CPM Demodulator Baseband

Демодулируйте модулируемые CPM данные

Библиотека:
Communications Toolbox / Модуляция / Цифровая Полосовая модуляция / CPM

Описание

Блок CPM Demodulator Baseband демодулирует сигнал, который модулировался с помощью непрерывной фазовой модуляции (CPM).

CPM является методом модуляции с памятью. Обработка блока включает коррелятор, сопровождаемый детектором последовательности наибольшего правдоподобия (MLSD), который ищет пути через решетку состояния для минимального Евклидова пути к расстоянию. Блок использует алгоритм Viterbi, чтобы выполнить MLSD.

Для получения дополнительной информации об этой демодуляции и примененной фильтрации, смотрите Демодуляцию CPM и Импульсную Фильтрацию Формы.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`In` — Входной сигнал
скаляр | вектор-столбец

Входной сигнал в виде скаляра или вектор-столбца. Длина входного сигнала должна быть целочисленным кратным количество отсчетов на символ, заданный в параметре Samples per symbol. Для получения дополнительной информации смотрите Выходные сигналы с бинарным знаком и с целочисленным знаком.

Типы данных: double | single

Вывод

развернуть все

`Out` — Выходной сигнал
скаляр | вектор-столбец

Выходной сигнал, возвращенный как скаляр или вектор-столбец. Для получения дополнительной информации смотрите Выходные сигналы с бинарным знаком и с целочисленным знаком.

Поддерживаемые типы данных

Плавающая точка двойной точности
Boolean (когда Output type установлен в Bit)
8-, 16-, и 32-битные целые числа со знаком (когда Output type установлен в Integer)

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

Для получения дополнительной информации о скоростях обработки смотрите Односкоростную Обработку и Многоскоростную Обработку.

Параметры

развернуть все

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

Порядок модуляции, указывающий на размер алфавита в виде положительного целого числа, которое является ненулевой степенью двойки. M должен иметь форму 2^K для некоторого положительного целочисленного K, где K является количеством битов на символ.

`Output type` — Определяет, состоит ли выведенный из целых чисел или групп битов
`Integer` (значение по умолчанию) | `Bit`

Определяет, состоит ли выход из целых чисел или групп битов в виде Integer или Bit.

`Symbol set ordering` — Побитовое отображение
`Binary` (значение по умолчанию) | `Gray`

Побитовое отображение в виде Binary или Gray.

Этот параметр определяет как блок-диаграммы каждое целое число группе выходных битов. Для получения дополнительной информации смотрите Выходные сигналы с бинарным знаком и с целочисленным знаком.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Output type на Bit.

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

Индекс модуляции {h _i} в виде неотрицательного скаляра или вектор-столбца.

{h} представляет последовательность индексов модуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Демодуляцию CPM.

`Frequency pulse shape` — Тип импульсного формирования
`Rectangular` (значение по умолчанию) | `Raised Cosine` | `Spectral Raised Cosine` | `Gaussian` | `Tamed FM`

Тип формирования импульса раньше сглаживал переходы фазы модулируемого сигнала в виде Rectangular, Raised Cosine, Spectral Raised Cosine, Gaussian, или Tamed FM. Для получения дополнительной информации об опциях фильтрации смотрите, что Импульсная Форма Фильтрует.

`Main lobe pulse duration (symbol intervals)` — Количество интервалов символа самого большого лепестка спектрального повышенного импульса косинуса
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество интервалов символа самого большого лепестка спектрального повышенного импульса косинуса в виде положительной скалярной величины.

Зависимости

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

`Rolloff` — Фактор спада спектральной повышенной формы импульса косинуса
0.2 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Фактор спада спектральной повышенной формы импульса косинуса в виде скаляра от 0 до 1.

Зависимости

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

`BT product` — Продукт полосы пропускания и время
0.3 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Продукт полосы пропускания и время в виде неотрицательного скаляра. Используйте BT product, чтобы уменьшать полосу пропускания, за счет увеличенной интерференции межсимвола.

Зависимости

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

`Pulse length (symbol intervals)` — Длина импульса частоты
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Импульс частоты формирует длину в виде положительной скалярной величины. Обратитесь к LT в Импульсной Фильтрации Формы для получения дополнительной информации о длине импульса частоты.

`Symbol prehistory` — Символы данных, используемые перед запуском симуляции
1 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Символы данных, используемые перед запуском симуляции в противоположном хронологическом порядке. Если Symbol prehistory является вектором, то его длина должна быть той меньше, чем значение параметров Pulse length.

`Phase offset (rad)` — Начальная фаза возмещена
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Смещение начальной фазы выхода в радианах в виде скаляра.

`Samples per symbol` — Частота дискретизации символа
8 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Частота дискретизации символа в виде положительной скалярной величины. Этот параметр представляет количество отсчетов выход для каждого входа целочисленного или двоичного слова. Для всех небинарных схем, как задано импульсными формами, это значение должно быть больше 1.

Для получения дополнительной информации смотрите, Сверхдискретизировали Изменения Уровня и Сигналы.

`Rate options` — Блокируйте скорость обработки
`Enforce single-rate processing` (значение по умолчанию) | `Allow multirate processing`

Блокируйте скорость обработки в виде одной из этих опций:

Enforce single-rate processing — Сигналы ввода и вывода имеют тот же шаг расчета порта. Блок реализует изменение уровня путем внесения изменения размера при выходе когда по сравнению с входом. Выход width является количеством символов (который дан путем деления входной длины значением параметров Samples per symbol, когда параметр Output type устанавливается на Integer).
Allow multirate processing — Сигналы ввода и вывода имеют различные шаги расчета порта. Выходной период совпадает с символьным периодом и равняется продукту входного периода и значения параметров Samples per symbol.

`Traceback depth` — Количество ветвей решетки
16 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество ветвей решетки раньше создавало каждый traceback путь в виде положительного целого числа. Для получения дополнительной информации см. Задержки Глубины и Выхода Traceback.

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

Выходные данные вводят в виде double, booleanint8int16, или int32. Для получения дополнительной информации смотрите Поддерживаемые Типы данных в Out.

Характеристики блока

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

Больше о

развернуть все

Демодуляция CPM

Обработка демодуляции CPM состоит из коррелятора, сопровождаемого детектором последовательности наибольшего правдоподобия (MLSD), который ищет пути через решетку состояния для минимального Евклидова пути к расстоянию. Когда индекс модуляции рационален (h = m/p), существует конечное число состояний фазы в символе. Блок использует алгоритм Viterbi, чтобы выполнить MLSD.

{h _i} представляет последовательность индексов модуляции, которая перемещает циклически через набор индексов {h ₀, h ₁, h ₂, …, h _H-1}.

h _i = m _i/pi представляет индекс модуляции в соответствующей рациональной форме.
m _i представляет числитель индекса модуляции.
p _i представляет знаменатель индекса модуляции.
m _i и p _i - относительно главные положительные числа.
Наименьшее общее кратное (LCM) {p ₀, p ₁, p ₂, …, p _H-1} обозначается 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 решетки:

numStates = numPhaseStates *M^(L-1)

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

Модуляция CPM

Вход к демодулятору представляет собой репрезентацию 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-ary символы данных, выбранные из алфавита ±1, ±3, ± (M –1).
M должен иметь форму 2^K для некоторого положительного целочисленного K, где M является порядком модуляции и задает размер алфавита символа.
{h _i} представляет последовательность индексов модуляции и h _i перемещений циклически 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.

Импульсная фильтрация формы

Непрерывная фазовая модуляция использует формирование импульса, чтобы сглаживать переходы фазы модулируемого сигнала. Функциональный q (t) является фазовым откликом, полученным из импульса частоты, g (t), через это отношение: $q (t) = \int_{- \infty}^{t} g (t) d t$ .

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

Импульсная форма	Выражение
`Rectangular`	$g (t) = {\begin{matrix} \frac{1}{2 L T}, & 0 \leq t \leq L T \\ 0 & в противном случае \end{matrix}$
`Raised Cosine`	$g (t) = {\begin{matrix} \frac{1}{2 L T} [1 - \cos (\frac{2 π t}{L T})], & 0 \leq t \leq L T \\ 0 & в противном случае \end{matrix}$
`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)	$\begin{array}{l} g (t) = \frac{1}{8} [g_{0} (t - T) + 2 g_{0} (t) + g_{0} (t + T)], где \\ g_{0} (t) \approx \frac{1}{T} [\frac{\sin (\frac{π t}{T})}{\frac{π t}{T}} - \frac{π^{2}}{24} \frac{2 \sin (\frac{π t}{T}) - \frac{2 π t}{T} \cos (\frac{π t}{T}) - {(\frac{π t}{T})}^{2} \sin (\frac{π t}{T})}{{(\frac{π t}{T})}^{3}}] \end{array}$

_{Основной} L является основной длительностью импульса лепестка в интервалах символа.
β является фактором спада спектрального повышенного косинуса.
B _{еще раз} продукт полосы пропускания и Гауссова импульса.
Длительность импульса, LT, является импульсной длиной в интервалах символа. Как задано выражениями, Spectral Raised Cosine, Gaussian, и Tamed FM импульсные формы имеют бесконечную длину. Во всех практических целях LT задает усеченную конечную длину.

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

Выходные сигналы с бинарным знаком и с целочисленным знаком

Когда параметр Output type устанавливается на Integer:

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

Когда параметр Output type устанавливается на Bit:

Блок производит группировки битов K. Каждая группировка называется binary word.
Output datatype может только быть double или boolean.
В режиме двоичного выхода обработка блока выполняет эту процедуру:
1. Карты каждый вводимый символ к промежуточному значению, как в целочисленном режиме вывода.
2. Сопоставляет нечетный целочисленный k с неотрицательным целым числом (k +M–1)/2.
3. Карты каждое неотрицательное целое число к двоичному слову, с помощью Binary или Gray отображение, как задано параметром Symbol set ordering.

Односкоростная обработка

В односкоростном режиме обработки сигналы ввода и вывода имеют тот же шаг расчета порта. Блок неявно реализует изменение уровня путем внесения изменения размера при выходе когда по сравнению с входом. Вход width должен быть целочисленным кратным значение параметров Samples per symbol, и вход может быть вектор-столбцом.

Когда вы устанавливаете Output type на Bit, выход width является временами K количество вводимых символов.
Когда вы устанавливаете Output type на Integer, выход width является количеством вводимых символов.

Многоскоростная обработка

В многоскоростном режиме обработки сигналы ввода и вывода имеют различные шаги расчета порта. Вход должен быть скаляром. Выходное время символа является продуктом входного шага расчета и значения параметров Samples per symbol.

Когда вы устанавливаете Output type на Bit, выход width равняется количеству битов на символ.
Когда вы устанавливаете Output type на Integer, выход является скаляром.

Глубина Traceback и Выходные задержки

Параметр Traceback depth, D, является количеством ветвей решетки, используемых, чтобы создать каждый traceback путь. D влияет на выходную задержку, которая является количеством нулевых символов, которые предшествуют первому значимому демодулируемому значению в выходе.

Когда параметр Rate options устанавливается на Allow multirate processing, и модель использует решатель переменного шага или решатель фиксированного шага с набором параметров Tasking Mode к SingleTasking, затем вектор задержки состоит из D +1 символ нулевого значения.
Когда параметр Rate options устанавливается на Enforce single-rate processing, вектор задержки состоит из символов нулевого значения D.

Оптимальное значение параметров Traceback depth зависит от Евклидовых расчетов расстояния минимума в квадрате. В качестве альтернативы типичное значение, зависящее от количества состояний, может быть выбрано, использовав правило five-times-the-constraint-length, которое соответствует $5 \cdot \log 2 (n u m S t a t e s)$ .

Поскольку двоичный файл повысил форму импульса косинуса с импульсной длиной 3 и h =2/3, применив это правило $(5 * \log 2 (3 * 2^{2}) = 18)$ дает результат, который является близко к оптимальному значению 20.

Парный блок

CPM Modulator Baseband — Модулирует данные с помощью непрерывной фазовой модуляции.

Ссылки

[1] Андерсон, Джон Б., скалистая вершина Олин и Карл-Эрик Зундберг. Цифровая фазовая модуляция. Нью-Йорк: нажатие пленума, 1986.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

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

Документация

CPM Demodulator Baseband

Описание

Порты

Входной параметр

In — Входной сигнал скаляр | вектор-столбец

Вывод

Out — Выходной сигнал скаляр | вектор-столбец

Поддерживаемые типы данных

Параметры

M-ary number — Порядок модуляции4 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Output type — Определяет, состоит ли выведенный из целых чисел или групп битов Integer (значение по умолчанию) | Bit

Symbol set ordering — Побитовое отображение Binary (значение по умолчанию) | Gray

Зависимости

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

Frequency pulse shape — Тип импульсного формирования Rectangular (значение по умолчанию) | Raised Cosine | Spectral Raised Cosine | Gaussian | Tamed FM

Зависимости

Rolloff — Фактор спада спектральной повышенной формы импульса косинуса0.2 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

BT product — Продукт полосы пропускания и время0.3 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Pulse length (symbol intervals) — Длина импульса частоты1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Symbol prehistory — Символы данных, используемые перед запуском симуляции1 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Phase offset (rad) — Начальная фаза возмещена0 (значение по умолчанию) | скаляр

Samples per symbol — Частота дискретизации символа8 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Rate options — Блокируйте скорость обработки Enforce single-rate processing (значение по умолчанию) | Allow multirate processing

Traceback depth — Количество ветвей решетки16 (значение по умолчанию) | положительное целое число

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

Характеристики блока

Больше о

Демодуляция CPM

Модуляция CPM

Импульсная фильтрация формы

Выходные сигналы с бинарным знаком и с целочисленным знаком

Односкоростная обработка

Многоскоростная обработка

Глубина Traceback и Выходные задержки

Парный блок

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`In` — Входной сигнал
скаляр | вектор-столбец

`Out` — Выходной сигнал
скаляр | вектор-столбец

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

`Output type` — Определяет, состоит ли выведенный из целых чисел или групп битов
`Integer` (значение по умолчанию) | `Bit`

`Symbol set ordering` — Побитовое отображение
`Binary` (значение по умолчанию) | `Gray`

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

`Frequency pulse shape` — Тип импульсного формирования
`Rectangular` (значение по умолчанию) | `Raised Cosine` | `Spectral Raised Cosine` | `Gaussian` | `Tamed FM`

`Rolloff` — Фактор спада спектральной повышенной формы импульса косинуса
0.2 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`BT product` — Продукт полосы пропускания и время
0.3 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Pulse length (symbol intervals)` — Длина импульса частоты
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Symbol prehistory` — Символы данных, используемые перед запуском симуляции
1 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`Phase offset (rad)` — Начальная фаза возмещена
0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Samples per symbol` — Частота дискретизации символа
8 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rate options` — Блокируйте скорость обработки
`Enforce single-rate processing` (значение по умолчанию) | `Allow multirate processing`

`Traceback depth` — Количество ветвей решетки
16 (значение по умолчанию) | положительное целое число

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

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