comm.OQPSKModulator

Модуляция с использованием OQPSK метода

Описание

Объект comm.OQPSKModulator модулирует входной сигнал с помощью смещения метода квадратурной фазы сдвига keying (OQPSK) и применяет фильтрацию формы импульса к выходу форме волны. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Фильтр формирования импульсов» Выход является представлением модулированного сигнала в основной полосе частот.

Для получения информации о задержках, связанных с обработкой пары модулятор-демодулятор, см. «Задержки модуляции».

Чтобы модулировать сигнал, использующий смещение квадратурной фазы сдвига манипуляции:

Создайте comm.OQPSKModulator Объекту и установите его свойства.
Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».

Создание

Синтаксис

oqpskmod = comm.OQPSKModulator

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(demod)

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(Name,Value)

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(phase,Name,Value)

Описание

oqpskmod = comm.OQPSKModulator создает модулятор System object™. Этот объект применяет квадратурную фазу смещения сдвига манипуляции (OQPSK) модуляции и фильтрации формы импульса к входному сигналу.

пример

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(demod) создает Системный объект модулятора с симметричными строениями к объекту демодулятора OQPSK, demod.

пример

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(Name,Value) устанавливает свойства с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Заключайте каждое имя свойства в одинарные кавычки.

Пример: comm.OQPSKModulator('BitInput',true)

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(phase,Name,Value) задает свойство PhaseOffset созданного объекта равным phase и устанавливает любые другие заданные Name, Value пар.

Пример: comm.OQPSKModulator(0.5*pi,'SymbolMapping','Binary')

Свойства

расширить все

Если не указано иное, свойства являются нетронутыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируются, когда вы вызываете их, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, можно изменить его значение в любой момент.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Использование Системных объектов.

`PhaseOffset` - Фаза нулевой точки сигнального созвездия
`0` (по умолчанию) | скаляром

Смещение фазы от π/4, определенного как скаляр в радианах. Смещение фазы прикладывается к нулевой точке сигнального созвездия перед задержкой квадратурного компонента. После задержки мнимой составляющей OQPSK сигнал нормализуется с степенью единицы.

Пример: 'PhaseOffset',pi/4 выравнивает нули точки сигнального созвездия QPSK на осях, {(1,0), (0, j), (-1,0), (0, -j)}.

Типы данных: double

`BitInput` - Опция предоставления входов в битах
`false` (по умолчанию) | `true`

Опция предоставления входов в битах, заданная как false или true.

Когда для этого свойства задано значение falseзначения входа должны быть целочисленными представлениями двухбитных сегментов входа и области значений от 0 до 3.
Когда для этого свойства задано значение true, вход должен быть двоичным вектором четной длины. Пары элементов являются двоичными представлениями целых чисел.

Типы данных: logical

`SymbolMapping` - Сигнальное битовое отображение созвездия
`'Gray'` (по умолчанию) | `'Binary'` | пользовательский 4-элементный числовой вектор из целых чисел со значениями от 0 до 3

Битовое отображение сигнального созвездия, заданное как 'Gray', 'Binary', или пользовательский 4-элементный числовой вектор из целых чисел со значениями от 0 до 3.

Настройка	Отображение созвездия для целых чисел	Отображение созвездий для Бит	Комментарий
`Gray`			Отображение сигнальных созвездий закодировано Серым цветом.
`Binary`			Отображение сигнальных созвездий для входа целого числа `m` (`0 ≤ <reservedrangesplaceholder0>` ≤ 3) является комплексное число `e^{(j(PhaseOffset+π/4) + j2πm/4)}`.
Пользовательский 4-элементный числовой вектор из целых чисел со значениями от 0 до 3			Элементы [a b c d] должны быть состоят из множества значений [0, 1, 2, 3] в любом порядке.

Типы данных: char | double

`PulseShape` - Форма фильтрующего импульса
`'Half sine'` (по умолчанию) | `'Normal raised cosine'` | `'Root raised cosine'` | `'Custom'`

Форма импульса фильтрации, заданная как 'Half sine', 'Normal raised cosine', 'Root raised cosine', или 'Custom'.

Типы данных: char

`RolloffFactor` - Повышенный коэффициент срабатывания косинусоидального фильтра
`0.2` (по умолчанию) | скаляром

Фильтр приподнятого косинуса, заданный как скаляр от 0 на 1.

Зависимости

Это свойство включено, когда PulseShape 'Normal raised cosine' или 'Root raised cosine'.

Типы данных: double

`FilterSpanInSymbols` - Длина фильтра
`10` (по умолчанию) | скаляром

Длина фильтра в символах, заданная как скаляр. Идеальный фильтр приподнятого косинуса имеет бесконечную импульсную характеристику. Однако, чтобы реализовать практическую реализацию этого фильтра, объект обрезает импульсную характеристику на FilterSpanInSymbols символы.

Зависимости

Это свойство включено, когда PulseShape 'Normal raised cosine' или 'Root raised cosine'.

Типы данных: double

`FilterNumerator` - Числитель фильтров
`[0.7071 0.7071]` (по умолчанию) | вектор-строка

Числитель фильтра, заданный как вектор-строка.

Зависимости

Это свойство включено, когда PulseShape 'Custom'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`SamplesPerSymbol` - Количество выборок на символ
`4` (по умолчанию) | положительное четное целое число

Количество выборок на символ, заданное как положительное четное целое число.

Типы данных: double

`OutputDataType` - Тип данных, присвоенный выходу
`'double'` (по умолчанию) | `'single'`

Тип данных, назначенный выходу, задается как 'double' или 'single'.

Типы данных: char

Использование

Синтаксис

waveform = oqpskmod(insignal)

Описание

пример

waveform = oqpskmod(insignal) возвращает сигнал с модуляцией основной полосы выходов. Форма выхода импульсная согласно строения свойствам PulseShape и SamplesPerSymbol.

Входные параметры

расширить все

`insignal` - Входной сигнал
целочисленный вектор-столбец | битовый вектор-столбец

Входной сигнал, заданный как N вектор-столбец S-элемента из целых чисел или бит, где _N S - количество выборок.

Установка свойства BitInput определяет интерпретацию входного вектора.

Типы данных: double

Выходные аргументы

расширить все

`waveform` - Выход сигнала
вектор

Выходная форма волны, возвращенная как вектор. Сигнал выхода имеет форму импульса в соответствии с строением свойствами PulseShape и SamplesPerSymbol.

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

расширить все

Общий для всех системных объектов

`step`	Запуск алгоритма системного объекта
`release`	Отпустите ресурсы и допустите изменения в значениях свойств системного объекта и входных характеристиках
`reset`	Сброс внутренних состояний Системного объекта

Примеры

свернуть все

Сигнал OQPSK в AWGN

Открыть Live Script

Создайте пару OQPSK модулятора и демодулятора. Создайте объект канала AWGN, имеющий два бита на символ.

oqpskmod = comm.OQPSKModulator('BitInput',true);
oqpskdemod = comm.OQPSKDemodulator('BitOutput',true);
channel = comm.AWGNChannel('EbNo',4,'BitsPerSymbol',2);

Создайте калькулятор частоты ошибок. Чтобы учесть задержку между модулятором и демодулятором, установите ReceiveDelay свойство к 2.

errorRate = comm.ErrorRate('ReceiveDelay',2);

Обработайте 300 системы координат данных, зацикливающихся через эти шаги.

Сгенерируйте векторы со 100 элементами случайных двоичных данных.
OQPSK-модулирует данные. Системы координат данных обрабатываются как 50 системы координат дискретизации 2-битных двоичных данных.
Передайте модулированные данные через канал AWGN.
OQPSK-демодулируйте данные.
Собирайте статистику ошибок в системах координат данных.

for counter = 1:300
    txData = randi([0 1],100,1);
    modSig = oqpskmod(txData);
    rxSig = channel(modSig);
    rxData = oqpskdemod(rxSig);
    errorStats = errorRate(txData,rxData);
end

Отображение статистики ошибок.

ber = errorStats(1)

ber = 3.3336e-05

numErrors = errorStats(2)

numErrors = 1

numBits = errorStats(3)

numBits = 29998

Создайте модулятор OQPSK с помощью демодулятора

Открыть Live Script

Используйте объект демодулятора OQPSK, чтобы инициализировать объект модулятора OQPSK при его создании.

Создайте демодулятор OQPSK, присвоив ему смещение фазы $\frac{1}{2} π$ .

phase = 0.5*pi;
oqpskdemod = comm.OQPSKDemodulator(phase)

oqpskdemod = 
  comm.OQPSKDemodulator with properties:

   Modulation
         PhaseOffset: 1.5708
       SymbolMapping: 'Gray'
           BitOutput: false

   Filtering
          PulseShape: 'Half sine'
    SamplesPerSymbol: 4

      OutputDataType: 'double'

Используйте объект демодулятора, чтобы инициализировать модулятор OQPSK при его создании.

oqpskmod = comm.OQPSKModulator(oqpskdemod)

oqpskmod = 
  comm.OQPSKModulator with properties:

   Modulation
         PhaseOffset: 1.5708
       SymbolMapping: 'Gray'
            BitInput: false

   Filtering
          PulseShape: 'Half sine'
    SamplesPerSymbol: 4

      OutputDataType: 'double'

OQPSK сигнал с корнем поднятой фильтрации косинуса

Открыть Live Script

Выполните OQPSK модуляцию и демодуляцию и примените корневую фильтр косинуса к форме волны.

Инициализация системы

Задайте параметры симуляции и создайте объекты для OQPSK модуляции и демодуляции.

sps = 12; % samples per symbol
bits = randi([0, 1], 800, 1); % transmission data

modulator = comm.OQPSKModulator('BitInput',true,'SamplesPerSymbol',sps,'PulseShape','Root raised cosine');
demodulator = comm.OQPSKDemodulator(modulator);

Передача и прием формы волны

Используйте modulator объект для применения OQPSK модуляции и передачи фильтрации к входным данным.

oqpskWaveform = modulator(bits);

Передайте форму волны через канал.

snr = 0;
rxWaveform = awgn(oqpskWaveform, snr);

Используйте demodulator объект для применения фильтрации приема и демодуляции OQPSK к форме волны.

demodData = demodulator(rxWaveform);

Вычислите вероятность битовой ошибки, чтобы подтвердить качество восстановления данных.

delay = (1+modulator.BitInput)*modulator.FilterSpanInSymbols;
[~, ber] = biterr(bits(1:end-delay), demodData(delay+1:end))

ber = 0

Модуляция-демодуляция OQPSK с мягким решением

Открыть Live Script

Используйте qamdemod функция для симуляции выхода мягкого решения для OQPSK-модулированных сигналов.

Сгенерируйте модулированный сигнал OQPSK.

sps = 4;
msg = randi([0 1],1000,1);
oqpskMod = comm.OQPSKModulator('SamplesPerSymbol',sps,'BitInput',true);
oqpskSig = oqpskMod(msg);

Добавьте шум к сгенерированному сигналу.

impairedSig = awgn(oqpskSig,15);

Выполните демодуляцию мягкого решения

Создайте эквивалентный сигнал QPSK для выравнивания в фазе и квадратуре.

impairedQPSK = complex(real(impairedSig(1+sps/2:end-sps/2)), imag(impairedSig(sps+1:end)));

Примените согласованную фильтрацию к полученному сигналу OQPSK.

halfSinePulse = sin(0:pi/sps:(sps)*pi/sps);
matchedFilter = dsp.FIRDecimator(sps,halfSinePulse,'DecimationOffset',sps/2);
filteredQPSK = matchedFilter(impairedQPSK);

Для выполнения мягкой демодуляции фильтрованного сигнала OQPSK используйте qamdemod функция. Выравнивание отображения символов qamdemod с отображением символов, используемым comm.OQPSKModulator, затем демодулируйте сигнал.

oqpskModSymbolMapping = [1 3 0 2];
demodulated = qamdemod(filteredQPSK,4,oqpskModSymbolMapping,'OutputType','llr');

Подробнее о

расширить все

Задержки модуляции

Объекты цифровой модуляции и демодуляции испытывают задержки между их входами и выходами, которые приводят к смещению в выборке поступления принятых данных. При сравнении передаваемых данных с полученными данными, такими как при построении графика или вычислении статистики ошибок, необходимо учитывать системные задержки. Как показано здесь, задержка модуляции-демодуляции OQPSK изменяется в зависимости от фильтра формирования импульсов и настроек ввода/вывода пар объектов.

Импульсная форма	Входные/выходные данные (*)	Сквозная задержка, вызванная парой объектов OQPSK-демодулятора (в выборках)
`'Half sine'` или `'Custom'`	Целое число	`1`
`'Half sine'` или `'Custom'`	Бит	`2`
`'Normal raised cosine'` или `'Root raised cosine'`	Целое число	`FilterSpanInSymbols`
`'Normal raised cosine'` или `'Root raised cosine'`	Бит	2* `FilterSpanInSymbols`
(*) Установите свойство data type (`BitInput` для модуляции или `BitOutput` для демодуляции), чтобы `false` для целочисленных данных и `true` для битовых данных.

Импульсный формирующий фильтр

Схема модуляции OQPSK требует избыточной дискретизации двух или более порядков для задержки (или смещения) квадратурного канала на 90 степени. Эта избыточная дискретизация достигается посредством интерполяционной фильтрации, реализованной импульсным формированием.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

Указания и ограничения по применению:

Смотрите Системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

comm.OQPSKModulator

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

PhaseOffset - Фаза нулевой точки сигнального созвездия 0 (по умолчанию) | скаляром

BitInput - Опция предоставления входов в битах false (по умолчанию) | true

SymbolMapping - Сигнальное битовое отображение созвездия 'Gray' (по умолчанию) | 'Binary' | пользовательский 4-элементный числовой вектор из целых чисел со значениями от 0 до 3

PulseShape - Форма фильтрующего импульса 'Half sine' (по умолчанию) | 'Normal raised cosine' | 'Root raised cosine' | 'Custom'

RolloffFactor - Повышенный коэффициент срабатывания косинусоидального фильтра 0.2 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

FilterSpanInSymbols - Длина фильтра 10 (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

FilterNumerator - Числитель фильтров [0.7071 0.7071] (по умолчанию) | вектор-строка

Зависимости

SamplesPerSymbol - Количество выборок на символ 4 (по умолчанию) | положительное четное целое число

OutputDataType - Тип данных, присвоенный выходу 'double' (по умолчанию) | 'single'

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

insignal - Входной сигнал целочисленный вектор-столбец | битовый вектор-столбец

Выходные аргументы

waveform - Выход сигнала вектор

Функции объекта

Общий для всех системных объектов

Примеры

Сигнал OQPSK в AWGN

Создайте модулятор OQPSK с помощью демодулятора

OQPSK сигнал с корнем поднятой фильтрации косинуса

Модуляция-демодуляция OQPSK с мягким решением

Подробнее о

Задержки модуляции

Импульсный формирующий фильтр

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Объекты

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`PhaseOffset` - Фаза нулевой точки сигнального созвездия
`0` (по умолчанию) | скаляром

`BitInput` - Опция предоставления входов в битах
`false` (по умолчанию) | `true`

`SymbolMapping` - Сигнальное битовое отображение созвездия
`'Gray'` (по умолчанию) | `'Binary'` | пользовательский 4-элементный числовой вектор из целых чисел со значениями от 0 до 3

`PulseShape` - Форма фильтрующего импульса
`'Half sine'` (по умолчанию) | `'Normal raised cosine'` | `'Root raised cosine'` | `'Custom'`

`RolloffFactor` - Повышенный коэффициент срабатывания косинусоидального фильтра
`0.2` (по умолчанию) | скаляром

`FilterSpanInSymbols` - Длина фильтра
`10` (по умолчанию) | скаляром

`FilterNumerator` - Числитель фильтров
`[0.7071 0.7071]` (по умолчанию) | вектор-строка

`SamplesPerSymbol` - Количество выборок на символ
`4` (по умолчанию) | положительное четное целое число

`OutputDataType` - Тип данных, присвоенный выходу
`'double'` (по умолчанию) | `'single'`

`insignal` - Входной сигнал
целочисленный вектор-столбец | битовый вектор-столбец

`waveform` - Выход сигнала
вектор

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®