Gold Sequence Generator

Сгенерируйте последовательность Голда от набора последовательностей

Библиотека:
Communications Toolbox / Источники Коммуникации / Генераторы Последовательности

Описание

Блок Gold Sequence Generator генерирует двоичную последовательность с маленькими периодическими свойствами взаимной корреляции от ограниченного множества последовательностей. Для получения дополнительной информации смотрите последовательности Голда.

Этот блок может вывести последовательности, которые варьируются по длине в процессе моделирования. Для получения дополнительной информации о сигналах переменного размера, смотрите Основы Сигнала Переменного Размера (Simulink).

Эти значки показывают блок со всеми включенными портами.

Gold Sequence Generator block showing optional input ports for output size and reset

Порты

Входной параметр

развернуть все

`oSiz` — Размер текущей производительности
скаляр | двухэлементный вектор-строка

Размер текущей производительности в виде скаляра или двухэлементного вектора-строки. Вторым элементом вектора должен быть 1.

Пример: [10 1] указывает, что вектор-столбец текущей производительности будет иметь размер, 10 на 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт выбирают параметр Output variable-size signals и устанавливают Maximum output size source на Dialog parameter.

Типы данных: double

`Ref` — Ссылочный входной сигнал
скаляр | вектор-столбец

Ссылочный входной сигнал в виде скаляра, вектор-столбца.

Зависимости

Чтобы включить этот порт выбирают параметр Output variable-size signals и устанавливают Maximum output size source на Inherit from reference input.

Типы данных: double

`Rst` — Сбросьте сигнал
скаляр | вектор-столбец

Сбросьте сигнал, заданный в одной из следующих форм.

Когда выходной размер является переменным, задают как скаляр.
В противном случае задайте как скаляр или 2D вектор-столбец с длиной, равной Samples per frame.

Выходной сигнал сбрасывает для ненулевых входных значений Rst. Для получения дополнительной информации смотрите Поведение Сброса

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Reset on nonzero input.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`Out` — Выходной сигнал
вектор столбца двоичных данных

Выходной сигнал, возвращенный как вектор столбца двоичных данных. По крайней мере один элемент Initial states (1) или вектора Initial states (2) должен быть ненулевым для блока, чтобы сгенерировать ненулевую последовательность.

Типы данных: double

Параметры

развернуть все

`Preferred polynomial (1)` — Первый полином последовательности
`'z^6 + z + 1'` (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

Первый полином последовательности, заданный в одной из следующих форм.

Вектор символов или строковый скаляр полинома, постоянным термином которого является 1. Для получения дополнительной информации смотрите Представление Полиномов в Communications Toolbox.
Вектор-строка с бинарным знаком, который представляет коэффициенты полинома в порядке убывающих степеней. Длиной этого вектора должен быть N + 1, где N является степенью полинома. Первыми и последними записями должен быть 1, указание на ведущий термин со степенью N и постоянный термин 1.
Вектор-строка с целочисленным знаком из элементов, которые представляют экспоненты для ненулевых терминов полинома в порядке убывающих степеней. Последней записью должен быть 0, указание на постоянный термин 1.

Это свойство определяет соединения обратной связи для сдвигового регистра первого предпочтительного генератора псевдошумовой последовательности. Степень первого порождающего полинома должна равняться степени второго порождающего полинома, заданного параметром Preferred polynomial (2). Для получения дополнительной информации смотрите Предпочтительные Пары Последовательностей.

Пример: 'z^8 + z^2 + 1', [1 0 0 0 0 0 1 0 1], и [8 2 0] представляйте тот же полином, p (z) = z⁸ + z² + 1.

`Initial states (1)` — Начальные состояния для первого полинома последовательности
[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

Начальные состояния сдвигового регистра для первого полинома последовательности предпочтительной пары в виде бинарного вектора с длиной равняются степени Preferred polynomial (1).

Примечание

Для блока, чтобы сгенерировать ненулевую последовательность, по крайней мере один элемент начальных условий для первого или второго предпочтительного генератора псевдошумовой последовательности должен быть ненулевым. А именно, начальное состояние по крайней мере одного из сдвиговых регистров должно быть ненулевым.

`Preferred polynomial (2)` — Второй полином последовательности
`'z^6 + z^5 + z^2 + z + 1'` (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

Второй полином последовательности, заданный в одной из следующих форм.

Вектор символов или строковый скаляр полинома, постоянным термином которого является 1. Для получения дополнительной информации смотрите Представление Полиномов в Communications Toolbox.
Вектор-строка с бинарным знаком, который представляет коэффициенты полинома в порядке убывающих степеней. Длиной этого вектора должен быть N + 1, где N является степенью полинома. Первыми и последними записями должен быть 1, указание на ведущий термин со степенью N и постоянный термин 1.
Вектор-строка с целочисленным знаком из элементов, которые представляют экспоненты для ненулевых терминов полинома в порядке убывающих степеней. Последней записью должен быть 0, указание на постоянный термин 1.

Это свойство определяет соединения обратной связи для сдвигового регистра первого предпочтительного генератора псевдошумовой последовательности. Степень второго порождающего полинома должна равняться степени первого порождающего полинома, заданного параметром Preferred polynomial (1). Для получения дополнительной информации смотрите Предпочтительные Пары Последовательностей.

Пример: 'z^8 + z^2 + 1', [1 0 0 0 0 0 1 0 1], и [8 2 0] представляйте тот же полином, p (z) = z⁸ + z² + 1.

`Initial states (2)` — Начальные состояния для второго полинома последовательности
[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

Начальные состояния сдвигового регистра для второго полинома последовательности предпочтительной пары в виде бинарного вектора с длиной равняются степени Preferred polynomial (2).

Примечание

`Sequence index` — Индекс последовательности
0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр в области значений [–2, 2ⁿ–2]

Индекс последовательности выходной последовательности от набора последовательностей в виде целочисленного скаляра в области значений [–2, 2ⁿ– 2]. n является степенью предпочтительных полиномов. Для получения дополнительной информации смотрите последовательности Голда.

`Shift` — Смещение последовательности Голда
0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

Смещение последовательности Голда с начального времени в виде целочисленного скаляра.

`Output variable-size signals` — Опция, чтобы вывести сигналы переменной длины
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить переменной длине выходные последовательности в процессе моделирования. Когда вы очищаете этот параметр, блок выходные последовательности фиксированной длины. Когда вы выбираете этот параметр, блок может вывести последовательности переменной длины. Для получения информации о сигналах переменного размера смотрите Основы Сигнала Переменного Размера (Simulink).

`Maximum output size source` — Максимальный выходной источник размера
`Dialog parameter` (значение по умолчанию) | `Inherit from reference port`

Выберите, как задать максимальную последовательность выходной размер.

Dialog parameter — Выберите это значение, чтобы сконфигурировать блок, чтобы использовать установку параметра Maximum output size в качестве максимальной разрешенной выходной длины последовательности. Входной порт oSiz задает текущий размер выходного сигнала, и блок выход наследовал шаг расчета от входного сигнала. Входное значение oSiz должно быть меньше чем или равно параметру Maximum output size.
Inherit from reference port — Выберите это значение, чтобы включить входной порт Ref и сконфигурировать блок, чтобы наследовать шаг расчета, максимальный размер и размер текущей производительности от сигнала переменного размера во входном порту Ref. Они устанавливают максимальную разрешенную выходную длину последовательности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Output variable-size signals.

`Maximum output size` — Максимальный выходной размер
[10 1] (значение по умолчанию) | вектор из формы [n 1]

Задайте максимальный выходной размер для блока. n является положительной скалярной величиной.

Пример: [10 1] задает максимальный размер 10 на 1 для выходного сигнала.

Зависимости

Включить этот параметр и установить Maximum output size source на Dialog parameter.

Типы данных: double

`Sample time` — Выведите шаг расчета
1 (значение по умолчанию)

Положительные скалярные величины задают время в секундах между каждой выборкой выходного сигнала. Если вы устанавливаете Sample time на -1, выходной сигнал наследовал шаг расчета от нисходящего потока. Для получения информации об отношении между Sample time и параметрами Samples per frame, смотрите Демонстрационную Синхронизацию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр не выбирают Output variable-size signals.

`Samples per frame` — Выборки на систему координат
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Выборки на систему координат в виде положительного целого числа, указывающего на количество отсчетов на систему координат в одном канале выходных данных. Для получения информации об отношении между Sample time и Samples per frame, смотрите Демонстрационную Синхронизацию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр не выбирают Output variable-size signals.

`Reset on nonzero input` — Сбросьте выходной сигнал
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить порт Rst. Когда ненулевое значение вводится в порте Rst, внутренние сдвиговые регистры сбрасываются к исходным значениям параметров Initial states (2) и Initial states (1).

`Output data type` — Тип выходных данных
`double` (значение по умолчанию) | `boolean` | `Smallest unsigned integer`

Выходные данные вводят в виде boolean'double', или Smallest unsigned integer.

Когда установлено в Smallest unsigned integer, тип выходных данных выбран на основе настроек, используемых в Панели Аппаратной реализации (Simulink) диалогового окна Configuration Parameters модели. Если ASIC/FPGA выбран в панели Аппаратной реализации, тип выходных данных является идеальным минимальным однобитным размером (ufix (1)). Для всех других выборов это - беззнаковое целое с самым маленьким доступным размером слова, достаточно большим, чтобы соответствовать одному биту, обычно соответствуя размеру char (uint8).

Примеры модели

Сгенерируйте золотую кодовую последовательность

Сгенерируйте те же Золотые кодовые последовательности с помощью двух PN Sequence Generator блоки или один Gold Sequence Generator блок.

Поведение сброса генератора последовательности Голда

Gold Sequence Generator поведение выхода для связанных со сбросом установок параметров.

WCDMA сквозной физический уровень

Часть дуплекса деления частоты (FDD) передает в нисходящем направлении физический уровень системы радиосвязи третьего поколения, известной как широкополосное кодовое разделение несколько получают доступ (WCDMA).

Сгенерируйте GPS крупные коды захвата

Как сконфигурировать блок Gold Sequence Generator, чтобы сгенерировать крупный захват (C/A) коды, как представлено в [1] и использование дискретное представление модели блока той же настройки для проверки сгенерированного кода. GPS использует коды C/A, чтобы упростить захват и отслеживание сигналов передачи.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `fixed point`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`

Больше о

развернуть все

Демонстрационная синхронизация

Время между выходными обновлениями равно продукту значений параметров Sample time и Samples per frame. Например, если Sample time и Samples per frame каждый равный 1, блок выводит выборку каждую секунду. Если вы увеличиваете Samples per frame до 10, то блок выводит вектор 10 на 1 каждые 10 секунд. Это гарантирует, что эквивалентная норма выработки не зависит от параметра Samples per frame.

Последовательности Голда

Характеристические свойства взаимной корреляции последовательностей Голда делают их полезными, когда несколько устройств являются широковещательными в том же частотном диапазоне. Последовательности Голда заданы с помощью заданной пары последовательностей u и v, названный предпочтительной парой, как задано в Предпочтительных Парах Последовательностей. Пара u и v последовательностей имеет период N = 2ⁿ – 1, где n является степенью полиномов генератора, заданных параметром. Набор G (u, v) последовательностей Голда задан

$G (u, v) = {u, v, u \oplus v, u \oplus T v, u \oplus T^{2} v, ..., u \oplus T^{N - 1} v}$

T представляет оператор, который переключает векторы циклически налево одним местом, и $\oplus$ представляет сложение по модулю 2. G (u, v) содержит N + 2 последовательности периода N.

Последовательности Голда имеют свойство, что взаимная корреляция между любыми двумя, или между переключенными версиями их, берет одно из трех значений: –t (n), –1, или t (n) – 2, где

$t (n) = {\begin{array}{l} 1 + 2^{(n + 1) / 2} & n даже \\ 1 + 2^{(n + 2) / 2} & n нечетный \end{array}$

Блок использует два генератора псевдошумовой последовательности, чтобы сгенерировать предпочтительную пару последовательностей. Блок затем XORs эти последовательности, чтобы произвести выходную последовательность Голда, как показано в этом рисунке.

Preferred polynomial (1) и параметры Preferred polynomial (2) определяют предпочтительную пару последовательностей и соединений обратной связи для сдвиговых регистров, используемых генераторами псевдошумовой последовательности, чтобы сгенерировать их выход. Для получения дополнительной информации о генерации псевдошумовой последовательности смотрите раздел Simple Shift Register Generator по странице с описанием блока PN Sequence Generator.

Эта таблица обеспечивает примеры предпочтительных пар.

Степень полиномов генератора (n)	Пара периода последовательностей (N)	Значение параметров Preferred Polynomial (1)	Значение параметров Preferred Polynomial (2)
5	31	[5 2 0]	[5 4 3 2 0]
6	63	[6 1 0]	[6 5 2 1 0]
7	127	[7 3 0]	[7 3 2 1 0]
9	511	[9 4 0]	[9 6 4 3 0]
10	1023	[10 3 0]	[10 8 3 2 0]
11	2047	[11 2 0]	[11 8 5 2 0]

Initial states (1) и параметры Initial states (2) являются векторами, задающими начальные значения регистров, соответствующих Preferred polynomial (1) и Preferred polynomial (2), соответственно.

Примечание

По крайней мере один элемент векторов начальных состояний (Initial states (1) или Initial states (2)) должен быть ненулевым для блока, чтобы сгенерировать ненулевую последовательность. А именно, начальное состояние по крайней мере одного из регистров должно быть ненулевым.

Можно переключить начальную точку последовательности Голда параметром Shift, который является целым числом, представляющим длину сдвига.

Можно использовать внешний сигнал сбросить значения внутреннего сдвигового регистра к начальному состоянию путем выбора Reset on nonzero input. Это создает входной порт для внешнего сигнала в блоке. Путем сброс блока, внутренний сдвиговый регистр зависит от того, являются ли его выходной сигнал и сигнал сброса скаляром или вектором. Для получения дополнительной информации смотрите Поведение Сброса.

Предпочтительные пары последовательностей

Предпочтительные пары последовательностей, u и v, включают набор последовательностей Голда G (u, v).

Для пары последовательностей, u и v, периода N = 2ⁿ– 1, чтобы быть предпочтительной парой, они должны удовлетворить этим требованиям:

n является степенью полиномов генератора, заданных параметрами Preferred polynomial (2) и Preferred polynomial (1).
n не является делимым 4.
v = u [q], где
- q является нечетным.
- q = 2^k+1 или q = 2^2k–2^k+1.
- v получен путем выборки каждого q th символ u.
$\gcd (n, k) = {\begin{matrix} 1 & n \equiv 1 \mod 2 \\ 2 & n \equiv 2 \mod 4 \end{matrix}$

Индекс последовательности

Параметр Sequence index задает, какая последовательность Голда в наборе G (u, v) выводится. Область значений Sequence index [–2, –1, 0, 1, 2..., 2ⁿ– 2], где n является степенью полиномов генератора, заданных параметрами Preferred polynomial (2) и Preferred polynomial (1). Эта таблица показывает соответствие между Sequence index и выходной последовательностью.

Индекс последовательности, заданный параметром Sequence index, задает, какая последовательность Голда в наборе G (u, v) выводится.

Набор доступных последовательностей Голда

$G (u, v) = {u, v, u \oplus v, u \oplus T v, u \oplus T^{2} v, ..., u \oplus T^{N - 1} v}$

u и v являются двумя предпочтительными псевдошумовыми последовательностями, T является оператором, который переключает векторы циклически налево одним местом, и $\oplus$ представляет сложение по модулю 2. G (u, v) содержит N +2 последовательности Голда периода N = 2ⁿ–1.

Область значений Sequence index [–2, 2ⁿ– 2], где n является степенью полиномов генератора, заданных параметрами Preferred polynomial (2) и Preferred polynomial (1). Значения индекса -2 и -1 соответствуйте первым и вторым предпочтительным псевдошумовым последовательностям, как сгенерировано Preferred polynomial (1) и Preferred polynomial (2), соответственно. Эта таблица показывает соответствие между индексом последовательности и выходной последовательностью.

Индекс последовательности	Выведите последовательность
–2	u
–1	v
0	$u \oplus v$
1	$u \oplus T v$
2	$u \oplus T^{2} v$
...	...
2 ⁿ –2	$u \oplus T^{2^{n} - 2} v$

Сбросьте поведение

Прежде чем можно будет сбросить последовательность генератора, необходимо выбрать параметр Reset on nonzero input, чтобы включить входной порт Rst. Предположим что блок Gold Sequence Generator выходные параметры [1 0 0 1 1 0 1 1] когда никакой сброс не существует. Эта таблица показывает эффект на блоке Gold Sequence Generator выход для обозначенных значений параметров.

Сбросьте сигнал	Сбросьте настройки сигнала	Блок Gold Sequence Generator
Никакой сброс	Sample time является `1` Samples per frame является `1` Rst является `[0 0 0 0 0 0 0 0]`	Sample time является `1` Samples per frame является `1` Out является `[1 0 0 1 1 0 1 1]`
Скалярный сигнал сброса	Sample time является `1` Samples per frame является `1` Rst является `[0 0 0 1 0 0 0 0]`	Sample time = `1` Samples per frame является `1`
Векторный сигнал сброса	Sample time является `1` Samples per frame является `8` Rst является `[0 0 0 1 0 0 0 0]`	Sample time является `1` Samples per frame является `8`

Для случая без сброса блок выводит последовательность, не сбрасывая его. Для скалярных и векторных случаев сигнала сброса блок вводит сигнал сброса [0 0 0 1 0 0 0 0] к порту Rst. Поскольку четвертым битом сигнала сброса является 1 и Sample time является 1, блок сбрасывает последовательность выход на уровне четвертого бита.

Для выходных параметров переменного размера блок поддерживает только скалярные входные параметры сигнала сброса.

Пример Поведения Сброса Генератора последовательности Голда демонстрирует поведение сброса в Simulink^® модель.

Вопросы совместимости

развернуть все

Существующие модели автоматически обновляют этот блок к текущей версии

Поведение изменяется в R2020a

Начиная в R2020a, Simulink больше не позволяет вам использовать версию блока Gold Sequence Generator, доступную перед R2015b.

Существующие модели автоматически обновляются, чтобы загрузить текущую версию блока Gold Sequence Generator. Для получения дополнительной информации о передаче блока смотрите, Обеспечивают Совместимость Библиотечных блоков Используя Передачу Таблиц (Simulink).

Ссылки

[1] Proakis, Цифровая связь Джона Г. 3-й редактор Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1995.

[2] Золото, R. “Максимальные Рекурсивные Последовательности с 3-значными Рекурсивными Функциями взаимной корреляции (Corresp).”. Транзакции IEEE на Теории информации 14, № 1 (январь 1968): 154–56. https://doi.org/10.1109/TIT.1968.1054106.

[3] Золото, R. “Оптимальные Двоичные последовательности для Спектра Распространения, Мультиплексирующего (Corresp).”. Транзакции IEEE на Теории информации 13, № 4 (октябрь 1967): 619–21. https://doi.org/10.1109/TIT.1967.1054048.

[4] Sarwate, D.V., и М.Б. Персли. “Свойства взаимной корреляции Псевдослучайных и Связанных Последовательностей”. Продолжения IEEE 68, № 5 (1980): 593–619. https://doi.org/10.1109/PROC.1980.11697.

[5] Диксон, Роберт К. Сприд Спектрум Системс: С Коммерческим применением. 3-й редактор Нью-Йорк: Вайли, 1994.

Документация

Gold Sequence Generator

Описание

Порты

Входной параметр

oSiz — Размер текущей производительности скаляр | двухэлементный вектор-строка

Зависимости

Ref — Ссылочный входной сигнал скаляр | вектор-столбец

Зависимости

Rst — Сбросьте сигнал скаляр | вектор-столбец

Зависимости

Вывод

Out — Выходной сигнал вектор столбца двоичных данных

Параметры

Initial states (1) — Начальные состояния для первого полинома последовательности[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

Initial states (2) — Начальные состояния для второго полинома последовательности[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

Sequence index — Индекс последовательности0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр в области значений [–2, 2n–2]

Shift — Смещение последовательности Голда0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

Output variable-size signals — Опция, чтобы вывести сигналы переменной длины off (значение по умолчанию) | on

Maximum output size source — Максимальный выходной источник размера Dialog parameter (значение по умолчанию) | Inherit from reference port

Зависимости

Maximum output size — Максимальный выходной размер[10 1] (значение по умолчанию) | вектор из формы [n 1]

Зависимости

Sample time — Выведите шаг расчета1 (значение по умолчанию)

Зависимости

Samples per frame — Выборки на систему координат1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Reset on nonzero input — Сбросьте выходной сигнал off (значение по умолчанию) | on

Output data type — Тип выходных данных double (значение по умолчанию) | boolean | Smallest unsigned integer

Примеры модели

Сгенерируйте золотую кодовую последовательность

Поведение сброса генератора последовательности Голда

WCDMA сквозной физический уровень

Сгенерируйте GPS крупные коды захвата

Характеристики блока

Больше о

Демонстрационная синхронизация

Последовательности Голда

Предпочтительные пары последовательностей

Индекс последовательности

Сбросьте поведение

Вопросы совместимости

Существующие модели автоматически обновляют этот блок к текущей версии

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

Объекты

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`oSiz` — Размер текущей производительности
скаляр | двухэлементный вектор-строка

`Ref` — Ссылочный входной сигнал
скаляр | вектор-столбец

`Rst` — Сбросьте сигнал
скаляр | вектор-столбец

`Out` — Выходной сигнал
вектор столбца двоичных данных

`Initial states (1)` — Начальные состояния для первого полинома последовательности
[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

`Initial states (2)` — Начальные состояния для второго полинома последовательности
[0 0 0 0 0 1] (значение по умолчанию) | бинарный вектор

`Sequence index` — Индекс последовательности
0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр в области значений [–2, 2ⁿ–2]

`Shift` — Смещение последовательности Голда
0 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

`Output variable-size signals` — Опция, чтобы вывести сигналы переменной длины
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Maximum output size source` — Максимальный выходной источник размера
`Dialog parameter` (значение по умолчанию) | `Inherit from reference port`

`Maximum output size` — Максимальный выходной размер
[10 1] (значение по умолчанию) | вектор из формы [n 1]

`Sample time` — Выведите шаг расчета
1 (значение по умолчанию)

`Samples per frame` — Выборки на систему координат
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Reset on nonzero input` — Сбросьте выходной сигнал
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Output data type` — Тип выходных данных
`double` (значение по умолчанию) | `boolean` | `Smallest unsigned integer`

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