comm.SymbolSynchronizer

Правильная расфазировка тактовых сигналов символьной синхронизации

Описание

comm.SymbolSynchronizer Система object™ корректирует расфазировку тактовых сигналов символьной синхронизации между передатчиком одно несущей и приемником для PAM, PSK, QAM и схем модуляции OQPSK. Для получения дополнительной информации см. Обзор Синхронизации Символа.

Примечание

Входной сигнал действует на базисе частоты дискретизации, и выходной сигнал действует на базисе уровня символа.

Откорректировать расфазировку тактовых сигналов символьной синхронизации:

Создайте comm.SymbolSynchronizer 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?

Создание

Синтаксис

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer(Name,Value)

Описание

пример

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer создает Системный объект синхронизатора символа для исправления расфазировки тактовых сигналов между передатчиком одно несущей и приемником.

пример

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer(Name,Value) свойства наборов с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Например, comm.SymbolSynchronizer('Modulation','OQPSK') конфигурирует Системный объект синхронизатора символа для OQPSK-модулируемого входного сигнала. Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Настраиваемый DampingFactor, NormalizedLoopBandwidth, и DetectorGain свойства позволяют вам оптимизировать эффективность синхронизатора в своем цикле симуляции, не выпуская объект.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты.

`Modulation` — Тип модуляции
`'PAM/PSK/QAM'` (значение по умолчанию) | `'OQPSK'`

Тип модуляции в виде 'PAM/PSK/QAM' или 'OQPSK'.

Настраиваемый: нет

Типы данных: char | string

`TimingErrorDetector` — Синхронизация метода детектора ошибок
`Zero-Crossing (decision-directed)` (значение по умолчанию) | `Gardner (non-data-aided)` | `Early-Late (non-data-aided)` | `Mueller-Muller (decision-directed)`

Синхронизация метода детектора ошибок в виде Zero-Crossing (decision-directed)Гарднер (без использования данных), Early-Late (non-data-aided), или Mueller-Muller (decision-directed). Это свойство присваивает схему выявления ошибок синхронизации, используемую в синхронизаторе. Для получения дополнительной информации смотрите Синхронизацию выявления ошибок (TED).

Настраиваемый: нет

Типы данных: char | string

`SamplesPerSymbol` — Выборки на символ
2 (значение по умолчанию) | целое число, больше, чем 1

Выборки на символ в виде целого числа, больше, чем 1.

Настраиваемый: нет

Типы данных: double

`DampingFactor` — Коэффициент затухания контурного фильтра
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент затухания контурного фильтра в виде положительной скалярной величины. Для получения дополнительной информации смотрите Контурный фильтр.

Настраиваемый: да

Типы данных: double | single

`NormalizedLoopBandwidth` — Нормированная полоса пропускания контурного фильтра
0.01 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1)

Нормированная полоса пропускания контурного фильтра в виде скаляра в области значений (0, 1). Полоса пропускания контура нормирована к частоте дискретизации входного сигнала. Для получения дополнительной информации смотрите Контурный фильтр.

Примечание

Чтобы гарантировать блокировки синхронизатора символа, установите NormalizedLoopBandwidth свойство к значению меньше, чем 0.1.

Настраиваемый: да

Типы данных: double | single

`DetectorGain` — Усиление детектора фазы
2.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Детектор фазы получает в виде положительной скалярной величины.

Настраиваемый: да

Типы данных: double | single

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте step функционируйте, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step объект, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполните эквивалентные операции.

Синтаксис

symbols = symbolSync(samples)

Описание

symbols = symbolSync(samples) корректирует расфазировку тактовых сигналов символьной синхронизации между передатчиком одно несущей и приемником на основе входных выборок, и выходные параметры синхронизировали символы.

Вход действует на базисе частоты дискретизации, и выходной сигнал действует на базисе уровня символа.
Можно настроить DampingFactor, NormalizedLoopBandwidth, и DetectorGain свойства улучшать производительность синхронизатора.

Входные параметры

развернуть все

`samples` — Введите выборки
скаляр (значение по умолчанию) | вектор-столбец

Введите выборки в виде скаляра или вектор-столбца PAM - PSK - QAM-или OQPSK-модулируемый сигнал одно несущей.

Типы данных: double | single
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

развернуть все

`symbols` — Синхронизируемые символы
вектор-столбец

Синхронизируемые символы, возвращенные как вектор-столбец переменного размера. Выходные символы наследовали тип данных от входных выборок. Для входа с размерностями N _samp-1, этот выход имеет размерности N _sym-1. N _sym приблизительно равен _{маисовой крупе} N, разделенной на _SPS N, где _SPS N равен SamplesPerSymbol значение свойства. Если выход превышает максимальный выходной размер $⌈ \frac{N_{samp}}{N_{sps}} \times 1.1 ⌉$ , это является усеченным.

`timingErr` — Предполагаемая ошибка синхронизации
скаляр в области значений [0, 1] | вектор-столбец элементов в области значений [0, 1]

Предполагаемая ошибка синхронизации для каждой входной выборки, возвращенной как скаляр в области значений [0, 1] или вектор-столбец элементов в области значений [0, 1]. Предполагаемая ошибка синхронизации нормирована к входной частоте дискретизации. timingErr имеет совпадающий тип данных и размер как вход samples.

Функции объекта

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)

развернуть все

Характерный для `comm.SymbolSynchronizer`

`clone`	Создайте объект дублированной системы
`isLocked`	Определите, используется ли Системный объект

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Правильная ошибка символьной синхронизации модулируемого QPSK сигнала

Скрипт Open Live Script

Откорректируйте закрепленную ошибку символьной синхронизации на шумном модулируемом QPSK сигнале. Проверяйте частоту ошибок по битам (BER) синхронизируемого полученного сигнала.

Инициализируйте параметры симуляции.

M = 4;         % Modulation order for QPSK
nSym = 5000;   % Number of symbols in a packet
sps = 4;       % Samples per symbol
timingErr = 2; % Samples of timing error
snr = 15;      % Signal-to-noise ratio (dB)

Создайте передачу корня повысил косинус (RRC) и получите Системные объекты фильтра.

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter( ...
    'OutputSamplesPerSymbol',sps);
rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter( ...
    'InputSamplesPerSymbol',sps,'DecimationFactor',2);

Создайте Системный объект синхронизатора символа, чтобы откорректировать ошибку синхронизации.

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer;

Сгенерируйте случайные M-арные символы и примените модуляцию QPSK.

data = randi([0 M-1],nSym,1);
modSig = pskmod(data,M,pi/4);

Создайте объект задержки ввести фиксированную ошибку синхронизации 2 выборок. Поскольку передача, RRC фильтруют выходные параметры 4 выборки на символ, 1 выборка, эквивалентна 1/4 символу через фиксированную задержку и канал.

fixedDelay = dsp.Delay(timingErr);
fixedDelaySym = ceil(fixedDelay.Length/sps); % Round fixed delay to nearest integer in symbols

Пропустите модулируемый сигнал через передачу фильтр RRC при помощи txfilter объект. Примените ошибку синхронизации сигнала при помощи fixedDelay объект.

txSig = txfilter(modSig);
delaySig = fixedDelay(txSig);

Передайте задержанный сигнал через канал AWGN с отношением сигнал-шум на 15 дБ.

rxSig = awgn(delaySig,snr,'measured');

Отфильтруйте модулируемый сигнал посредством получения фильтра RRC при помощи rxfilter объект. Отобразите график рассеивания. Из-за ошибки синхронизации, полученный сигнал не выравнивается с ожидаемым созвездием ссылки QPSK.

rxSample = rxfilter(rxSig);  
scatterplot(rxSample(1001:end),2)

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Откорректируйте ошибку символьной синхронизации при помощи symbolSync объект. Отобразите график рассеивания. Синхронизируемый сигнал теперь выравнивается с ожидаемым созвездием QPSK.

rxSync = symbolSync(rxSample);
scatterplot(rxSync(1001:end),2)

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Демодулируйте сигнал QPSK.

recData = pskdemod(rxSync,M,pi/4);

Вычислите, в символах, общая системная задержка из-за фиксированной задержки и передачи и получите фильтры RRC.

sysDelay = dsp.Delay(fixedDelaySym + txfilter.FilterSpanInSymbols/2 + ...
    rxfilter.FilterSpanInSymbols/2);

Вычислите BER, учтя системную задержку.

[numErr,ber] = biterr(sysDelay(data),recData)

numErr = 12

ber = 0.0012

Правильная ошибка символьной синхронизации модулируемого BPSK сигнала

Скрипт Open Live Script

Откорректируйте закрепленную ошибку символьной синхронизации на шумном сигнале передачи BPSK. Проверяйте частоту ошибок по битам (BER) синхронизируемого полученного сигнала.

Инициализируйте параметры симуляции.

M = 2;         % Modulation order for BPSK
nSym = 20000;  % Number of symbols in a packet
sps = 4;       % Samples per symbol
timingErr = 2; % Samples of timing error
snr = 15;      % Signal-to-noise ratio (dB)

Создайте передачу корня повысил косинус (RRC) и получите Системные объекты фильтра.

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter(...
    'OutputSamplesPerSymbol',sps);
rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter(...
    'InputSamplesPerSymbol',sps,'DecimationFactor',1);

Создайте Систему синхронизатора символа object™, чтобы откорректировать ошибку синхронизации.

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer(...
    'SamplesPerSymbol',sps, ...
    'NormalizedLoopBandwidth',0.01, ...
    'DampingFactor',1.0, ...
    'TimingErrorDetector','Early-Late (non-data-aided)');

Сгенерируйте случайные символы данных и примените модуляцию BPSK.

data = randi([0 M-1],nSym,1);
modSig = pskmod(data,M);

fixedDelay = dsp.Delay(timingErr);
fixedDelaySym = ceil(fixedDelay.Length/sps); % Round fixed delay to nearest integer in symbols

txSig = txfilter(modSig);
delayedSig = fixedDelay(txSig);

Передайте задержанный сигнал через канал AWGN.

rxSig = awgn(delayedSig,snr,'measured');

rxSample = rxfilter(rxSig);
scatterplot(rxSample(10000:end),2)

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

rxSync = symbolSync(rxSample);
scatterplot(rxSync(10000:end),2)

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Демодулируйте сигнал BPSK.

recData = pskdemod(rxSync,M);

sysDelay = dsp.Delay(fixedDelaySym + txfilter.FilterSpanInSymbols/2 + ...
    rxfilter.FilterSpanInSymbols/2);

Вычислите BER, учтя системную задержку.

[numErr1,ber1] = biterr(sysDelay(data),recData)

numErr1 = 8

ber1 = 4.0000e-04

Правильные смещения символьной синхронизации и Доплера

Скрипт Open Live Script

Правильная символьная синхронизация и частота возмещают ошибки при помощи comm.SymbolSynchronizer и comm.CarrierSynchronizer Системные объекты.

Настройка

Инициализируйте параметры симуляции.

M = 16;           % Modulation order
nSym = 2000;      % Number of symbols in a packet
sps = 2;          % Samples per symbol
spsFilt = 8;      % Samples per symbol for filters and channel
spsSync = 2;      % Samples per symbol for synchronizers
lenFilt = 10;     % RRC filter length

Создайте совпадающую пару Системных объектов фильтра корня повысил косинус (RRC) для передатчика и приемника.

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter('FilterSpanInSymbols',lenFilt, ...
    'OutputSamplesPerSymbol',spsFilt,'Gain',sqrt(spsFilt));
rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter('FilterSpanInSymbols',lenFilt, ...
    'InputSamplesPerSymbol',spsFilt,'DecimationFactor',spsFilt/2,'Gain',sqrt(1/spsFilt));

Создайте Системный объект смещения частоты фазы, чтобы ввести эффект Доплера на 100 Гц.

doppler = comm.PhaseFrequencyOffset('FrequencyOffset',100, ...
    'PhaseOffset',45,'SampleRate',1e6);

Создайте переменный Системный объект задержки, чтобы ввести смещения синхронизации.

varDelay = dsp.VariableFractionalDelay;

Создайте несущую и Системные объекты синхронизатора символа, чтобы откорректировать для эффекта Доплера и синхронизации смещения, соответственно.

carrierSync = comm.CarrierSynchronizer('SamplesPerSymbol',spsSync);
symbolSync = comm.SymbolSynchronizer( ...
    'TimingErrorDetector','Early-Late (non-data-aided)', ...
    'SamplesPerSymbol',spsSync);

Создайте Системные объекты схемы созвездия, чтобы просмотреть результаты.

refConst = qammod(0:M-1,M,'UnitAveragePower',true);
cdReceive = comm.ConstellationDiagram('ReferenceConstellation',refConst, ...
    'SamplesPerSymbol',spsFilt,'Title','Received Signal');
cdDoppler = comm.ConstellationDiagram('ReferenceConstellation',refConst, ...
    'SamplesPerSymbol',spsSync,'Title','Frequency Corrected Signal');
cdTiming = comm.ConstellationDiagram('ReferenceConstellation',refConst, ...
    'SamplesPerSymbol',spsSync,'Title','Frequency and Timing Synchronized Signal');

Основной цикл обработки

Основной цикл обработки:

Генерирует случайные символы, и примените модуляцию QAM.
Фильтрует модулируемый сигнал.
Применяет частоту и синхронизирующие смещения.
Передает переданный сигнал через канал AWGN.
Фильтрует полученный сигнал.
Корректирует эффект Доплера.
Корректирует смещение синхронизации.

for k = 1:15
    data = randi([0 M-1],nSym,1);
    modSig = qammod(data,M,'UnitAveragePower',true);         
    txSig = txfilter(modSig);            
    
    txDoppler = doppler(txSig);          
    txDelay = varDelay(txDoppler,k/15);  
    
    rxSig = awgn(txDelay,25);            
    
    rxFiltSig = rxfilter(rxSig);         
    rxCorr = carrierSync(rxFiltSig); 
    rxData = symbolSync(rxCorr);  
end

Визуализация

Постройте схемы созвездия полученного сигнала, частота откорректированный сигнал, и частота и синхронизация синхронизируемого сигнала. Определенные точки созвездия не могут быть идентифицированы в полученном сигнале и могут быть только частично идентифицированы в частоте откорректированный сигнал. Однако синхронизация и частота синхронизировались, сигнал выравнивается с ожидаемыми точками созвездия QAM.

cdReceive(rxSig)

cdDoppler(rxCorr)

cdTiming(rxData)

Синхронизация ошибки для шумного сигнала 8-PSK

Скрипт Open Live Script

Откорректируйте монотонно увеличивающуюся ошибку символьной синхронизации на шумном сигнале 8-PSK. Отобразите нормированную ошибку синхронизации.

Инициализируйте параметры симуляции.

M = 8;            % Modulation order
nSym = 5000;      % Number of symbol in a packet
sps = 2;          % Samples per symbol
nSamp = sps*nSym; % Number of samples in a packet

Создайте передачу корня повысил косинус (RRC) и получите Системные объекты фильтра.

txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter( ...
    'OutputSamplesPerSymbol',sps);
rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter( ...
    'InputSamplesPerSymbol',sps, ...
    'DecimationFactor',1);

Создайте переменную дробную Систему задержки object™, чтобы ввести монотонно ошибку синхронизации увеличения.

varDelay = dsp.VariableFractionalDelay;

Создайте Системный объект синхронизатора символа, чтобы откорректировать ошибку синхронизации.

symbolSync = comm.SymbolSynchronizer(...
    'TimingErrorDetector','Mueller-Muller (decision-directed)', ...
    'SamplesPerSymbol',sps);

Сгенерируйте случайные 8-ary символы и примените модуляцию 8-PSK.

data = randi([0 M-1],nSym,1);
modSig = pskmod(data,M,pi/8);

Пропустите модулируемый сигнал через повышенную передачу косинуса, фильтруют и применяют монотонно задержку синхронизации увеличения.

vdelay = (0:1/nSamp:1-1/nSamp)';
txSig = txfilter(modSig);      
delaySig = varDelay(txSig,vdelay);

Передайте задержанный сигнал через канал AWGN с отношением сигнал-шум на 15 дБ.

rxSig = awgn(delaySig,15,'measured');

Отфильтруйте модулируемый сигнал посредством получения фильтра RRC. Отобразите график рассеивания. Из-за ошибки синхронизации, полученный сигнал не выравнивается с ожидаемым созвездием ссылки 8-PSK.

rxSample = rxfilter(rxSig);  
scatterplot(rxSample,sps)

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

[rxSym,tError] = symbolSync(rxSample);
scatterplot(rxSym(1001:end))

Figure Scatter Plot contains an axes object. The axes object with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Постройте ошибочную оценку синхронизации. В зависимости от времени нормированная ошибка синхронизации увеличивается до 1 выборки.

figure
plot(vdelay,tError)
xlabel('Time (s)')
ylabel('Timing Error (samples)')

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line.

Больше о

развернуть все

Обзор синхронизации символа

Алгоритм символьной синхронизации основан на фазовой автоподстройке (ФАП), который состоит из четырех компонентов:

Синхронизация детектора ошибок (TED)
Интерполятор
Контроллер интерполяции
Контурный фильтр

Для модуляции OQPSK синфазное и квадратурные компоненты сигнала сначала выравниваются (как в модуляции QPSK) использование буфера состояния, чтобы кэшировать последнюю половину символа предыдущего входа. После начального выравнивания остающийся процесс синхронизации эквивалентен для модуляции QPSK.

Эта блок-схема показывает пример синхронизатора синхронизации. На рисунке PLL символьной синхронизации работает с x (t), полученный демонстрационный сигнал после согласованной фильтрации. PLL символьной синхронизации выходные параметры сигнал символа, $x (k T_{s} + \hat{τ})$ , после исправления для расфазировки тактовых сигналов между передатчиком и приемником.

Синхронизация выявления ошибок (TED)

Поддержки синхронизатора символьной синхронизации не данные помогли TED и направленным на решение методам TED. Эта таблица показывает оценочные выражения синхронизации для опций метода TED.

Метод TED	Выражение
Пересечение нулем (направлено на решение)	$e (k) = x ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) [{\hat{a}}_{0} (k - 1) - {\hat{a}}_{0} (k)] + y ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) [{\hat{a}}_{1} (k - 1) - {\hat{a}}_{1} (k)]$
Гарднер (без использования данных))	$e (k) = x ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) [x ((k - 1) T_{s} + \hat{τ}) - x (k T_{s} + \hat{τ})] + y ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) [y ((k - 1) T_{s} + \hat{τ}) - y (k T_{s} + \hat{τ})]$
Ранний поздно (не данные, которым помогают)	$e (k) = x (k T_{s} + \hat{τ}) [x ((k + 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) - x ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ})] + y (k T_{s} + \hat{τ}) [y ((k + 1 / 2) T_{s} + \hat{τ}) - y ((k - 1 / 2) T_{s} + \hat{τ})]$
Мюллер-Мюллер (направлен на решение)	$e (k) = {\hat{a}}_{0} (k - 1) x (k T_{s} + \hat{τ}) - {\hat{a}}_{0} (k) x ((k - 1) T_{s} + \hat{τ}) + {\hat{a}}_{1} (k - 1) y (k T_{s} + \hat{τ}) - {\hat{a}}_{1} (k) y ((k - 1) T_{s} + \hat{τ})$

Не данные помогли полученным выборкам использования TED без любого ведома переданного сигнала или результатов оценки канала. Не TED данных, которому помогают, используется, чтобы оценить ошибку синхронизации для сигналов со схемами модуляции, которым выровняли точки созвездия с синфазной осью или квадратурной осью. Примеры сигналов, подходящих для Гарднера или ранних последних методов, включают модулируемые QPSK сигналы с нулевым смещением фазы, которое имеет точки в {1+0i, 0+1i,-1+0i, 0−1i} и модулируемые BPSK сигналы с нулевым смещением фазы.

Метод Гарднера — метод Гарднера является методом обратной связи не данных, которому помогают, который независим от восстановления фазы несущей. Это используется для основополосных систем и модулируемых систем несущей. А именно, этот метод используется для систем, которые используют линейный тип модуляции с импульсами Найквиста, которые имеют избыточную полосу пропускания приблизительно между 40% и 100%. Примеры включают системы, которые используют PAM, PSK, QAM, или модуляцию OQPSK и ту форму сигнал с помощью фильтров приподнятого косинуса, фактор спада которых между 0,4 и 1. В присутствии шума улучшается эффективность этого метода восстановления синхронизации, когда избыточная полоса пропускания увеличивается (или увеличения фактора спада в случае фильтра приподнятого косинуса). Метод Гарднера похож на ранний последний метод логического элемента.
Ранний последний метод — ранний последний метод является методом обратной связи не данных, которому помогают. Это используется для систем, которые используют линейный тип модуляции, такой как PAM, PSK, QAM или модуляция OQPSK. Например, системы с помощью фильтра приподнятого косинуса с импульсами Найквиста. В присутствии шума эффективность этого метода восстановления синхронизации улучшается как избыточная полоса пропускания импульсных увеличений (или увеличений фактора спада в случае фильтра приподнятого косинуса).

Ранний последний метод похож на метод Гарднера. Метод Гарднера выполняет лучше в системах с высокими значениями ОСШ, потому что он имеет ниже сам шум, чем ранний последний метод.

Направленный на решение TED использует sign функционируйте, чтобы оценить синфазные компоненты и квадратурные компоненты полученных выборок, которые приводят к более низкой вычислительной сложности, чем не, данные помогли TED.

Метод пересечения нулем — метод пересечения нулем является направленным на решение методом, который требует 2 выборок на символ во входе к синхронизатору. Это используется в условиях низкого ОСШ для всех значений избыточной полосы пропускания, и в условиях умеренного ОСШ для умеренной избыточной полосы пропускания включает аппроксимированную область значений [0.4, 0.6].
Метод Мюллера-Мюллера — метод Мюллера-Мюллера является направленным на решение методом обратной связи, который требует предшествующего восстановления фазы несущей. Когда входной сигнал имеет импульсы Найквиста (например, при использовании фильтра приподнятого косинуса), метод Мюллера-Мюллера имеет не сам шум. Для узкополосной связи, сигнализирующей в присутствии шума, эффективность метода Мюллера-Мюллера улучшается как избыточный фактор полосы пропускания импульсных уменьшений.

Поскольку направленные на решение методы (пересечение нулем и Мюллер-Мюллер) оценочная ошибка синхронизации на основе знака синфазных компонентов и квадратурных компонентов сигналов передала синхронизатору, им не рекомендуют для созвездий, которые имеют точки или с синфазным нулем или с квадратурным компонентом. $x (k T_{s} + \hat{τ})$ и $y (k T_{s} + \hat{τ})$ синфазные компоненты и квадратурные компоненты входных сигналов к детектору ошибок синхронизации, где $\hat{τ}$ предполагаемая ошибка синхронизации. Коэффициенты метода Мюллера-Мюллера ${\hat{a}}_{0} (k)$ и ${\hat{a}}_{1} (k)$ оценки $x (k T_{s} + \hat{τ})$ и $y (k T_{s} + \hat{τ})$ . Оценки синхронизации сделаны путем применения sign функционируйте к синфазным компонентам и квадратурным компонентам, и используются только для направленных на решение методов TED.

Интерполятор

Задержка оценивается от выборок с фиксированной процентной ставкой согласованного фильтра, которые являются асинхронными с уровнем символа. Поскольку получившиеся выборки не выравниваются с контурами символа, интерполятор используется, чтобы "переместить" выборки. Поскольку задержка неизвестна, интерполятор должен быть адаптивным. Кроме того, потому что interpolant является линейной комбинацией доступных выборок, он может считаться выходом фильтра.

Интерполятор использует кусочный параболический интерполятор со структурой Фэрроу и коэффициентом набор α к 1/2 (см. Рис, Майкла, Цифровую связь: Подход Дискретного времени).

Управление интерполяцией

Управление интерполяцией предоставляет интерполятору индекс basepoint и дробный интервал. Индекс basepoint является демонстрационным индексом, самым близким к interpolant. Дробный интервал является отношением времени между interpolant и его индексом basepoint и интервалом интерполяции.

Интерполяция выполняется для каждой выборки, и сигнал строба используется, чтобы определить, выводится ли interpolant. Синхронизатор использует 1 встречное управление интерполяцией по модулю, чтобы обеспечить строб и дробный интервал для использования с интерполятором.

Контурный фильтр

Синхронизатор использует пропорционально-интегрирующий петлевой фильтр (PI). Пропорциональная составляющая, K ₁, и усиление интегратора, K ₂, вычисляется

$K_{1} = \frac{- 4 ζ θ}{(1 + 2 ζ θ + θ^{2}) K_{p}}$

$K_{2} = \frac{- 4 θ^{2}}{(1 + 2 ζ θ + θ^{2}) K_{p}} .$

Временным термином, θ, дают

$θ = \frac{\frac{B_{n} T_{s}}{N}}{ζ + \frac{1}{4 ζ}},$

где:

N является количеством отсчетов на символ.
ζ является коэффициентом затухания.
_Bn T _s является нормированной полосой пропускания контура.
K _p является усилением детектора.

Ссылки

[1] Рис, Майкл. Цифровая связь: подход дискретного времени. Верхний Сэддл-Ривер, NJ: Prentice Hall, 2008.

[2] Mengali, Умберто и Альдо Н. Д'Андреа. Методы синхронизации для цифровых приемников. Нью-Йорк: нажатие пленума, 1997.

Расширенные возможности

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

Указания и ограничения по применению:

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

Документация

comm.SymbolSynchronizer

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Modulation — Тип модуляции 'PAM/PSK/QAM' (значение по умолчанию) | 'OQPSK'

TimingErrorDetector — Синхронизация метода детектора ошибок Zero-Crossing (decision-directed) (значение по умолчанию) | Gardner (non-data-aided) | Early-Late (non-data-aided) | Mueller-Muller (decision-directed)

SamplesPerSymbol — Выборки на символ2 (значение по умолчанию) | целое число, больше, чем 1

DampingFactor — Коэффициент затухания контурного фильтра1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

NormalizedLoopBandwidth — Нормированная полоса пропускания контурного фильтра0.01 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1)

DetectorGain — Усиление детектора фазы2.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

samples — Введите выборки скаляр (значение по умолчанию) | вектор-столбец

Выходные аргументы

symbols — Синхронизируемые символы вектор-столбец

timingErr — Предполагаемая ошибка синхронизации скаляр в области значений [0, 1] | вектор-столбец элементов в области значений [0, 1]

Функции объекта

Характерный для comm.SymbolSynchronizer

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Правильная ошибка символьной синхронизации модулируемого QPSK сигнала

Правильная ошибка символьной синхронизации модулируемого BPSK сигнала

Правильные смещения символьной синхронизации и Доплера

Синхронизация ошибки для шумного сигнала 8-PSK

Больше о

Обзор синхронизации символа

Синхронизация выявления ошибок (TED)

Интерполятор

Управление интерполяцией

Контурный фильтр

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Объекты

Блоки

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`Modulation` — Тип модуляции
`'PAM/PSK/QAM'` (значение по умолчанию) | `'OQPSK'`

`TimingErrorDetector` — Синхронизация метода детектора ошибок
`Zero-Crossing (decision-directed)` (значение по умолчанию) | `Gardner (non-data-aided)` | `Early-Late (non-data-aided)` | `Mueller-Muller (decision-directed)`

`SamplesPerSymbol` — Выборки на символ
2 (значение по умолчанию) | целое число, больше, чем 1

`DampingFactor` — Коэффициент затухания контурного фильтра
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`NormalizedLoopBandwidth` — Нормированная полоса пропускания контурного фильтра
0.01 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1)

`DetectorGain` — Усиление детектора фазы
2.7 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`samples` — Введите выборки
скаляр (значение по умолчанию) | вектор-столбец

`symbols` — Синхронизируемые символы
вектор-столбец

`timingErr` — Предполагаемая ошибка синхронизации
скаляр в области значений [0, 1] | вектор-столбец элементов в области значений [0, 1]

Характерный для `comm.SymbolSynchronizer`

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