Модулирующая полоса демодулятора CPM

Демодуляция данных, модулированных CPM

Библиотека:
Панель инструментов связи/модуляция/цифровая модуляция основной полосы частот/CPM

Описание

Блок основной полосы частот демодулятора CPM демодулирует сигнал, который был модулирован с использованием непрерывной фазовой модуляции (CPM).

CPM - метод модуляции с памятью. Блочная обработка включает в себя коррелятор, за которым следует детектор последовательности максимального правдоподобия (MLSD), который ищет пути через решетку состояний для минимального евклидова пути расстояния. Блок использует алгоритм Витерби для выполнения MLSD.

Дополнительные сведения об этой демодуляции и примененной фильтрации см. в разделе Демодуляция CPM и фильтрация формы импульса.

Порты

Вход

развернуть все

`In` - Входной сигнал
скалярный | вектор столбца

Входной сигнал, заданный как скаляр или вектор столбца. Длина входного сигнала должна быть кратна целому числу выборок на символ, указанному в параметре Samples per symbol. Дополнительные сведения см. в разделах Целочисленные и двоичные выходные сигналы.

Типы данных: double | single

Продукция

развернуть все

`Out` - Выходной сигнал
скалярный | вектор столбца

Выходной сигнал, возвращаемый в виде скалярного или столбцового вектора. Дополнительные сведения см. в разделах Целочисленные и двоичные выходные сигналы.

Поддерживаемые типы данных

Плавающая точка с двойной точностью
Логическое значение (если для параметра Output type установлено значение Bit)
8-, 16- и 32-битные целые числа со знаком (если для параметра Output type установлено значение Integer)

Типы данных: double | Boolean | int8 | int16 | int32

Дополнительные сведения о скоростях обработки см. в разделах Односкоростная обработка и Многоскоростная обработка.

Параметры

развернуть все

`M-ary number` - Порядок модуляции
`4` (по умолчанию) | положительное целое число

Порядок модуляции, указывающий размер алфавита, определяемый как положительное целое число, которое является ненулевой степенью, равной двум. M должен иметь вид ^2K для некоторого положительного целого числа K, где K - количество битов на символ.

`Output type` - Определяет, состоит ли вывод из целых чисел или групп битов
`Integer` (по умолчанию) | `Bit`

Определяет, состоит ли вывод из целых чисел или групп битов, указанных как Integer или Bit.

`Symbol set ordering` - Битовое отображение
`Binary` (по умолчанию) | `Gray`

Битовое отображение, указанное как Binary или Gray.

Этот параметр определяет, как блок отображает каждое целое число в группу выходных битов. Дополнительные сведения см. в разделах Целочисленные и двоичные выходные сигналы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Output type значение Bit.

`Modulation index` - Индекс модуляции {hi}
`0.5` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор столбца

Индекс модуляции {hi}, заданный как неотрицательный скаляр или вектор столбца.

{h} представляет последовательность индексов модуляции. Дополнительные сведения см. в разделе Демодуляция CPM.

`Frequency pulse shape` - Тип формирования импульсов
`Rectangular` (по умолчанию) | `Raised Cosine` | `Spectral Raised Cosine` | `Gaussian` | `Tamed FM`

Тип формирования импульсов, используемый для сглаживания фазовых переходов модулированного сигнала, указанный как Rectangular, Raised Cosine, Spectral Raised Cosine, Gaussian, или Tamed FM. Дополнительные сведения о параметрах фильтрации см. в разделе Фильтрация формы импульса.

`Main lobe pulse duration (symbol intervals)` - Количество символьных интервалов наибольшего лепестка спектрального приподнятого косинусного импульса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Число символьных интервалов наибольшего лепестка спектрального приподнятого косинусного импульса, определяемого как положительный скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Frequency pulse shape значение Spectral Raised Cosine.

`Rolloff` - Коэффициент отката формы спектрального приподнятого косинусного импульса
`0.2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент отката формы спектрального приподнятого косинусного импульса, заданный как скаляр от 0 до 1.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Frequency pulse shape значение Spectral Raised Cosine.

`BT product` - Продукт полосы пропускания и времени
`0.3` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Произведение полосы пропускания и времени, определяемое как неотрицательный скаляр. Используйте продукт BT для уменьшения полосы пропускания за счет увеличения межсимвольных помех.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Frequency pulse shape значение Gaussian.

`Pulse length (symbol intervals)` - Длительность частотного импульса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Длина формы частотного импульса, заданная как положительный скаляр. Дополнительные сведения о длительности частотного импульса см. в документе LT in Pulse Shape Filtering.

`Symbol prehistory` - Символы данных, используемые до начала моделирования
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Символы данных, используемые перед началом моделирования в обратном хронологическом порядке. Если предыстория Symbol является вектором, то ее длина должна быть на единицу меньше значения параметра Pulse length.

`Phase offset (rad)` - Начальное фазовое смещение
`0` (по умолчанию) | скаляр

Начальное фазовое смещение выходного сигнала в радианах, определяемое как скаляр.

`Samples per symbol` - Частота дискретизации символов
`8` (по умолчанию) | положительный скаляр

Частота дискретизации символов, заданная как положительный скаляр. Этот параметр представляет количество выборок, выводимых для каждого целого или двоичного слова. Для всех небинарных схем, определяемых формами импульсов, это значение должно быть больше 1.

Дополнительные сведения см. в разделе Восходящие сигналы и изменения скорости.

`Rate options` - Частота обработки блоков
`Enforce single-rate processing` (по умолчанию) | `Allow multirate processing`

Частота обработки блоков, указанная как один из следующих параметров:

Enforce single-rate processing - Входные и выходные сигналы имеют одинаковое время выборки порта. Блок реализует изменение скорости путем изменения размера на выходе по сравнению с входом. Ширина вывода - это количество символов (которое задается делением длины ввода на значение параметра Samples per symbol, если для параметра Output type установлено значение Integer).
Allow multirate processing - Входные и выходные сигналы имеют различное время выборки порта. Период вывода совпадает с периодом символа и равен произведению периода ввода и значению параметра Samples per symbol.

`Traceback depth` - Количество шпалерных ветвей
`16` (по умолчанию) | положительное целое число

Количество ветвей решетки, используемых для построения каждого пути отслеживания, заданного как положительное целое число. Дополнительные сведения см. в разделе Глубина трассировки и задержки вывода.

`Output data type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `boolean` | `int8` | `int16` | `int32`

Тип выходных данных, указанный как double, boolean, int8, int16, или int32. Дополнительные сведения см. в разделе Поддерживаемые типы данных в разделе Out.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `integer` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`

Подробнее

развернуть все

Демодуляция CPM

Обработка демодуляции CPM состоит из коррелятора, за которым следует детектор последовательности максимального правдоподобия (MLSD), который ищет пути через решетку состояний для минимального евклидова пути расстояния. Когда индекс модуляции является рациональным (h = m/p), в символе имеется конечное число фазовых состояний. Блок использует алгоритм Витерби для выполнения MLSD.

{hi} представляет последовательность индексов модуляции, которая циклически перемещается через набор индексов {h0, h1, h2,..., _hH-1 }.

hi = mi/pi представляет индекс модуляции в надлежащей рациональной форме.
mi представляет числитель индекса модуляции.
pi представляет знаменатель индекса модуляции.
mi и pi являются относительно простыми положительными числами.
Наименьшее общее кратное (LCM) из {p0, p1, p2, ...,pH-1} обозначается как p.
hi = m 'i/p

{hi} определяет количество состояний фазы:

$numPhaseStates = \begin{array}{l} {p, для всех четных_{m 'i2p} \\ , для любых нечетных m' i}_{} \end{array}$

и влияет на количество решетчатых состояний:

numStates = numPhaseStates * ^{M (L-1})

L представляет длину импульса.
M представляет М-арное число.

Модуляция CPM

Вход демодулятора представляет собой представление модулированного сигнала в основной полосе частот:

$\begin{array}{l} s (t) = exp [j {2δ}_{\sumi =}^{}_{}_{} 0nαihiq (t - \\ iT)], nT < t \end{array}$ < (n + 1) T

где:

{αi} представляет последовательность M-арных символов данных, выбранных из алфавита ± 1, ± 3, ± (M-1).
M должен иметь вид ^2K для некоторого положительного целого числа K, где M - порядок модуляции и задает размер алфавита символа.
{hi} представляет последовательность индексов модуляции и hi циклически перемещается через набор индексов {h0, h1, h2,..., hH-1_}. Когда H = 1, существует только один индекс модуляции _h0, который обозначается как h.

Фильтрация формы импульса

Непрерывная фазовая модуляция использует формирование импульсов для сглаживания фазовых переходов модулированного сигнала. Функция q (t) является фазовым откликом, полученным из частотного импульса, g (t), через это соотношение $: q (t_{)}^{} =∫− ∞tg$ (t) dt.

Заданная форма частотного импульса соответствует этим выражениям формы импульса для g (t).

Форма импульса	Выражение
`Rectangular`	$g (t) \begin{matrix} \frac{}{} \end{matrix}$ ={12LT,0≤t≤LT0otherwise
`Raised Cosine`	$g (t) \begin{matrix} \frac{=}{{} 12LT [1 \frac{−}{\cos} ( & 2ātLT)] \\ , \end{matrix}$ 0≤t≤LT0otherwise
`Spectral Raised Cosine`	$g (t) \frac{}{=_{}} \frac{\frac{1LmаинЦин}{(_{}}}{\frac{2πtLmainT}{)_{}}} \frac{\frac{2πtLmainTcos}{_{(}}}{{\frac{β2πtLmainT}{)_{1 -}} (}^{}} 4βLmainTt$ ) 2, 0≤β≤1
`Gaussian`	$\begin{matrix} g (t) \frac{}{=} 12T {Q_{} \frac{[\frac{}{}}{\sqrt{2πBbt}} - {T2ln2}_{]} \frac{- \frac{}{Q}}{\sqrt{[}} 2πBbt + \\ T2ln2]},_{}^{} \frac{}{\sqrt{}}^{где Q^{(} t)} \end{matrix}$ =∫t∞12πe−τ2/2dτ
`Tamed FM` (прирученная частотная модуляция)	$\begin{array}{l} g (t) \frac{}{=}_{18} [g0 (t_{−} T) +_{} 2 g0 (t) + g0 \\ _{(} t + \frac{T}{)}] \frac{, \frac{}{}}{\frac{в котором 0}{(}} t \frac{)^{}}{} \frac{\approx1T[sin \frac{(}{} securitytT \frac{)}{} © tT − \frac{}{} {\frac{security2242sin}{} (}^{} securitytT) \frac{-}{}}{{\frac{}{} 2πtTcos}^{}} ( \end{array}$ securitytT) − (securitytT) 2sin (© tT) (¼ tT) 3]

Lmain - длительность импульса основного лепестка в символьных интервалах.
β - коэффициент отката спектрального приподнятого косинуса.
Bbis - произведение полосы пропускания и гауссова импульса.
Длительность импульса LT представляет собой длительность импульса в символьных интервалах. Как определено выражениями, Spectral Raised Cosine, Gaussian, и Tamed FM формы импульсов имеют бесконечную длину. Для всех практических целей LT задает усеченную конечную длину.

Для получения дополнительной информации о фильтрации формы импульсов см. [1]

Целочисленные и двоичные выходные сигналы

Если для параметра Output type установлено значение Integer:

Блок выдает нечетные целые числа между - (M-1) и M-1. Порядок модуляции M определяется параметром M-ary числа.
Параметр Output datatype не может быть установлен в значение boolean.

Если для параметра Output type установлено значение Bit:

Блок создает группировки из К битов. Каждая группировка называется двоичным словом.
Тип выходных данных может быть только double или boolean.
В режиме двоичного вывода обработка блоков выполняется следующим образом:
1. Отображает каждый входной символ в промежуточное значение, как в режиме целочисленного вывода.
2. Отображает нечетное целое число k в неотрицательное целое число (k + M-1 ) /2.
3. Отображает каждое неотрицательное целое в двоичное слово, используя Binary или Gray в соответствии с параметром упорядочения набора символов.

Односкоростная обработка

В режиме односкоростной обработки входной и выходной сигналы имеют одинаковое время выборки порта. Блок неявно реализует изменение скорости путем изменения размера на выходе по сравнению со входом. Ширина ввода должна быть кратной целому числу от значения параметра Samples per symbol, а ввод может быть вектором столбца.

Если для параметра «Тип вывода» задано значение Bitширина выходного сигнала в K раз больше числа входных символов.
Если для параметра «Тип вывода» задано значение Integer, ширина вывода - количество входных символов.

Многоскоростная обработка

В режиме многоскоростной обработки входные и выходные сигналы имеют разное время выборки порта. Вход должен быть скаляром. Время вывода символа является произведением времени ввода выборки и значения параметра Samples per symbol.

Если для параметра «Тип вывода» задано значение Bitширина выходного сигнала равна количеству битов на символ.
Если для параметра «Тип вывода» задано значение Integer, выход - скаляр.

Глубина отслеживания и задержки вывода

Параметр глубины Traceback, D, - это количество ветвей решетки, используемых для построения каждого пути трассировки. D влияет на задержку на выходе, которая представляет собой количество нулевых символов, которые предшествуют первому значимому демодулированному значению на выходе.

Если для параметра Rate options установлено значение Allow multirate processingи модель использует решатель с переменным шагом или решатель с фиксированным шагом, для параметра Режим задания (Tasking Mode) которого установлено значение SingleTasking, то вектор задержки состоит из D + 1 нулевых символов.
Если для параметра Rate options установлено значение Enforce single-rate processingвектор задержки состоит из D нулевых символов.

Оптимальное значение параметра глубины Traceback зависит от вычисления минимального квадрата евклидова расстояния. В качестве альтернативы, типичное значение, зависящее от количества состояний, может быть выбрано с использованием правила длины пятикратного ограничения, которое соответствует $5⋅log2 (numStates$ ).

Для бинарной приподнятой косинусной формы импульса с длиной импульса 3 и h = 2/3 применение этого $правила (5 * {log2}^{} (3 *$ 22) = 18) даёт результат, близкий к оптимальному значению 20.

Парный блок

Модулирующая полоса модулирующих сигналов CPM - модулирует данные с использованием непрерывной фазовой модуляции.

Ссылки

[1] Андерсон, Джон Б., Тор Аулин и Карл-Эрик Сундберг. Цифровая фазовая модуляция. Нью-Йорк: Пленум Пресс, 1986.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Базовая полоса демодулятора CPFSK | Модулятор CPM, основная полоса частот | Модулирующая полоса демодулятора GMSK | Модулирующая полоса демодулятора MSK | Декодер Витерби

Документация

Модулирующая полоса демодулятора CPM

Описание

Порты

Вход

In - Входной сигнал скалярный | вектор столбца

Продукция

Out - Выходной сигнал скалярный | вектор столбца

Поддерживаемые типы данных

Параметры

M-ary number - Порядок модуляции 4 (по умолчанию) | положительное целое число

Output type - Определяет, состоит ли вывод из целых чисел или групп битов Integer (по умолчанию) | Bit

Symbol set ordering - Битовое отображение Binary (по умолчанию) | Gray

Зависимости

Modulation index - Индекс модуляции {hi} 0.5 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор столбца

Frequency pulse shape - Тип формирования импульсов Rectangular (по умолчанию) | Raised Cosine | Spectral Raised Cosine | Gaussian | Tamed FM

Зависимости

Rolloff - Коэффициент отката формы спектрального приподнятого косинусного импульса 0.2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

BT product - Продукт полосы пропускания и времени 0.3 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Pulse length (symbol intervals) - Длительность частотного импульса 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Symbol prehistory - Символы данных, используемые до начала моделирования 1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Phase offset (rad) - Начальное фазовое смещение 0 (по умолчанию) | скаляр

Samples per symbol - Частота дискретизации символов 8 (по умолчанию) | положительный скаляр

Rate options - Частота обработки блоков Enforce single-rate processing (по умолчанию) | Allow multirate processing

Traceback depth - Количество шпалерных ветвей 16 (по умолчанию) | положительное целое число

Output data type - Тип выходных данных double (по умолчанию) | boolean | int8 | int16 | int32

Характеристики блока

Подробнее

Демодуляция CPM

Модуляция CPM

Фильтрация формы импульса

Целочисленные и двоичные выходные сигналы

Односкоростная обработка

Многоскоростная обработка

Глубина отслеживания и задержки вывода

Парный блок

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Темы

Документация по инструментам связи

Поддержка

`In` - Входной сигнал
скалярный | вектор столбца

`Out` - Выходной сигнал
скалярный | вектор столбца

`M-ary number` - Порядок модуляции
`4` (по умолчанию) | положительное целое число

`Output type` - Определяет, состоит ли вывод из целых чисел или групп битов
`Integer` (по умолчанию) | `Bit`

`Symbol set ordering` - Битовое отображение
`Binary` (по умолчанию) | `Gray`

`Modulation index` - Индекс модуляции {hi}
`0.5` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор столбца

`Frequency pulse shape` - Тип формирования импульсов
`Rectangular` (по умолчанию) | `Raised Cosine` | `Spectral Raised Cosine` | `Gaussian` | `Tamed FM`

`Rolloff` - Коэффициент отката формы спектрального приподнятого косинусного импульса
`0.2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`BT product` - Продукт полосы пропускания и времени
`0.3` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Pulse length (symbol intervals)` - Длительность частотного импульса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Symbol prehistory` - Символы данных, используемые до начала моделирования
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Phase offset (rad)` - Начальное фазовое смещение
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Samples per symbol` - Частота дискретизации символов
`8` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rate options` - Частота обработки блоков
`Enforce single-rate processing` (по умолчанию) | `Allow multirate processing`

`Traceback depth` - Количество шпалерных ветвей
`16` (по умолчанию) | положительное целое число

`Output data type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `boolean` | `int8` | `int16` | `int32`

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