Генератор золотых последовательностей

Создать последовательность Gold из набора последовательностей

Библиотека:
Набор средств связи/Источники сообщений/Генераторы последовательности

Описание

Блок Gold Sequence Generator генерирует двоичную последовательность с небольшими свойствами периодической взаимной корреляции из ограниченного набора последовательностей. Дополнительные сведения о золотых последовательностях см. в разделе Золотые последовательности.

Этот блок может выводить последовательности, которые изменяются по длине во время моделирования. Дополнительные сведения о сигналах переменного размера см. в разделе Основы сигналов переменного размера (Simulink).

Порты

Вход

развернуть все

`oSiz` - Размер токового выхода
скалярный | двухэлементный вектор строки

Размер выходного тока, заданный как скаляр или двухэлементный вектор строки. Второй элемент вектора должен быть 1.

Пример: [10 1] указывает, что вектор текущего выходного столбца будет иметь размер 10 на 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output variable-size signals и установите для параметра Maximum output size source значение Dialog parameter.

Типы данных: double

`Ref` - Опорный входной сигнал
скалярный | вектор столбца

Опорный входной сигнал, заданный как скалярный вектор столбца.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output variable-size signals и установите для параметра Maximum output size source значение Inherit from reference input.

Типы данных: double

`Rst` - Сигнал сброса
скалярный | вектор столбца

Сброс сигнала, указанного в одной из этих форм.

Если выходной размер является переменным, укажите его как скаляр.
В противном случае укажите скаляр или 2-D вектор столбца длиной, равной Samples per frame.

Выходной сигнал сбрасывается для ненулевых входных значений Rst. Дополнительные сведения см. в разделе Сброс поведения

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Reset on nonzero input.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`Out` - Выходной сигнал
двоичный вектор столбца

Выходной сигнал, возвращаемый как двоичный вектор столбца. По меньшей мере один элемент вектора начальных состояний (1) или начальных состояний (2) должен быть ненулевым, чтобы блок мог генерировать ненулевую последовательность.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Preferred polynomial (1)` - Полином первой последовательности
`'z^6 + z + 1'` (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

Полином первой последовательности, заданный в одной из этих форм.

Вектор многочлена, например 'z^3 + z^2 + 1'.
Двоичный вектор строки, который представляет коэффициенты полинома генератора в порядке степени убывания. Длина этого вектора равна (N + 1), где N - степень полинома генератора. Например ,[1 1 0 1] представляет многочлен x3 + ^z2 + 1.
Целочисленный вектор строки, содержащий экспоненты z для ненулевых членов в многочлене в порядке убывания. Например, [3 2 0] представляет многочлен z3 + z2 + 1.

Дополнительные сведения см. в разделе Символьное представление многочленов и предпочтительных пар последовательностей.

`Initial states (1)` - Начальные состояния для полинома первой последовательности
`[0 0 0 0 0 1]` (по умолчанию) | двоичный вектор

Начальные состояния сдвигового регистра для полинома первой последовательности предпочтительной пары, заданного как двоичный вектор с длиной, равной степени предпочтительного многочлена (1).

`Preferred polynomial (2)` - Полином второй последовательности
`'z^6 + z^5 + z^2 + z + 1'` (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

Полином второй последовательности, заданный в одной из этих форм.

Вектор многочлена, например 'z^3 + z^2 + 1'.
Двоичный вектор строки, который представляет коэффициенты полинома генератора в порядке степени убывания. Длина этого вектора равна (N + 1), где N - степень полинома генератора. Например ,[1 1 0 1] представляет многочлен x3 + ^z2 + 1.
Целочисленный вектор строки, содержащий экспоненты z для ненулевых членов в многочлене в порядке убывания. Например, [3 2 0] представляет многочлен z3 + z2 + 1.

Дополнительные сведения см. в разделе Символьное представление многочленов.

`Initial states (2)` - Начальные состояния для полинома второй последовательности
`[0 0 0 0 0 1]` (по умолчанию) | двоичный вектор

Начальные состояния сдвигового регистра для полинома второй последовательности предпочтительной пары, заданного как двоичный вектор с длиной, равной степени предпочтительного многочлена (2).

`Sequence index` - Индекс последовательности
`0` (по умолчанию) | целочисленный скаляр в диапазоне [-2, ^2n-2]

Индекс последовательности вывода из набора последовательностей, заданный как целочисленный скаляр в диапазоне [-2, ^2n-2]. n - степень предпочтительных многочленов.

`Shift` - Смещение последовательности Gold
`0` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Смещение последовательности Gold от начального времени, заданного как целочисленный скаляр.

`Output variable-size signals` - Выходные сигналы переменного размера
off (по умолчанию) | on

Выберите этот параметр, чтобы разрешить выходные последовательности переменной длины во время моделирования. Если установлено значение offвыводят последовательности фиксированной длины. Если установлено значение onмогут выводиться последовательности переменной длины. Сведения о сигналах переменного размера см. в разделе Основы сигналов переменного размера (Simulink).

`Maximum output size source` - Источник максимального размера выходных данных
`Dialog parameter` (по умолчанию) | `Inherit from reference port`

Источник максимального размера выходных данных, указывающий способ указания максимального размера выходных данных последовательности.

Dialog parameter настраивает блок на использование параметра Максимальный размер вывода в качестве максимально допустимой длины выходной последовательности. При выборе этого параметра входной порт oSiz определяет текущий размер выходного сигнала, а выходной сигнал блока наследует время выборки из входного сигнала. Входное значение oSiz должно быть меньше или равно параметру Maximum output size.
Inherit from reference port добавляет Ref входной порт и конфигурирует блок для наследования времени выборки, максимального размера и текущего выходного размера из сигнала переменного размера в Ref входной порт для установки максимально допустимой длины выходной последовательности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Вывод сигналов переменного размера.

`Maximum output size` - Максимальный размер выходного сигнала
`[10 1]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор строки

Максимальный размер вывода, заданный как двухэлементный вектор строки, обозначающий максимальный размер вывода для блока. Второй элемент вектора должен быть 1.

Пример: [10 1] дает выходной сигнал максимального размера 10 на 1.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Output variable-size signals (выходные сигналы переменного размера) и установите для параметра Maximum output size source (источник максимального выходного размера Dialog parameter.

Типы данных: double

`Sample time` - Время вывода выборки
`1` (по умолчанию)

Время выборки выходных данных, указанное как -1 или положительный скаляр, который представляет время между каждой выборкой выходного сигнала. Если для параметра Sample time установлено значение -1время выборки наследуется от нисходящего потока. Для получения информации о взаимосвязи между временем выборки и выборками на кадр см. раздел Синхронизация выборки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, не выбирайте выходной сигнал переменного размера.

`Samples per frame` - Выборки на кадр
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Выборки на кадр, указанное как положительное целое число, указывающее количество выборок на кадр в одном канале выходных данных. Для получения информации о взаимосвязи между временем выборки и выборками на кадр см. раздел Синхронизация выборки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, не выбирайте выходной сигнал переменного размера.

`Reset on nonzero input` - Сбросить выходной сигнал
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр для активизации порта Rst. При вводе ненулевого значения в порт Rst внутренние регистры сдвига сбрасываются до исходных значений параметров Initial states (1) и Initial stations (2).

`Output data type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `boolean` | `Smallest unsigned integer`

Тип выходных данных, указанный как boolean, double, или Smallest unsigned integer.

Если установлено значение Smallest unsigned integerтип выходных данных выбирается на основе настроек, используемых на панели реализации оборудования (Simulink) диалогового окна Configuration Parameters модели. Если на панели «Hardware Implementation» выбран ASIC/FPGA, то тип выходных данных является идеальным минимальным однобитовым размером (ufix (1)). Для всех остальных выборок это беззнаковое целое число с наименьшей доступной длиной слова, достаточно большой, чтобы вместить один бит, обычно соответствующий размеру символа (uint8).

Примеры модели

Создать последовательность кода Gold

Создание одинаковых кодовых последовательностей Gold с использованием двух PN Sequence Generator блоки или один Gold Sequence Generator блок.

Поведение при сбросе генератора Gold Sequence

Поведение вывода Gold Sequence Generator для сброса соответствующих параметров.

Сквозной физический уровень WCDMA

Часть дуплексного (FDD) прямого физического уровня системы беспроводной связи третьего поколения, известного как широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA).

Генерирование грубых кодов обнаружения GPS

Как сконфигурировать блок Gold Sequence Generator для генерации кодов грубого сбора (C/A), как представлено в [1], и использовать представление модели дискретного блока той же конфигурации для проверки сгенерированного кода. GPS использует C/A-коды для облегчения сбора и отслеживания сигналов передачи.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `fixed point`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`

Подробнее

развернуть все

Время выборки

Время между обновлениями выходных данных равно произведению значений Samples per frame и Sample time. Например, если время выборки и выборки на кадр равны единице, блок выводит выборку каждую секунду. Если значение Samples per frame увеличивается до 10, то каждые 10 секунд выводится вектор 10 на 1. Это гарантирует, что эквивалентная выходная скорость не зависит от параметра Samples per frame.

Золотые последовательности

Характерные свойства взаимной корреляции последовательностей Голда делают их полезными, когда несколько устройств вещают в одном и том же частотном диапазоне. Последовательности Голда определяются с использованием определенной пары последовательностей u и v, периода N = ^2n-1, называемой предпочтительной парой, как определено в Предпочтительных парах последовательностей. Набор G (u, v) последовательностей Голда определяется как

$G (u, v)^{} ={u,v,u⊕v,u⊕Tv,u⊕T2v, . . .,^{}$ u⊕TN−1v}

где T представляет оператор, который циклически сдвигает векторы влево на одно место, а $\oplus$ представляет сложение по модулю 2. Обратите внимание, что G (u, v) содержит N + 2 последовательностей периода N. Блок генератора золотой последовательности выводит одну золотую последовательность в соответствии с настроенными параметрами и входами.

Золотые последовательности имеют то свойство, что взаимная корреляция между любыми двумя или между их сдвинутыми версиями принимает одно из трех значений: -t (n), -1 или t (n) - 2, где

$t (n) \begin{array}{l} = {^{1 + 2 (} & n + 1 \\ ) /^{2n even1} & + 2 \end{array}$ (n + 2 )/2n нечетных

Блок Gold Sequence Generator использует два блока PN Sequence Generator для генерации предпочтительной пары последовательностей, а затем XOR этих последовательностей для получения выходной последовательности, как показано на следующей диаграмме.

Предпочтительную пару можно задать с помощью параметров Предпочтительный многочлен (1) и Предпочтительный многочлен (2) в диалоговом окне для блока Генератор золотых последовательностей (Gold Sequence Generator). Эти многочлены, оба из которых должны иметь степень n, описывают регистры сдвига, которые блоки PN Sequence Generator используют для генерации своего выходного сигнала. Дополнительные сведения о том, как создаются эти последовательности, см. на справочной странице для блока генератора PN-последовательностей. Можно задать предпочтительные многочлены, используя следующие форматы:

Вектор многочлена, включающий число 1, например, 'z^4 + z + 1'.
Вектор, который перечисляет коэффициенты многочлена в порядке убывания степеней. Первая и последняя записи должны быть 1. Обратите внимание, что длина этого вектора на единицу больше степени полинома генератора.
Вектор, содержащий экспоненты z для ненулевых членов многочлена в порядке убывания степеней. Последняя запись должна быть 0.

Например, многочлен z5 + z2 + 1 может быть представлен символьным вектором 'z^5 + z^2 + 1', вектор [5 2 0], и вектор [1 0 0 1 0 1].

В следующей таблице представлен краткий список предпочтительных пар.

n	N	Предпочтительный полином (1)	Предпочтительный полином (2)
5	31	`[5 2 0]`	`[5 4 3 2 0]`
6	63	`[6 1 0]`	`[6 5 2 1 0]`
7	127	`[7 3 0]`	`[7 3 2 1 0]`
9	511	`[9 4 0]`	`[9 6 4 3 0]`
10	1023	`[10 3 0]`	`[10 8 3 2 0]`
11	2047	`[11 2 0]`	`[11 8 5 2 0]`

Начальные состояния (1) и начальные состояния (2) являются векторами, задающими начальные значения регистров, соответствующих предпочтительному многочлену (1) и предпочтительному многочлену (2) соответственно. Эти параметры должны удовлетворять следующим критериям:

Все элементы векторов начальных состояний (1) и начальных состояний (2) должны быть двоичными числами.
Длина вектора начальных состояний (1) должна равняться степени предпочтительного многочлена (1), а длина вектора начальных состояний (2) должна равняться степени предпочтительного многочлена (2).
Примечание
По меньшей мере один элемент векторов начальных состояний (начальные состояния (1) или начальные состояния (2)) должен быть ненулевым, чтобы блок мог генерировать ненулевую последовательность. В частности, начальное состояние по меньшей мере одного из регистров должно быть ненулевым.

Параметр Sequence index указывает, какая последовательность Gold в наборе G (u, v) выводится. Диапазон индекса последовательности - [-2, -1, 0, 1, 2,..., ^2n-2], где n - степень полиномов генератора, заданная параметрами Предпочтительный многочлен (1) и Предпочтительный многочлен (2). В этой таблице показано соответствие между индексом последовательности и выходной последовательностью.

Индекс последовательности	Последовательность вывода
–2	u
–1	v
0	$u⊕v$
1	$u⊕Tv$
2	$^{} u⊕T2v$
...	...
2 ⁿ -2	$^{^{}} u⊕T2n−2v$

T представляет оператор, который циклически сдвигает векторы влево на одно место, а $\oplus$ представляет сложение по модулю 2.

Начальную точку последовательности Gold можно сдвинуть с помощью параметра Shift, который представляет собой целое число, представляющее длину сдвига.

Можно использовать внешний сигнал для сброса значений внутреннего сдвигового регистра в исходное состояние, выбрав Сброс на ненулевом входе. Это создает входной порт для внешнего сигнала в блоке Gold Sequence Generator. Способ сброса блоком внутреннего сдвигового регистра зависит от того, являются ли его выходной сигнал и сигнал сброса скалярными или векторными. Дополнительные сведения см. в разделе Сброс поведения.

Сбросить поведение

Чтобы сбросить последовательность генератора, необходимо сначала выбрать Reset на ненулевом входе, чтобы добавить Rst вход. Предположим, что на выходе блока Gold Sequence Generator [1 0 0 1 1 0 1 1] при отсутствии сброса. В следующей таблице показано влияние указанных значений свойств на вывод блока Gold Sequence Generator.

Сброс свойств сигнала

Блок генератора золотых последовательностей

	Сброс свойств сигнала	Блок генератора золотых последовательностей
Без сброса	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `1` Rst = `[0 0 0 0 0 0 0 0]`	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `1` Out = Out (Выход) `[1 0 0 1 1 0 1 1]`
Сигнал скалярного сброса	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `1` Rst = `[0 0 0 1 0 0 0 0]`	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `1`
Сигнал сброса вектора	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `8` Rst = `[0 0 0 1 0 0 0 0]`	Время выборки = `1` Выборки на кадр = `8`

Сигнал сброса

Выходной сигнал

Без сброса

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 1

Rst = [0 0 0 0 0 0 0 0]

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 1

Out = Out (Выход) [1 0 0 1 1 0 1 1]

Сигнал скалярного сброса

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 1

Rst = [0 0 0 1 0 0 0 0]

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 1

Сигнал сброса вектора

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 8

Rst = [0 0 0 1 0 0 0 0]

Время выборки = 1

Выборки на кадр = 8

В случае отсутствия сброса последовательность выводится без сброса. Для случаев скалярного и векторного сигнала сброса сигнал сброса [0 0 0 1 0 0 0 0] является входом в Rst порт. Выходной сигнал последовательности сбрасывается в четвертом бите, поскольку четвертый бит сигнала сброса равен 1, а время выборки равно 1.

Для выходов переменного размера блок поддерживает только скалярные сигнальные входы сброса.

Пример поведения сброса Gold Sequence Generator демонстрирует поведение сброса в модели Simulink ®.

Предпочтительные пары последовательностей

Требования, чтобы пара последовательностей u, v периода N = ^2n-1 была предпочтительной парой, были следующими:

n не делится на 4
v = u [q], где
- q является нечетным
- q = ^2k + 1 или q = ^22k-2k + 1
- v получается путем выборки каждого qth символа u
$\gcd (n, k) \begin{matrix} \end{matrix}$ ={1n≡1mod22n≡2mod4

Вопросы совместимости

развернуть все

Существующие модели автоматически обновляют этот блок до текущей версии

В R2020a изменилось поведение

Начиная с R2020a, Simulink больше не позволяет использовать версию блока Gold Sequence Generator, доступную до R2015b.

Существующие модели автоматически обновляют, чтобы загрузить Золотую версию блока Генератора Последовательности, о которой объявляют в Исходных структурах продукции блоков смежных образцов времени, но не используют признак структуры в Информации о версии R2015b. Дополнительные сведения о пересылке блоков см. в разделе Пересылка таблиц (Simulink).

Ссылки

[1] Проакис, Джон Г. Digital Communications. 3-й ред. Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1995.

[2] Gold, R. «Максимальные рекурсивные последовательности с 3-Valued рекурсивными функциями взаимной корреляции (Corresp.)». Сделки IEEE по теории информации 14, № 1 (январь 1968 года): 154-56. https://doi.org/10.1109/TIT.1968.1054106.

[3] Gold, R «Оптимальные двоичные последовательности для мультиплексирования с расширенным спектром (Corresp.)». IEEE Transactions on Information Theory 13, No. 4 (October 1967): 619-21. https://doi.org/10.1109/TIT.1967.1054048.

[4] Sarwate, D.V. и M.B. Pursley, «Crosscorrelation Properties of Pseudorandom and Related Sequences», Proc. IEEE, т. 68, № 5, май, 1980, стр. 583-619.

[5] Диксон, Роберт К. Spread Spectrum Systems: With Commercial Applications. 3-й ред. Нью-Йорк: Уайли, 1994.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Генератор последовательностей Касами | Генератор последовательности PN

Документация

Генератор золотых последовательностей

Описание

Порты

Вход

oSiz - Размер токового выхода скалярный | двухэлементный вектор строки

Зависимости

Ref - Опорный входной сигнал скалярный | вектор столбца

Зависимости

Rst - Сигнал сброса скалярный | вектор столбца

Зависимости

Продукция

Out - Выходной сигнал двоичный вектор столбца

Параметры

Preferred polynomial (1) - Полином первой последовательности 'z^6 + z + 1' (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

Initial states (1) - Начальные состояния для полинома первой последовательности [0 0 0 0 0 1] (по умолчанию) | двоичный вектор

Preferred polynomial (2) - Полином второй последовательности 'z^6 + z^5 + z^2 + z + 1' (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

Initial states (2) - Начальные состояния для полинома второй последовательности [0 0 0 0 0 1] (по умолчанию) | двоичный вектор

Sequence index - Индекс последовательности 0 (по умолчанию) | целочисленный скаляр в диапазоне [-2, 2n-2]

Shift - Смещение последовательности Gold 0 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Output variable-size signals - Выходные сигналы переменного размера off (по умолчанию) | on

Maximum output size source - Источник максимального размера выходных данных Dialog parameter (по умолчанию) | Inherit from reference port

Зависимости

Maximum output size - Максимальный размер выходного сигнала [10 1] (по умолчанию) | двухэлементный вектор строки

Зависимости

Sample time - Время вывода выборки 1 (по умолчанию)

Зависимости

Samples per frame - Выборки на кадр 1 (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Reset on nonzero input - Сбросить выходной сигнал off (по умолчанию) | on

Output data type - Тип выходных данных double (по умолчанию) | boolean | Smallest unsigned integer

Примеры модели

Создать последовательность кода Gold

Поведение при сбросе генератора Gold Sequence

Сквозной физический уровень WCDMA

Генерирование грубых кодов обнаружения GPS

Характеристики блока

Подробнее

Время выборки

Золотые последовательности

Сбросить поведение

Предпочтительные пары последовательностей

Вопросы совместимости

Существующие модели автоматически обновляют этот блок до текущей версии

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Объекты

Документация по инструментам связи

Поддержка

`oSiz` - Размер токового выхода
скалярный | двухэлементный вектор строки

`Ref` - Опорный входной сигнал
скалярный | вектор столбца

`Rst` - Сигнал сброса
скалярный | вектор столбца

`Out` - Выходной сигнал
двоичный вектор столбца

`Preferred polynomial (1)` - Полином первой последовательности
`'z^6 + z + 1'` (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

`Initial states (1)` - Начальные состояния для полинома первой последовательности
`[0 0 0 0 0 1]` (по умолчанию) | двоичный вектор

`Preferred polynomial (2)` - Полином второй последовательности
`'z^6 + z^5 + z^2 + z + 1'` (по умолчанию) | вектор многочленов | вектор двоичной строки | вектор целочисленной строки

`Initial states (2)` - Начальные состояния для полинома второй последовательности
`[0 0 0 0 0 1]` (по умолчанию) | двоичный вектор

`Sequence index` - Индекс последовательности
`0` (по умолчанию) | целочисленный скаляр в диапазоне [-2, ^2n-2]

`Shift` - Смещение последовательности Gold
`0` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`Output variable-size signals` - Выходные сигналы переменного размера
off (по умолчанию) | on

`Maximum output size source` - Источник максимального размера выходных данных
`Dialog parameter` (по умолчанию) | `Inherit from reference port`

`Maximum output size` - Максимальный размер выходного сигнала
`[10 1]` (по умолчанию) | двухэлементный вектор строки

`Sample time` - Время вывода выборки
`1` (по умолчанию)

`Samples per frame` - Выборки на кадр
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

`Reset on nonzero input` - Сбросить выходной сигнал
`off` (по умолчанию) | `on`

`Output data type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `boolean` | `Smallest unsigned integer`

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