CPM Demodulator Baseband

Демодулируйте CPM-модулированные данные

Библиотека:
Communications Toolbox/Модуляция/Цифровая модуляция основной полосы/CPM

Описание

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

CPM является методом модуляции с памятью. Обработка блоков включает в себя коррелятор, за которым следует детектор последовательности максимального правдоподобия (MLSD), который ищет пути через решетку состояния для минимального пути Евклидова расстояния. Блок использует алгоритм Viterbi для выполнения MLSD.

Для получения дополнительной информации об этой демодуляции и примененной фильтрации смотрите Demodulation CPM и Pulse Shape Filtering.

Порты

Вход

расширить все

`In` - Входной сигнал
скалярный | вектор-столбец

Входной сигнал, заданный как скаляр или вектор-столбец. Длина входного сигнала должна быть целым числом, кратным количеству выборок на символ, заданный в параметре Samples per symbol. Для получения дополнительной информации смотрите Целочисленные и Двоичные Выходные Сигналы.

Типы данных: double | single

Выход

расширить все

`Out` - Выходной сигнал
скалярный | вектор-столбец

Выход сигнал, возвращенный в виде скаляра или вектора-столбца. Для получения дополнительной информации смотрите Целочисленные и Двоичные Выходные Сигналы.

Поддерживаемые типы данных

Плавающая точка двойной точности
Логический (когда Output type установлено в Bit)
8-, 16- и 32-битные целые числа со знаком (когда для Output type задано значение Integer)

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

Для получения дополнительной информации о скоростях обработки см. разделы Обработка с одной скоростью и Многорейсовая обработка.

Параметры

расширить все

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

Порядок модуляции, указывающий размер алфавита, заданный как положительное целое число, которое является ненулевой степенью двойки. M должны иметь форму 2^K для некоторых положительных целых чисел K, где K - количество бит на символ.

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

Определяет, состоит ли выход из целых чисел или групп бит, заданных как Integer или Bit.

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

Битовое отображение, заданное как Binary или Gray.

Этот параметр определяет, как блок преобразует каждое целое число в группу выхода бит. Для получения дополнительной информации смотрите Целочисленные и Двоичные Выходные Сигналы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Output type равным Bit.

`Modulation index` - Индекс модуляции {h i}
`0.5` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор-столбец

Индекс модуляции {h i}, заданный как неотрицательный скаляр или вектор-столбец .

{h} представляет последовательность индексов модуляции. Для получения дополнительной информации смотрите 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, заданный как Rectangular, Raised Cosine, Spectral Raised Cosine, Gaussian, или Tamed FM. Для получения дополнительной информации об опциях фильтрации см. Раздел «Фильтрация импульсной формы».

`Main lobe pulse duration (symbol intervals)` - Количество символьных интервалов наибольшей доли спектрального приподнятого косинусоидного импульса
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество символьных интервалов наибольшей доли спектрального приподнятого косинусоидного импульса, заданное как положительная скалярная величина.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Frequency pulse shape равным Spectral Raised Cosine.

`Rolloff` - Коэффициент срабатывания спектрального приподнятого косинусоидального импульса
`0.2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Коэффициент смещения спектрального приподнятого косинусоидального импульса, заданный как скаляр от 0 до 1.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Frequency pulse shape равным Spectral Raised Cosine.

`BT product` - Продукт полосы пропускания и времени
`0.3` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Продукт полосы пропускания и времени, заданное как неотрицательный скаляр. Используйте BT product для уменьшения пропускной способности за счет увеличения межсимвольных помех.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Frequency pulse shape равным Gaussian.

`Pulse length (symbol intervals)` - Длина частотного импульса
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина формы частотного импульса, заданная как положительная скалярная величина. Для получения дополнительной информации о длине частотного импульса см. LT в Фильтрации импульсной формы.

`Symbol prehistory` - Символы данных, используемые перед началом симуляции
`1` (по умолчанию) | скалярный вектор |

Символы данных, используемые перед началом симуляции в обратном хронологическом порядке. Если Symbol prehistory является вектором, то его длина должна быть на один меньше, чем Pulse length значение параметров.

`Phase offset (rad)` - Начальное смещение фазы
`0` (по умолчанию) | скаляром

Начальное смещение фазы выхода в радианах, задается как скаляр.

`Samples per symbol` - частота дискретизации символов
`8` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Символ частоты дискретизации, заданный как положительная скалярная величина. Этот параметр представляет количество выборок, выводимых для каждого целого числа или двоичного входа слова. Для всех небинарных схем, заданных импульсными формами, это значение должно быть больше 1.

Для получения дополнительной информации смотрите Upsample Signals и Rate Changes.

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

Скорость обработки блоков, заданная в качестве одного из следующих опций:

Enforce single-rate processing - Входной и выходной сигналы имеют один и тот же шаг расчета порта. Блок реализует изменение скорости путем изменения размера на выходе при сравнении с входом. Ширина выхода является количеством символов (которое задается путем деления длины входа на Samples per symbol значения параметров, когда параметр Output type установлен на Integer).
Allow multirate processing - Входные и выходные сигналы имеют разные шаги расчета портов. Выходной период совпадает с периодом символа и равен произведению входного периода и Samples per symbol значения параметра.

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

Количество ветвей решетки, используемых для построения каждого пути трассировки, заданное как положительное целое число. Для получения дополнительной информации смотрите Глубина трассировки и Задержки выхода.

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

Выход данных, заданный как double, boolean, int8, int16, или int32. Для получения дополнительной информации смотрите Поддерживаемые типы данных в Out.

Характеристики блоков

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

Подробнее о

расширить все

Демодуляция CPM

Обработка демодуляции CPM состоит из коррелятора, за которым следует детектор последовательности максимальных правдоподобий (MLSD), который ищет пути через решетку состояния для минимального пути Евклидова расстояния. Когда индекс модуляции рациональен (h = m/ p), в символе существует конечное число фазы состояний. Блок использует алгоритм Viterbi для выполнения MLSD.

{h i} представляет последовательность индексов модуляции, которая циклически проходит через набор индексов {_h 0, h 1_, h 2,_..., h H -1}.

h i = _m i_/ p i представляет индекс модуляции в надлежащей рациональной форме.
m i представляет числитель индекса модуляции.
p i представляет знаменатель индекса модуляции.
m i и _p i являются относительно простыми положительными числами.
Наименьшее общее число (LCM) {p 0, _p 1, p 2,._.., p H -1} обозначено как p.
h _i= m 'i/ p

{h i} определяет количество состояний фазы:

$n u m P h a s e S t a t e s = {\begin{cases} p, f o r a l l e v e n m'_{i} \\ 2 p, f o r a n y o d d m'_{i} \end{cases}}$

и влияет на количество состояний шпалеры:

numStates = numPhaseStates * M^(L-1)

L представляет Pulse length.
M представляет M-ary number.

CPM-модуляция

Вход в демодулятор является базисным представлением модулированного сигнала:

$\begin{array}{l} s (t) = \exp [j 2 π \sum_{i = 0}^{n} α_{i} h_{i} q (t - i T)], \\ n T < t < (n + 1) T \end{array}$

где:

{α i} представляет последовательность M -арных символов данных, выбранных из алфавита ± 1, ± 3, ± (M -1).
M должны иметь форму 2^K для некоторых положительных целочисленных K, где M является порядком модуляции и задает размер символа алфавита.
{h i} представляет последовательность индексов модуляции и _h я циклически переходит через набор индексов _{h 0_, h ₁, h 2,.._., h H -1}. Когда H = 1, существует только один _индекс модуляции, h 0, который обозначается как h.

Фильтрация импульсной формы

Непрерывная фазовая модуляция использует импульсное формирование, чтобы сглаживать фазовые переходы модулированного сигнала. Функция q (t) является фазовым откликом, полученной из частотного импульса g (t), посредством этого отношения: $q (t) = \int_{- \infty}^{t} g (t) d t$ .

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

Импульсная форма	Выражение
`Rectangular`	$g (t) = {\begin{matrix} \frac{1}{2 L T}, & 0 \leq t \leq L T \\ 0 & иначе \end{matrix}$
`Raised Cosine`	$g (t) = {\begin{matrix} \frac{1}{2 L T} [1 - \cos (\frac{2 π t}{L T})], & 0 \leq t \leq L T \\ 0 & иначе \end{matrix}$
`Spectral Raised Cosine`	$g (t) = \frac{1}{L_{m a i n} T} \frac{\sin (\frac{2 π t}{L_{m a i n} T})}{\frac{2 π t}{L_{m a i n} T}} \frac{\cos (β \frac{2 π t}{L_{m a i n} T})}{1 - {(\frac{4 β}{L_{m a i n} T} t)}^{2}}, 0 \leq β \leq 1$
`Gaussian`	$\begin{matrix} g (t) = \frac{1}{2 T} {Q [2 π B_{b} \frac{t - \frac{T}{2}}{\sqrt{\ln 2}}] - Q [2 π B_{b} \frac{t + \frac{T}{2}}{\sqrt{\ln 2}}]}, где \\ Q (t) = \int_{t}^{\infty} \frac{1}{\sqrt{2 π}} e^{- τ^{2} / 2} d τ \end{matrix}$
`Tamed FM` (прирученная частотная модуляция)	$\begin{array}{l} g (t) = \frac{1}{8} [g_{0} (t - T) + 2 g_{0} (t) + g_{0} (t + T)], где \\ g_{0} (t) \approx \frac{1}{T} [\frac{\sin (\frac{π t}{T})}{\frac{π t}{T}} - \frac{π^{2}}{24} \frac{2 \sin (\frac{π t}{T}) - \frac{2 π t}{T} \cos (\frac{π t}{T}) - {(\frac{π t}{T})}^{2} \sin (\frac{π t}{T})}{{(\frac{π t}{T})}^{3}}] \end{array}$

L _{главное} - это длительность основного лепестка импульса в символьных интервалах.
β - коэффициент срабатывания спектрального приподнятого косинуса.
B bis - продукт полосы пропускания и Гауссова импульса.
Длительность импульса, LT, является длиной импульса в символьных интервалах. Как определено выражениями, Spectral Raised Cosine, Gaussian, и Tamed FM импульсные формы имеют бесконечную длину. Для всех практических целей LT задает усеченную конечную длину.

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

Целочисленные и двоичные выходные сигналы

Когда параметр Output type установлен в Integer:

Блок производит нечетные целые числа между - (M -1) и M -1. Порядок модуляции, M, задается параметром M-ary number.
Параметр Output datatype не может быть установлен на boolean.

Когда параметр Output type установлен в Bit:

Блок производит группировки K бит. Каждая группировка называется binary word.
Можно Output datatype только double или boolean.
В двоичном режиме выхода обработка блоков выполняется в соответствии с этой процедурой:
1. Преобразует каждый входной символ в промежуточное значение, как в целом числе выхода.
2. Преобразует нечетное целое число k в неотрицательное целое число (k + M -1 )/2.
3. Сопоставляет каждое неотрицательное целое число с двоичным словом, используя Binary или Gray mapping, как задано параметром Symbol set ordering.

Односкоростная обработка

В односкоростном режиме обработки входные и выходные сигналы имеют один и тот же шаг расчета порта. Блок неявно реализует изменение скорости путем изменения размера на выходе при сравнении со входом. Ширина входа должна быть целым числом, кратным < reservedrangesplaceholder0 > значением параметров, и входом может быть вектор-столбец.

Когда вы задаете Output type Bitширина выхода в K раз больше количества входа символов.
Когда вы задаете Output type Integerширина выхода является количеством входа символов.

Многократная обработка

В режиме многократной обработки входные и выходные сигналы имеют различные шаги расчета портов. Входной вход должен быть скаляром. Время символа выхода является продуктом времени расчета входа и Samples per symbol значения параметров.

Когда вы задаете Output type Bitширина выхода равна количеству бит на символ.
Когда вы задаете Output type Integer, выход является скаляром.

Глубина следа и выхода

Параметр Traceback depth, D, является количеством шпалерных ветвей, используемых для построения каждого пути трассировки. D влияет на выходную задержку, которая является количеством нулевых символов, которые предшествуют первому значимому демодулированному значению в выходе.

Когда параметр Rate options установлен в Allow multirate processing, и модель использует решатель с переменной степенью или решатель с фиксированной степенью с Tasking Mode набора параметров, чтобы SingleTasking, тогда вектор задержки состоит из D + 1 символов с нулем.
Когда параметр Rate options установлен в Enforce single-rate processingвектор задержки состоит из D символов с нулевым значением.

Оптимальное значение параметров Traceback depth зависит от минимальных вычислений квадратов Евклидова расстояния. В качестве альтернативы типовое значение, зависящее от количества состояний, может быть выбрано с помощью правила five-times-the-constraint-length, которое соответствует $5 \cdot \log 2 (n u m S t a t e s)$ .

Для двоичной формы приподнятого косинуса с длиной импульса 3 и h = 2/3, применяя это правило $(5 * \log 2 (3 * 2^{2}) = 18)$ приводит результат, который близок к оптимальному значению 20.

Парный блок

CPM Modulator Baseband - модулирует данные с помощью непрерывной фазовой модуляции.

Ссылки

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

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

CPFSK Demodulator Baseband | CPM Modulator Baseband | GMSK Demodulator Baseband | MSK Demodulator Baseband | Viterbi Decoder

Документация

CPM Demodulator Baseband

Описание

Порты

Вход

In - Входной сигнал скалярный | вектор-столбец

Выход

Out - Выходной сигнал скалярный | вектор-столбец

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 бит Integer (по умолчанию) | Bit

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

Зависимости

Modulation index - Индекс модуляции {h i} 0.5 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор-столбец

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

Зависимости

Rolloff - Коэффициент срабатывания спектрального приподнятого косинусоидального импульса 0.2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

BT product - Продукт полосы пропускания и времени 0.3 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Pulse length (symbol intervals) - Длина частотного импульса 1 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Symbol prehistory - Символы данных, используемые перед началом симуляции 1 (по умолчанию) | скалярный вектор |

Phase offset (rad) - Начальное смещение фазы 0 (по умолчанию) | скаляром

Samples per symbol - частота дискретизации символов 8 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Rate options - Скорость блочной обработки 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 блоков

Подробнее о

Демодуляция CPM

CPM-модуляция

Фильтрация импульсной формы

Целочисленные и двоичные выходные сигналы

Односкоростная обработка

Многократная обработка

Глубина следа и выхода

Парный блок

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`In` - Входной сигнал
скалярный | вектор-столбец

`Out` - Выходной сигнал
скалярный | вектор-столбец

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

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

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

`Modulation index` - Индекс модуляции {h i}
`0.5` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр | вектор-столбец

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

`Rolloff` - Коэффициент срабатывания спектрального приподнятого косинусоидального импульса
`0.2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`BT product` - Продукт полосы пропускания и времени
`0.3` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Pulse length (symbol intervals)` - Длина частотного импульса
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Symbol prehistory` - Символы данных, используемые перед началом симуляции
`1` (по умолчанию) | скалярный вектор |

`Phase offset (rad)` - Начальное смещение фазы
`0` (по умолчанию) | скаляром

`Samples per symbol` - частота дискретизации символов
`8` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rate options` - Скорость блочной обработки
`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`

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