100`.
`AveragingDimensions`	Усредняющие размеры Усреднение размеров для усреднения измерений EVM, определяемых как целое число или вектор строки целых чисел со значениями элементов в диапазоне [1, 3]. Например, для усреднения по строкам задайте для этого свойства значение `2`. Значение по умолчанию: `1`. Объект поддерживает входные данные переменного размера по размерам, в которых происходит усреднение. Однако размер ввода для неаварийных размеров должен оставаться постоянным между вызовами объекта. Например, если входные данные имеют размер `[4 3 2]` и `Averaging dimensions` является `[1 3]`, размер вывода: `[1 3 1]`, и второе измерение должно оставаться фиксированным при `3`.
`MaximumEVMOutputPort`	Максимальный выходной порт измерения EVM Максимальный выходной порт измерения EVM, заданный как логический скаляр. Чтобы создать выходной порт для максимальных измерений EVM, установите для этого свойства значение `true`. Значение по умолчанию: `false`.
`XPercentileEVMOutputPort`	Выходной порт измерения EVM X-percentile Выходной порт измерения EVM X-percentile, заданный как логический скаляр. Чтобы создать выходной порт для измерений EVM X-percentile, установите для этого свойства значение `true`. Измерения EVM X-percentile сохраняются до тех пор, пока объект не будет сброшен. Эти измерения вычисляются с использованием всех входных кадров с момента последнего сброса. Значение по умолчанию: `false`.
`XPercentileValue`	Значение X-процентиля Значение X-процентиля, ниже которого выпадают X% измерений EVM, указанное как действительный скаляр из `0` кому `100`. Это свойство доступно, когда `XPercentileEVMOutputPort` является `true`. Значение по умолчанию: `95`.
`SymbolCountOutputPort`	Выходной порт счетчика символов Выходной порт счетчика символов, заданный как логический скаляр. Чтобы вывести количество накопленных символов, использованных для вычисления измерений EVM X-процентиля, задайте для этого свойства значение `true`. Это свойство доступно, когда `XPercentileEVMOutputPort` является `true`. Значение по умолчанию: `false`.

Методы

шаг	Измерить величину вектора ошибки

Общие для всех системных объектов
`release`	Разрешить изменение значения свойства объекта системы
`reset`	Сброс внутренних состояний объекта System

Примеры

свернуть все

Измерьте EVM шумного 16-QAM смодулированного сигнала

Открыть сценарий в реальном времени

Создайте объект EVM. Настройте его с помощью пар имя-значение для вывода максимального значения EVM, 90-го процентиля EVM и количества символов.

evm = comm.EVM('MaximumEVMOutputPort',true,...
    'XPercentileEVMOutputPort',true, 'XPercentileValue',90,...
    'SymbolCountOutputPort',true);

Создание случайных символов данных. Применить 16-QAM модуляцию. Модулированный сигнал служит в качестве опорного сигнала для последующих измерений EVM.

data = randi([0 15],1000,1);
refSym = qammod(data,16,'UnitAveragePower',true);

Пропустить модулированный сигнал через канал AWGN.

rxSym = awgn(refSym,20);

Измерьте EVM шумного сигнала.

[rmsEVM,maxEVM,pctEVM,numSym] = evm(refSym,rxSym)

rmsEVM = 9.8775

maxEVM = 26.8385

pctEVM = 14.9750

numSym = 1000

Оценка полученного EVM

Открыть сценарий в реальном времени

Создайте отфильтрованные данные КАМ и передайте их через канал AWGN. Вычислите частоту ошибок символов и оцените EVM принятого сигнала.

Создание канала и фильтрация системных objects™.

M = 16;
refConst = qammod(0:M-1,M);
channel = comm.AWGNChannel('NoiseMethod','Signal to noise ratio (SNR)',...
    'SNR',15,'SignalPower',10);

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter('OutputSamplesPerSymbol',4);
rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter('InputSamplesPerSymbol',4, ...
    'DecimationFactor',4);

Создайте объект EVM для вывода RMS и максимальных измерений EVM.

evm = comm.EVM('MaximumEVMOutputPort',true, ...
    'ReferenceSignalSource','Estimated from reference constellation', ...
    'ReferenceConstellation',refConst);

Создание объекта частоты ошибок и учет задержки сигнала через фильтры передачи и приема. Для фильтра групповая задержка равна 1/2 FilterSpanInSymbols собственность.

rxd = (txfilter.FilterSpanInSymbols + rxfilter.FilterSpanInSymbols)/2;
errorRate = comm.ErrorRate('ReceiveDelay',rxd);

Выполните следующие операции канала:

Создание случайных символов данных.
Применить 16-QAM модуляцию.
Фильтрация модулированных данных через фильтр с увеличенным косинусом Tx.
Передача передаваемого сигнала по каналу AWGN.
Фильтрация принятых данных через фильтр raised cosine Rx.
Демодулируйте отфильтрованные данные.

txData = randi([0 15],1000,1);
modData = qammod(txData,M);
txSig = txfilter(modData);
rxSig = channel(txSig);
filtSig = rxfilter(rxSig);
rxData = qamdemod(filtSig,M);

Вычислите статистику ошибок и просмотрите частоту ошибок символов.

errStats = errorRate(txData,rxData);
symErrRate = errStats(1)

symErrRate = 0.0222

Измерьте и просмотрите полученные значения RMS EVM и максимальные значения EVM. Учтите задержку фильтра, удалив первый rxd+1 символы. Поскольку имеются ошибки символов, EVM может быть не совсем точным.

[rmsEVM,maxEVM] = evm(filtSig(rxd+1:end))

rmsEVM = 17.2966

maxEVM = 40.1595

Измерение EVM с помощью эталонной совокупности

Открыть сценарий в реальном времени

Формирование случайных символов данных и применение 8-PSK модуляции.

d = randi([0 7],2000,1);
txSig = pskmod(d,8,pi/8);

Пропустить модулированный сигнал через канал AWGN.

rxSig = awgn(txSig,30);

Создайте объект EVM. Измерьте RMS EVM, используя переданный сигнал в качестве опорного сигнала.

evm = comm.EVM;
rmsEVM1 = evm(txSig,rxSig);

Деблокируйте объект EVM. Сконфигурируйте объект для оценки EVM принятого сигнала по опорной совокупности.

release(evm)
evm.ReferenceSignalSource = 'Estimated from reference constellation';
evm.ReferenceConstellation = pskmod(0:7,8,pi/8);

Измерьте RMS EVM, используя только принятый сигнал в качестве входного сигнала. Убедитесь, что он соответствует результату, полученному при использовании опорного сигнала.

rmsEVM2 = evm(rxSig);
[rmsEVM1 rmsEVM2]

ans = 1×2

    3.1524    3.1524

Измерение EVM с использованием пользовательского интервала измерения

Открыть сценарий в реальном времени

Измерьте EVM шумного 8-PSK сигнала, используя два типа пользовательских интервалов измерения. Просмотрите результаты.

Задайте количество кадров, Mи количество подкадров на кадр, K.

M = 2;
K = 5;

Задайте количество символов в подкадре. Вычислите соответствующую длину кадра.

sfLen = 100;
frmLen = K*sfLen

frmLen = 500

Создайте объект EVM. Настройте объект на использование пользовательского интервала измерения, равного длине кадра.

evm1 = comm.EVM('MeasurementIntervalSource','Custom', ...
    'MeasurementInterval',frmLen);

Сконфигурируйте объект для измерения EVM с помощью 8-PSK ссылочной совокупности.

evm1.ReferenceSignalSource = 'Estimated from reference constellation';
evm1.ReferenceConstellation = pskmod(0:7,8,pi/8);

Создайте объект EVM и настройте для него интервал измерения из 500 символов с периодическим сбросом. Сконфигурируйте объект для измерения EVM с помощью 8-PSK ссылочной совокупности.

evm2 = comm.EVM('MeasurementIntervalSource','Custom with periodic reset', ...
    'MeasurementInterval',frmLen);
evm2.ReferenceSignalSource = 'Estimated from reference constellation';
evm2.ReferenceConstellation = pskmod(0:7,8,pi/8);

Инициализируйте массивы EVM и сигнал-шум.

rmsEVM1 = zeros(K,M);
rmsEVM2 = zeros(K,M);
snrdB = zeros(K,M);

Измерьте EVM для шумного 8-PSK сигнала, используя оба объекта. SNR увеличивается на 1 дБ от подкадра к подкадру. Для evm1500 самых последних символов используются для вычисления оценки. В этом случае используется скользящее окно, в котором всегда обрабатывается весь кадр данных. Для evm2символы очищаются каждый раз при обнаружении нового кадра.

for m = 1:M
    for k = 1:K
        data = randi([0 7],sfLen,1);
        txSig = pskmod(data,8,pi/8);
        snrdB(k,m) = k+(m-1)*K+7;
        rxSig = awgn(txSig,snrdB(k,m));
        rmsEVM1(k,m) = evm1(rxSig);
        rmsEVM2(k,m) = evm2(rxSig);
    end
end

Отображение EVM, измеренного с использованием двух подходов. Окно, используемое в первом случае, обеспечивает усреднение по подкадрам. Во втором случае объект EVM сбрасывается после первого кадра, так что вычисленные значения EVM более точно отражают текущее SNR.

stairs(snrdB(:),[rmsEVM1(:) rmsEVM2(:)])
xlabel('SNR (dB)')
ylabel('EVM (%)')
legend('No Reset','Periodic Reset')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type stair. These objects represent No Reset, Periodic Reset.

Измерение EVM для различных измерений

Открыть сценарий в реальном времени

Создание объектов OFDM-модулятора и демодулятора.

ofdmmod = comm.OFDMModulator('FFTLength',32,'NumSymbols',4);
ofdmdemod = comm.OFDMDemodulator('FFTLength',32,'NumSymbols',4);

Определение количества поднесущих и символов в сигнале OFDM.

ofdmDims = info(ofdmmod);
numSC = ofdmDims.DataInputSize(1)

numSC = 21

numSym = ofdmDims.DataInputSize(2)

numSym = 4

Генерировать случайные символы и применять модуляцию QPSK.

msg = randi([0 3],numSC,numSym);
modSig = pskmod(msg,4,pi/4);

OFDM модулирует сигнал QPSK. Передача сигнала по каналу AWGN. Демодулируйте шумный сигнал.

txSig = ofdmmod(modSig);
rxSig = awgn(txSig,10,'measured');
demodSig = ofdmdemod(rxSig);

Создайте объект EVM, где результат усредняется по поднесущим. Измерьте EVM. Имеется четыре входа, соответствующих каждому из 4 символов OFDM.

evm = comm.EVM('AveragingDimensions',1);
rmsEVM = evm(demodSig,modSig)

rmsEVM = 1×4

   27.4354   23.6279   22.6772   23.1699

Перезаписать объект EVM, где результат усредняется по символам OFDM. Измерьте EVM. Имеется 21 запись, соответствующая каждой из 21 поднесущих.

evm = comm.EVM('AveragingDimensions',2);
rmsEVM = evm(demodSig,modSig)

rmsEVM = 21×1

   28.8225
   17.8536
   18.6809
   20.8872
   22.3532
   24.7197
   30.1954
   33.4899
   36.2847
   21.4230
      ⋮

Измерьте EVM и среднее значение как по поднесущим, так и по символам OFDM.

evm = comm.EVM('AveragingDimensions',[1 2]);
rmsEVM = evm(demodSig,modSig)

rmsEVM = 24.2986

График изменяющегося во времени EVM для сигнала OFDM

Открыть сценарий

Вычислите и постройте график EVM сигнала OFDM. Сигнал состоит из двух пакетов, разделенных интервалом.

Создание системных объектов для:

OFDM модулирует сигнал
Ввести фазовый шум
Постройте график изменяющихся во времени сигналов

ofdmmod = comm.OFDMModulator('FFTLength',256,'NumSymbols',2);

pnoise = comm.PhaseNoise('Level',-60,'FrequencyOffset',20,'SampleRate',1000);

tscope = timescope('YLabel','EVM (%)','YLimits',[0 40], ...
    'SampleRate',1000,'TimeSpanSource','Property','TimeSpan',1.2, ...
    'ShowGrid',true);

Создайте объект EVM. Для генерации изменяющейся во времени оценки EVM установите значение AveragingDimensions свойство для 2.

evm = comm.EVM('MaximumEVMOutputPort',false, ...
    'ReferenceSignalSource','Input port', ...
    'AveragingDimensions',2);

Определите размеры входных данных модулятора OFDM.

modDims = info(ofdmmod)

modDims = 

  struct with fields:

    DataInputSize: [245 2]
       OutputSize: [544 1]

Создание QPSK-модулированных случайных данных для первого пакета. Применение модуляции OFDM.

data = randi([0 3],modDims.DataInputSize);
qpskSig = pskmod(data,4,pi/4);
txSig1 = ofdmmod(qpskSig);

Создайте второй пакет данных.

data = randi([0 3],modDims.DataInputSize);
qpskSig = pskmod(data,4,pi/4);
txSig2 = ofdmmod(qpskSig);

Объедините два пакета и включите интервал, в котором ничего не передается.

txSig = [txSig1; zeros(112,1); txSig2];

Примените амплитуду I/Q и фазовый дисбаланс к передаваемому сигналу.

rxSigIQimb = iqimbal(txSig,2,5);

Применить фазовый шум.

rxSig = pnoise(rxSigIQimb);

Измерьте EVM принятого сигнала и постройте график его изменяющегося во времени EVM.

e = evm(txSig,rxSig);
tscope(e)

Алгоритмы

Как блок EVM, так и объект EVM обеспечивают три метода нормализации. Можно нормализовать измерения в соответствии со средней мощностью опорного сигнала, средней мощностью созвездия или пиковой мощностью созвездия. Различные отраслевые стандарты следуют одному из этих методов нормализации.

Блок или объект вычисляет значение RMS EVM по-разному для каждого метода нормализации.

Метод нормализации EVM	Алгоритм
Опорный сигнал	$_{} \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{EVMRMS=1N∑k=1N} (_{} ek}{\frac{)}{}_{}^{} {1N∑k=1N}_{}^{(}_{Ik2}^{} +}} Qk2$ ) * 100
Средняя мощность	$_{EVMRMS} (%) \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{} {=1001N∑k=1N}_{} (}{_{ek)}}}$ Павг
Пиковая мощность	$_{EVMRMS} (%) \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{} {=1001N∑k=1N}_{} (}{_{ek)}}}$ Pmax

Метод нормализации EVM

Алгоритм

Опорный сигнал

$_{} \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{EVMRMS=1N∑k=1N} (_{} ek}{\frac{)}{}_{}^{} {1N∑k=1N}_{}^{(}_{Ik2}^{} +}} Qk2$ ) * 100

Средняя мощность

$_{EVMRMS} (%) \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{} {=1001N∑k=1N}_{} (}{_{ek)}}}$ Павг

Пиковая мощность

$_{EVMRMS} (%) \sqrt{\frac{\frac{}{}_{}^{} {=1001N∑k=1N}_{} (}{_{ek)}}}$ Pmax

Где:

_ek = $_{ek} {=_{(} {\overset{}{}}_{}}^{Ik−I˜k}) {2_{} + {\overset{(}{}}_{}}^{}$ Qk−Q˜k) 2
_Ik = Измерение в фазе k-го символа в пакете
_Qk = Квадратурное фазовое измерение k-го символа в пакете
N = длина входного вектора
_Pavg = Значение средней мощности созвездия
_Pmax = Значение пиковой мощности созвездия
_Ik и _Qk представляют идеальные (эталонные) значения. ${\overset{}{}}_{I˜k}$ и ${\overset{}{}}_{Q˜k}$ представляют измеренные (принятые) символы.

Максимальное значение EVM является максимальным значением EVM в кадре или $_{} \underset{EVMmax=maxk∈[1, ..., N}{}] {_{} EVMk}$ , где k - k-й символ в пакете длины N .

Определение для _EVMk зависит от метода нормализации, выбранного для вычисления измерений. Блок или объект поддерживает эти алгоритмы.

Нормализация EVM	Алгоритм
Опорный сигнал	$_{} \sqrt{\frac{_{}}{\frac{}{}_{}^{EVMk=ek1N∑k=1N} (_{}^{} Ik2_{+}^{}}} Qk2) *$ 100
Средняя мощность	$_{EVMk} = \sqrt{\frac{_{}}{_{}}}$ 100ekPavg
Пиковая мощность	$_{EVMk} = \sqrt{\frac{_{}}{_{}}}$ 100ekPmax

Нормализация EVM

Алгоритм

Опорный сигнал

$_{} \sqrt{\frac{_{}}{\frac{}{}_{}^{EVMk=ek1N∑k=1N} (_{}^{} Ik2_{+}^{}}} Qk2) *$ 100

Средняя мощность

$_{EVMk} = \sqrt{\frac{_{}}{_{}}}$ 100ekPavg

Пиковая мощность

$_{EVMk} = \sqrt{\frac{_{}}{_{}}}$ 100ekPmax

Блок или объект вычисляет X-процентиль EVM, создавая гистограмму всех входящих значений _EVMk. На выходе выводится значение EVM, ниже которого опускается X% значений EVM.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Примечания и ограничения по использованию:

См. Системные объекты в создании кода MATLAB (кодер MATLAB).

См. также

comm.ACPR | comm.CCDF | comm.MER

Представлен в R2012a

Документация

коммуникация. EVM

Описание

Строительство

Свойства

Методы

Примеры

Измерьте EVM шумного 16-QAM смодулированного сигнала

Оценка полученного EVM

Измерение EVM с помощью эталонной совокупности

Измерение EVM с использованием пользовательского интервала измерения

Измерение EVM для различных измерений

График изменяющегося во времени EVM для сигнала OFDM

Алгоритмы

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Документация по инструментам связи

Поддержка

Документация

коммуникация. EVM

Описание

Строительство

Свойства

Методы

Примеры

Измерьте EVM шумного 16-QAM смодулированного сигнала

Оценка полученного EVM

Измерение EVM с помощью эталонной совокупности

Измерение EVM с использованием пользовательского интервала измерения

Измерение EVM для различных измерений

График изменяющегося во времени EVM для сигнала OFDM

Алгоритмы

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Документация по инструментам связи

Поддержка

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™