Генерация сигнала CCSDS TM
ccsdsTMWaveformGenerator Система object™ генерирует форму сигнала телеметрии (TM) Консультативного комитета по системам космических данных (CCSDS). Объект реализует аспекты генерации формы сигнала стандартных синих книг CCSDS:
Примечание
Объект поддерживает генерацию формы сигнала, заданную стандартом синхронизации и канального кодирования CCSDS TM [1] и гибкой расширенной схемой кодирования и модуляции CCSDS для высокоскоростного стандарта TM [3]. Для получения формы сигнала для любого из требуемых стандартов установите WaveformSource собственность.
Для генерации сигнала CCSDS TM:
Создать ccsdsTMWaveformGenerator и задайте его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.
tmWaveGen = ccsdsTMWaveformGenerator
tmWaveGen = ccsdsTMWaveformGenerator(Name,Value)ccsdsTMWaveformGenerator("WaveformSource","flexible advanced coding and modulation","ACMFormat",20) определяет источник формы сигнала CSSDS TM как гибкий расширенный стандарт кодирования и модуляции с форматом ACM как 20 для генерируемого сигнала.
txWaveform = tmWaveGen(bits)
[ также возвращает биты, полученные после операций подуровня ТМ синхронизации и канального кодирования.txWaveform,encodedBits] = tmWaveGen(bits)
Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
Создание формы сигнала телеметрии (TM) Консультативного комитета по системам космических данных (CCSDS) для стандарта синхронизации и канального кодирования для нескольких кадров передачи. Визуализируйте форму сигнала с помощью графика спектра.
Создайте объект системы CCSDS TM. Установите тип сигнала как synchronization and channel coding с GMSK-модулированными конкатенированными кодами.
tmWaveGen = ccsdsTMWaveformGenerator; tmWaveGen.WaveformSource = "synchronization and channel coding"; tmWaveGen.ChannelCoding = "concatenated"; tmWaveGen.Modulation = "GMSK"; tmWaveGen.RSMessageLength = 239; tmWaveGen.RSInterleavingDepth = 2; tmWaveGen.BandwidthTimeProduct = 0.5; disp(tmWaveGen)
ccsdsTMWaveformGenerator with properties:
WaveformSource: "synchronization and channel coding"
HasRandomizer: true
HasASM: true
Channel coding properties:
ChannelCoding: "concatenated"
ConvolutionalCodeRate: "1/2"
RSMessageLength: 239
RSInterleavingDepth: 2
IsRSMessageShortened: false
Digital modulation and filter properties:
Modulation: "GMSK"
BandwidthTimeProduct: 0.5000
SamplesPerSymbol: 10
Use get to show all properties
Укажите количество кадров передачи.
numTF = 15;
waveform = []; % Initialize waveform as nullСоздание формы сигнала TM CCSDS для стандарта синхронизации и канального кодирования с использованием нескольких вызовов объекта System.
rng default % For reproducible results for iTF = 1:numTF bits = randi([0 1],tmWaveGen.NumInputBits,1); waveform = [waveform; tmWaveGen(bits)]; end
Создать dsp.SpectrumAnalyzer Объект системы для отображения частотного спектра сформированного сигнала временной области CCSDS TM.
BW = 36e6; % Typical satellite channel bandwidth Fsamp = tmWaveGen.SamplesPerSymbol*BW; scope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fsamp,... 'AveragingMethod','Exponential'); scope(waveform)
Создание формы сигнала телеметрии (TM) Консультативного комитета по системам космических данных (CCSDS) для гибкой расширенной схемы кодирования и модуляции для высокоскоростных приложений TM для одного кадра физического уровня (PL). Визуализируйте форму сигнала с помощью графика рассеяния.
Создайте объект CCSDS TM System и укажите его свойства.
tmWaveGen = ccsdsTMWaveformGenerator; tmWaveGen.WaveformSource = "flexible advanced coding and modulation"; tmWaveGen.ACMFormat = 17; % 16QPSK tmWaveGen.PulseShapingFilter = "none"; disp(tmWaveGen)
ccsdsTMWaveformGenerator with properties:
WaveformSource: "flexible advanced coding and modulation"
ACMFormat: 17
NumBytesInTransferFrame: 223
Digital modulation and filter properties:
PulseShapingFilter: "none"
HasPilots: false
ScramblingCodeNumber: 0
Use get to show all properties
Вычислите количество кадров передачи в одном кадре PL.
NumTFInOnePL = tmWaveGen.MinNumTransferFrames*16; % One PL frame consists of 16 codewords, as specified in the standard waveform = []; % Initialize waveform as null
Формирование формы сигнала ТМ CCSDS для гибкой расширенной схемы кодирования и модуляции для высокоскоростных ТМ-приложений стандарта.
rng default % For reproducible results for iTF = 1:NumTFInOnePL bits = randi([0 1],tmWaveGen.NumInputBits,1); waveform = [waveform; tmWaveGen(bits)]; end
Отображение графика рассеяния созвездия для генерируемого сигнала.
scatterplot(waveform);
legend off;
Получение информации из ccsdsTMWaveformGenerator Системный объект с помощью info функция. Затем извлеките остаточные выборки фильтра с помощью flushFilter объектная функция.
Создание объекта системы телеметрии (TM) Консультативного комитета по системам космических данных (CCSDS). Установите тип сигнала как synchronization and channel coding с кодированием канала с низкой плотностью контроля четности (LDPC). Отображение свойств.
tmWaveGen = ccsdsTMWaveformGenerator; tmWaveGen.WaveformSource = "synchronization and channel coding"; tmWaveGen.ChannelCoding = "LDPC"; tmWaveGen.NumBitsInInformationBlock = 1024; tmWaveGen.Modulation = "QPSK"; tmWaveGen.CodeRate = "1/2"; disp(tmWaveGen)
ccsdsTMWaveformGenerator with properties:
WaveformSource: "synchronization and channel coding"
HasRandomizer: true
HasASM: true
PCMFormat: "NRZ-L"
Channel coding properties:
ChannelCoding: "LDPC"
NumBitsInInformationBlock: 1024
CodeRate: "1/2"
IsLDPCOnSMTF: false
Digital modulation and filter properties:
Modulation: "QPSK"
PulseShapingFilter: "root raised cosine"
RolloffFactor: 0.3500
FilterSpanInSymbols: 10
SamplesPerSymbol: 10
Use get to show all properties
Укажите количество кадров передачи.
numTF = 20;
Получите характеристическую информацию о генераторе сигналов CCSDS TM.
info(tmWaveGen)
ans = struct with fields:
ActualCodeRate: 0.5000
NumBitsPerSymbol: 2
SubcarrierFrequency: []
Генерируют входные биты для генератора формы сигнала CCSDS TM, а затем генерируют форму сигнала.
bits = randi([0 1], tmWaveGen.NumInputBits*numTF,1); waveform = tmWaveGen(bits);
Проверьте выборки остаточных данных фильтра, которые остаются в задержке фильтра.
flushFilter(tmWaveGen)
ans = 100×1 complex
-0.0772 - 0.0867i
-0.0751 - 0.0859i
-0.0673 - 0.0788i
-0.0549 - 0.0654i
-0.0388 - 0.0469i
-0.0200 - 0.0250i
0.0002 - 0.0012i
0.0208 + 0.0227i
0.0405 + 0.0453i
0.0587 + 0.0653i
⋮
[1] CCSDS 131.0-B-3. Синяя книга. Выпуск 3. «Синхронизация TM и канальное кодирование». Рекомендация по стандартам системы космических данных. Вашингтон, округ Колумбия: CCSDS, сентябрь 2017 года.
[2] CCSDS 401.0-B-30. Синяя книга. Выпуск 30. «Системы радиочастоты и модуляции - Часть 1: Земные станции и космические аппараты». Рекомендация по стандартам системы космических данных. Вашингтон, округ Колумбия: CCSDS, февраль 2020 года.
[3] CCSDS 131.2-B-1. Синяя книга. Выпуск 1. «Гибкая расширенная схема кодирования и модуляции для высокоскоростных телеметрических приложений». Рекомендация по стандартам системы космических данных. Вашингтон, округ Колумбия: CCSDS, март 2012 года.