Модулируйте с использованием GMSK метода
comm.GMSKModulator Система object™ модулирует использование метода Гауссова минимального манипулирования сдвига (GMSK). Выход представляет собой репрезентацию модулированного сигнала. Для большего количества детали см. Алгоритмы.
Модулировать сигнал при помощи метода GMSK:
Создайте comm.GMSKModulator объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?
gmskmodulator = comm.GMSKModulator
Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Сопоставьте двоичные последовательности нулей и единиц к выходу модулятора GMSK. Это отображение также запрашивает модуляцию MSK.
Создайте модулятор GMSK, который принимает двоичные входы и имеет импульсную длину и выборки на значения символа 1.
gmskmodulator = comm.GMSKModulator('BitInput',true,'PulseLength',1, ... 'SamplesPerSymbol',1);
Создайте входную последовательность всех нулей. Модулируйте последовательность.
x = zeros(5,1); y = gmskmodulator(x)
y = 5×1 complex
1.0000 + 0.0000i
-0.0000 - 1.0000i
-1.0000 + 0.0000i
0.0000 + 1.0000i
1.0000 - 0.0000i
Определите угол фазы для каждой точки. Используйте unwrap функционируйте, чтобы показать тренд.
theta = unwrap(angle(y))
theta = 5×1
0
-1.5708
-3.1416
-4.7124
-6.2832
Последовательность нулей заставляет фазу переключать-π/2 между выборками.
Сбросьте модулятор. Модулируйте входную последовательность из всех единиц.
reset(gmskmodulator) x = ones(5,1); y = gmskmodulator(x)
y = 5×1 complex
1.0000 + 0.0000i
-0.0000 + 1.0000i
-1.0000 - 0.0000i
0.0000 - 1.0000i
1.0000 + 0.0000i
Определите угол фазы для каждой точки. Используйте unwrap функционируйте, чтобы показать тренд.
theta = unwrap(angle(y))
theta = 5×1
0
1.5708
3.1416
4.7124
6.2832
Последовательность из единиц заставляет фазу переключать + π/2 между выборками.
Создайте модулятор GMSK и пару демодулятора. Создайте объект канала AWGN.
gmskmodulator = comm.GMSKModulator('BitInput',true, ... 'InitialPhaseOffset',pi/4); channel = comm.AWGNChannel('NoiseMethod', ... 'Signal to noise ratio (SNR)', ... 'SNR',0); gmskdemodulator = comm.GMSKDemodulator('BitOutput',true, ... 'InitialPhaseOffset',pi/4);
Создайте калькулятор коэффициента ошибок и объясните задержку между модулятором и демодулятором, вызванным алгоритмом Viterbi.
errorRate = comm.ErrorRate('ReceiveDelay', ... gmskdemodulator.TracebackDepth);
Обработайте 100 кадров цикличного выполнения данных через эти шаги.
Сгенерируйте векторы с 300 элементами случайных двоичных данных.
GMSK - модулирует данные.
Передайте модулируемые данные через канал AWGN.
GMSK - демодулирует данные.
Соберите статистику ошибок на системах координат данных.
for counter = 1:100 % Transmit 100 3-bit words data = randi([0 1],300,1); modSignal = gmskmodulator(data); noisySignal = channel(modSignal); receivedData = gmskdemodulator(noisySignal); errorStats = errorRate(data, receivedData); end
Отобразите статистику ошибок.
fprintf('Error rate = %f\nNumber of errors = %d\n', ... errorStats(1), errorStats(2))
Error rate = 0.000133 Number of errors = 4
Этот пример демонстрирует эффект продукта времени полосы пропускания (BT) на GMSK модулируемый сигнал.
Создайте вектор двоичных данных и примените модуляцию GMSK к данным.
d = [0 1 1 0 1 0 0 1 1 1]'; a = comm.GMSKModulator(BitInput=true,SamplesPerSymbol=10)
a =
comm.GMSKModulator with properties:
BitInput: true
BandwidthTimeProduct: 0.3000
PulseLength: 4
SymbolPrehistory: 1
InitialPhaseOffset: 0
SamplesPerSymbol: 10
OutputDataType: 'double'
x = a(d);
BTa = sprintf('BT=%2.1f',a.BandwidthTimeProduct);Постройте углы фазы и используйте unwrap функционируйте, чтобы показать тренд лучше.
plot(unwrap(angle(x)),'red-'); title('Bandwidth Time Product Effect') hold on; plot(1:10:length(x),unwrap(angle(x(1:10:end))),'*'); grid on
Установите продукт BT на 1 и постройте углы фазы в том же графике.
a = comm.GMSKModulator(BitInput=true, ...
SamplesPerSymbol=10,BandwidthTimeProduct=1)a =
comm.GMSKModulator with properties:
BitInput: true
BandwidthTimeProduct: 1
PulseLength: 4
SymbolPrehistory: 1
InitialPhaseOffset: 0
SamplesPerSymbol: 10
OutputDataType: 'double'
x = a(d); BTb = sprintf('BT=%2.1f',a.BandwidthTimeProduct); plot(unwrap(angle(x)),'blue-.'); plot(1:10:length(x),unwrap(angle(x(1:10:end))),'o');
Установите продукт BT на 0,1 и постройте углы фазы в том же графике.
a = comm.GMSKModulator(BitInput=true, ...
SamplesPerSymbol=10,BandwidthTimeProduct=0.1)a =
comm.GMSKModulator with properties:
BitInput: true
BandwidthTimeProduct: 0.1000
PulseLength: 4
SymbolPrehistory: 1
InitialPhaseOffset: 0
SamplesPerSymbol: 10
OutputDataType: 'double'
BTc = sprintf('BT=%2.1f',a.BandwidthTimeProduct);Распространение этого импульса обратно пропорционально продукту BT, и более низкий BT вызывает более широкое распространение по битному символьному периоду. Пиковая амплитуда импульса прямо пропорциональна продукту BT, и более низкая пиковая амплитуда вызывает более узкое распространение по битному символьному периоду. Как полоса пропускания импульсных уменьшений, импульсных увеличений длительности.
x = a(d); plot(unwrap(angle(x)),'green--'); plot(1:10:length(x),unwrap(angle(x(1:10:end))),'x'); legend(BTa,'',BTb,'',BTc,'') hold off;
Сравните схемы модуляции Гауссова минимального манипулирования сдвига (GMSK) и минимального манипулирования сдвига (MSK) путем графического вывода глазковой диаграммы для GMSK с различными импульсными длинами и для MSK.
Установите выборки на переменную символа.
sps = 8;
Сгенерируйте случайные двоичные данные.
data = randi([0 1],1000,1);
Создайте GMSK и модуляторы MSK, которые принимают двоичные входы. Установите PulseLength свойство модулятора GMSK к 1.
gmskMod = comm.GMSKModulator('BitInput',true,'PulseLength',1, ... 'SamplesPerSymbol',sps); mskMod = comm.MSKModulator('BitInput',true,'SamplesPerSymbol',sps);
Модулируйте данные с помощью модуляторов MSK и GMSK.
modSigGMSK = gmskMod(data); modSigMSK = mskMod(data);
Передайте модулируемые сигналы через канал AWGN, имеющий ОСШ 30 дБ.
rxSigGMSK = awgn(modSigGMSK,30); rxSigMSK = awgn(modSigMSK,30);
Используйте eyediagram функционируйте, чтобы построить глазковые диаграммы для сигналов с шумом. С набором длины импульса GMSK к 1, глазковые диаграммы почти идентичны.
eyediagram(rxSigGMSK,sps,1,sps/2)
eyediagram(rxSigMSK,sps,1,sps/2)
Установите PulseLength свойство для модулятора GMSK возражает против 3. Поскольку свойство является ненастраиваемым, объект должен быть выпущен сначала.
release(gmskMod) gmskMod.PulseLength = 3;
Сгенерируйте модулируемый сигнал с помощью обновленного объекта модулятора GMSK и передайте его через канал AWGN.
modSigGMSK = gmskMod(data); rxSigGMSK = awgn(modSigGMSK,30);
С формами волны непрерывной фазовой модуляции (CPM), такими как GSMK, форма волны зависит от значений предыдущих символов, а также существующего символа. Постройте глазковую диаграмму для сигнала GMSK видеть, что увеличенная импульсная длина приводит к увеличению количества путей в глазковой диаграмме.
eyediagram(rxSigGMSK,sps,1,sps/2)
Эксперимент путем изменения PulseLength параметр модулятора GMSK возражает против других значений. Если вы устанавливаете свойство на четное число, необходимо установить gmskMod.InitialPhaseOffset к pi/4 и обновите аргумент смещения eyediagram функция от sps/2 к 0 для лучшего представления модулируемого сигнала. Для того, чтобы более ясно просмотреть Гауссову импульсную форму, необходимо использовать осциллографы, которые отображают фазу сигнала, как описано в примере Дерева Фазы CPM.
BandwidthTimeProduct свойство представляет полосу пропускания, умноженную на время. Используйте это свойство уменьшать полосу пропускания за счет увеличенной интерференции межсимвола. PulseLength свойство измеряет длину Гауссовой импульсной формы в интервалах символа. Эти уравнения задают форму импульса частоты. B b представляет полосу пропускания импульса, и T является длительностью символа. Q(t) является дополнительной кумулятивной функцией распределения.
Для этого Системного объекта, вводимого символа 1 причины сдвиг фазы π/2 радианов, который соответствует индексу модуляции 0,5.
[1] Андерсон, Джон Б., скалистая вершина Олин и Карл-Эрик Зундберг. Цифровая фазовая модуляция. Нью-Йорк: нажатие пленума, 1986.