comm.SymbolSynchronizer
正确的符号定时时钟歪斜
描述
的comm.SymbolSynchronizer
系统对象™纠正符号定时时钟脉冲相位差对PAM单载波发射机和接收机之间,相移键控、QAM, OQPSK调制方案。有关更多信息,请参见符号同步概述。
请注意
输入信号作用于采样率的基础上,输出信号符号率的基础上进行操作。
正确的符号定时时钟歪斜:
创建
comm.SymbolSynchronizer
对象并设置其属性。调用对象的参数,就好像它是一个函数。
了解更多关于系统对象是如何工作的,看到的系统对象是什么?
创建
描述
创建一个符号同步器系统对象之间的时钟脉冲相位差校正单载波发射机和接收机。symbolSync
= comm.SymbolSynchronizer
设置使用一个或多个属性名称-值对。例如,symbolSync
= comm.SymbolSynchronizer (的名字
,价值
)comm.SymbolSynchronizer(“调制”、“OQPSK”)
配置的符号同步器系统对象OQPSK-modulated输入信号。在报价附上每个属性的名字。
可调DampingFactor
,NormalizedLoopBandwidth
,DetectorGain
属性使您能够优化同步器性能仿真回路中没有释放对象。
属性
属性,除非另有注明nontunable后,这意味着你不能改变它们的值调用对象。对象锁当你叫他们,释放
函数打开它们。
如果一个属性可调在任何时候,你可以改变它的值。
改变属性值的更多信息,请参阅系统设计在MATLAB使用系统对象。
调制
- - - - - -调制类型
PAM /相移键控/ QAM的
(默认)|“OQPSK”
调制类型,指定为PAM /相移键控/ QAM的
或“OQPSK”
。
可调:没有
数据类型:字符
|字符串
TimingErrorDetector
- - - - - -定时误差检测器法
零交点(decision-directed)
(默认)|加德纳(non-data-aided)
|早期的后期(non-data-aided)
|Mueller-Muller (decision-directed)
定时误差检测器方法,指定为零交点(decision-directed)
,加德纳(non-data-aided)
,早期的后期(non-data-aided)
,或Mueller-Muller (decision-directed)
。这个属性指定定时误差检测方案中使用同步器。有关更多信息,请参见定时误差检测(TED)。
可调:没有
数据类型:字符
|字符串
SamplesPerSymbol
- - - - - -每个符号样本
2
(默认)|比1大的整数
DampingFactor
- - - - - -阻尼回路滤波器系数
1
(默认)|积极的标量
NormalizedLoopBandwidth
- - - - - -规范化回路滤波器的带宽
0.01
(默认)|标量的范围(0,1)
规范化回路滤波器的带宽,指定为一个标量范围(0,1)。循环带宽是标准化的输入信号的采样率。有关更多信息,请参见BnT年代在循环过滤。
请注意
确保符号同步器锁,设置NormalizedLoopBandwidth
属性值小于0.1
。
可调:是的
数据类型:双
|单
DetectorGain
- - - - - -相位侦测器增益
2.7
(默认)|积极的标量
使用
比R2016b早版本,使用一步
函数运行系统对象的算法。的参数一步
是你创建的对象,其次是本节所示的参数。
例如,y =步骤(obj, x)
和y = obj (x)
执行相同操作。
描述
输入参数
样品
- - - - - -输入样本
标量(默认)|列向量
输入样本,指定为一个标量或列向量PAM -相移键控、QAM或OQPSK-modulated单载波信号。
数据类型:双
|单
复数的支持:金宝app是的
输出参数
符号
——同步符号
列向量
同步符号,作为可变大小返回列向量。输出符号继承从输入样本的数据类型。对于一个输入维度N桑普1,这个输出尺寸N信谊1。N信谊约等于N桑普除以Nsps,在那里Nsps等于SamplesPerSymbol
属性值。输出长度是截断超过最大输出的大小
。
timingErr
——定时误差估计
标量在[0,1]|列向量的元素范围[0,1]
定时误差估计对每个输入样本,作为一个标量返回在区间[0,1]或列向量中的元素区间[0,1]。定时误差估计是输入采样率归一化。timingErr
具有相同的数据类型和大小作为输入样品
。
对象的功能
使用一个目标函数,指定系统对象作为第一个输入参数。例如,释放系统资源的系统对象命名obj
使用这个语法:
发行版(obj)
例子
正确的QPSK-Modulated符号定时误差信号
正确的一个固定的符号定时误差在一个嘈杂的QPSK-modulated信号。检查比特误码率(BER)的同步接收信号。
初始化仿真参数。
M = 4;%对QPSK调制顺序nSym = 5000;%的符号数包sps = 4;每个符号%样本timingErr = 2;%的计时误差样本信噪比= 15;%信噪比(dB)
创建根提出了余弦(RRC)发送和接收滤波器系统对象。
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter (…“OutputSamplesPerSymbol”,sps);rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter (…“InputSamplesPerSymbol”sps,“DecimationFactor”2);
创建一个符号同步器系统对象正确的时机错误。
symbolSync = comm.SymbolSynchronizer;
生成随机多状态QPSK调制符号和适用。
data =兰迪([0 m - 1] nSym 1);modSig = pskmod(数据、Mπ/ 4);
创建一个延迟对象引入固定定时误差的2个样品。因为传输RRC滤波器输出4样品每个符号,1样本相当于1/4符号通过固定延迟和渠道。
fixedDelay = dsp.Delay (timingErr);fixedDelaySym =装天花板(fixedDelay.Length / sps);%轮固定延迟到最近的整数符号
过滤已调信号通过传输RRC过滤器使用txfilter
对象。应用信号定时错误使用fixedDelay
对象。
txSig = txfilter (modSig);delaySig = fixedDelay (txSig);
通过延时信号通过一个与15分贝AWGN信道信噪比。
rxSig = awgn (delaySig,信噪比,“测量”);
滤波器调制信号通过接收RRC滤波器使用rxfilter
对象。显示散点图。由于计时误差,接收到的信号不一致预期的正交相移编码参考星座。
rxSample = rxfilter (rxSig);散点图(rxSample(1001:结束),2)
正确使用的符号定时误差symbolSync
对象。显示散点图。现在的同步信号与预期的QPSK星座。
rxSync = symbolSync (rxSample);散点图(rxSync(1001:结束),2)
QPSK信号解调。
recData = pskdemod (rxSync, M,π/ 4);
符号计算,总系统延迟由于固定延迟和传输和接收RRC过滤器。
sysDelay = dsp。延迟(fixedDelaySym + txfilter。FilterSpanInSymbols / 2 +…rxfilter.FilterSpanInSymbols / 2);
计算误码率,考虑系统延迟。
(numErr,误码率)= biterr (sysDelay(数据),recData)
numErr = 10
数量= 1.0000 e 03
正确的BPSK-Modulated符号定时误差信号
正确的一个固定的符号定时误差在一个嘈杂的BPSK信号传播。检查比特误码率(BER)的同步接收信号。
初始化仿真参数。
M = 2;%对BPSK调制顺序nSym = 20000;%的符号数包sps = 4;每个符号%样本timingErr = 2;%的计时误差样本信噪比= 15;%信噪比(dB)
创建根提出了余弦(RRC)发送和接收滤波器系统对象。
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter (…“OutputSamplesPerSymbol”,sps);rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter (…“InputSamplesPerSymbol”sps,“DecimationFactor”1);
创建一个符号同步器系统对象™纠正定时误差。
symbolSync = comm.SymbolSynchronizer (…“SamplesPerSymbol”sps,…“NormalizedLoopBandwidth”,0.01,…“DampingFactor”,1.0,…“TimingErrorDetector”,早期的后期(non-data-aided)”);
生成随机数据符号和应用BPSK调制。
data =兰迪([0 m - 1] nSym 1);modSig = pskmod(数据,M);
创建一个延迟对象引入固定定时误差的2个样品。因为传输RRC滤波器输出4样品每个符号,1样本相当于1/4符号通过固定延迟和渠道。
fixedDelay = dsp.Delay (timingErr);fixedDelaySym =装天花板(fixedDelay.Length / sps);%轮固定延迟到最近的整数符号
过滤已调信号通过传输RRC过滤器使用txfilter
对象。应用信号定时错误使用fixedDelay
对象。
txSig = txfilter (modSig);delayedSig = fixedDelay (txSig);
通过延迟信号通过一个AWGN信道。
rxSig = awgn (delayedSig,信噪比,“测量”);
滤波器调制信号通过接收RRC滤波器使用rxfilter
对象。显示散点图。由于计时误差,接收到的信号不一致预期的BPSK参考星座。
rxSample = rxfilter (rxSig);散点图(rxSample(10000:结束),2)
正确使用的符号定时误差symbolSync
对象。显示散点图。现在的同步信号与预期的BPSK星座。
rxSync = symbolSync (rxSample);散点图(rxSync(10000:结束),2)
解调BPSK信号。
recData = pskdemod (rxSync, M);
符号计算,总系统延迟由于固定延迟和传输和接收RRC过滤器。
sysDelay = dsp。延迟(fixedDelaySym + txfilter。FilterSpanInSymbols / 2 +…rxfilter.FilterSpanInSymbols / 2);
计算误码率,考虑系统延迟。
[numErr1, ber1] = biterr (sysDelay(数据),recData)
numErr1 = 8
ber1 = 4.0000 e-04
正确的符号定时和多普勒偏移量
正确的符号定时和频率偏移错误使用comm.SymbolSynchronizer
和comm.CarrierSynchronizer
系统对象。
配置
初始化仿真参数。
M = 16;%调制顺序nSym = 2000;%的符号数包sps = 2;每个符号%样本spsFilt = 8;每个符号%样本对过滤器和通道spsSync = 2;每个符号%样本某个浏览器lenFilt = 10;% RRC滤波器长度
创建一个匹配的两根提出了余弦(RRC)过滤系统对象发射机和接收机。
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter (“FilterSpanInSymbols”lenFilt,…“OutputSamplesPerSymbol”spsFilt,“获得”、sqrt (spsFilt));rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter (“FilterSpanInSymbols”lenFilt,…“InputSamplesPerSymbol”spsFilt,“DecimationFactor”spsFilt / 2,“获得”、sqrt (1 / spsFilt));
创建一个相位频率偏移系统对象引入100 Hz多普勒频移。
多普勒= comm.PhaseFrequencyOffset (“FrequencyOffset”,100,…“PhaseOffset”45岁的“SampleRate”1 e6);
创建一个变量延迟系统对象介绍定时偏移量。
varDelay = dsp.VariableFractionalDelay;
创建载体和符号同步器系统对象正确的多普勒频移和时间偏移量,分别。
carrierSync = comm.CarrierSynchronizer (“SamplesPerSymbol”,spsSync);symbolSync = comm.SymbolSynchronizer (…“TimingErrorDetector”,早期的后期(non-data-aided)”,…“SamplesPerSymbol”,spsSync);
创建星座图系统对象查看结果。
refConst = qammod (0: M - 1 M,“UnitAveragePower”,真正的);cdReceive = comm.ConstellationDiagram (“ReferenceConstellation”refConst,…“SamplesPerSymbol”spsFilt,“标题”,接收信号的);cdDoppler = comm.ConstellationDiagram (“ReferenceConstellation”refConst,…“SamplesPerSymbol”spsSync,“标题”,“频率修正信号”);cdTiming = comm.ConstellationDiagram (“ReferenceConstellation”refConst,…“SamplesPerSymbol”spsSync,“标题”,的频率和时间同步信号);
主要处理循环
主要处理循环:
生成随机符号和适用于QAM调制。
过滤器的调制信号。
适用于频率和时间补偿。
通过通过AWGN信道传输信号。
过滤器接收到的信号。
纠正了多普勒频移。
纠正的时间偏移量。
为k = 1:15 data =兰迪([0 m - 1] nSym 1);modSig = qammod(数据、米“UnitAveragePower”,真正的);txSig = txfilter (modSig);txDoppler =多普勒(txSig);txDelay = varDelay (txDoppler k / 15);rxSig = awgn (txDelay 25);rxFiltSig = rxfilter (rxSig);rxCorr = carrierSync (rxFiltSig);rxData = symbolSync (rxCorr);结束
可视化
接收信号的星座图,频率修正信号,频率和时间同步信号。特定的星座点不能识别接收到的信号,只能部分中确定频率修正信号。然而,时间和频率同步信号与预期的QAM星座点。
cdReceive (rxSig)
cdDoppler (rxCorr)
cdTiming (rxData)
定时误差噪声8-PSK信号
正确的单调递增符号定时误差噪声8-PSK信号。显示规范化计时误差。
初始化仿真参数。
M = 8;%调制顺序nSym = 5000;%的符号数包sps = 2;每个符号%样本nSamp = sps * nSym;%包的样品数量
创建根提出了余弦(RRC)发送和接收滤波器系统对象。
txfilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter (…“OutputSamplesPerSymbol”,sps);rxfilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter (…“InputSamplesPerSymbol”sps,…“DecimationFactor”1);
创建一个变量部分延迟系统对象™引入单调递增时间错误。
varDelay = dsp.VariableFractionalDelay;
创建一个符号同步器系统对象正确的时机错误。
symbolSync = comm.SymbolSynchronizer (…“TimingErrorDetector”,“Mueller-Muller (decision-directed)”,…“SamplesPerSymbol”,sps);
生成随机8-ary 8-PSK调制符号和适用。
data =兰迪([0 m - 1] nSym 1);modSig = pskmod(数据、Mπ/ 8);
过滤通过提出了余弦调制信号传输过滤和应用单调递增的时间延迟。
vdelay = (0:1 / nSamp: 1 - 1 / nSamp) ';txSig = txfilter (modSig);delaySig = varDelay (txSig vdelay);
通过延时信号通过一个与15分贝AWGN信道信噪比。
rxSig = awgn (delaySig 15“测量”);
通过接收RRC过滤器过滤调制信号。显示散点图。由于计时误差,接收到的信号不一致预期的8-PSK参考星座。
rxSample = rxfilter (rxSig);散点图(rxSample, sps)
正确使用的符号定时误差symbolSync
对象。显示散点图。现在的同步信号与预期8-PSK星座。
[rxSym、恐怖]= symbolSync (rxSample);散点图(rxSym (1001)):
情节的定时误差估计。随着时间的推移,规范化的计时误差增加1样本。
图绘制(vdelay、恐怖)包含(“时间(s)”)ylabel (“定时误差(样本))
更多关于
符号同步概述
符号定时同步算法是基于分阶段锁定环(PLL)算法,包括四个部分:
定时误差检测器(TED)
插入器
插补控制器
循环过滤
OQPSK调制的同相正交信号组件是第一对齐(如QPSK调制)使用状态缓冲区缓存下半年之前输入的象征。初始对准后,剩余的同步过程对QPSK调制是一样的。
这个方块图显示了一个定时的同步器的一个示例。在图中,符号定时锁相环操作x(t),收到样品匹配滤波后的信号。符号定时锁相环输出信号,象征 纠正后,发射机和接收机之间的时钟歪斜。
定时误差检测(TED)
符号定时同步器支持non-data-aided泰德和decis金宝appion-directed TED的方法。此表显示了TED的定时估计表达式方法的选择。
泰德方法 | 表达式 |
---|---|
零交点(decision-directed) |
|
加德纳(non-data-aided) |
|
早期的后期(non-data-aided) |
|
Mueller-Muller (decision-directed) |
|
non-data-aided TED(加德纳和早期的后期)方法使用收到的样品没有任何知识传播信号或信道估计的结果。Non-data-aided TED是用来估计信号的定时误差调制方案,星座点与同相一致或交轴。信号适合加德纳或早期的后期方法的示例包括QPSK-modulated信号零相抵消,指着{1 + 0我0 + 1我1 + 0我,0−1我}和BPSK-modulated信号零相抵消。
早期的后期方法类似于加德纳方法但加德纳方法执行更好的系统信噪比高的价值,因为它有较低的自我比早期的后期噪声的方法。
加德纳方法-加德纳方法non-data-aided反馈方法独立于载波相位恢复。它是用于基带系统和调制载波系统。更具体地说,这种方法用于系统,使用一个线性调制类型与奈奎斯特脉冲之间有一个多余的带宽大约为40%和100%。例子包括使用PAM的系统,相移键控、QAM,或者OQPSK调制和形状的使用提出了余弦信号过滤器滚边因素是0.4和1之间。在噪声的存在,这个时机复苏方法的性能改善随着超额带宽的增加(或滚边因素增加的情况下提高了余弦滤波器)。加德纳方法类似于早期的后期门方法。
早期的后期方法——早期的后期方法是non-data-aided反馈方法。用于系统,使用一个线性调制类型如PAM、相移键控,QAM,或者OQPSK调制。例如,系统使用了余弦滤波器与奈奎斯特脉冲。在噪声的存在,这个时机复苏方法的性能改善随着脉冲的带宽过剩增加(或滚边因素增加的情况下提高了余弦滤波器)。
decision-directed TED(零交点和Mueller-Muller)方法使用标志
函数估计的同相正交组件收到样本,从而导致更低的计算复杂度比non-data-aided TED的方法。
讨论二阶导数过零法——零交点法是一种decision-directed技术要求2样品每个符号同步器的输入。在低信噪比条件下用于所有的带宽和过剩值moderate-SNR条件温和的带宽过剩因素近似范围[0.4,0.6]。
Mueller-Muller方法——Mueller-Muller方法decision-directed反馈方法之前,需要恢复载波相位。当输入信号奈奎斯特脉冲(例如,当使用了余弦滤波器),Mueller-Muller方法没有自我的声音。对窄带信号的噪声,Mueller-Muller方法的性能改善脉冲的带宽过剩系数降低。
因为decision-directed方法(零交点和Mueller-Muller)估计基于同相的符号定时误差和正交分量的信号传递到同步器,它们不是推荐的星座点零同步或正交分量。
和
是同相正交组件输入信号的定时误差检测器,在哪里
定时误差估计。Mueller-Muller方法系数
和
的估计是
和
。时间估计是由应用标志
函数和同相正交组件和用于只有decision-directed TED的方法。
插入器
固定的时间延迟估计样本匹配滤波器,这是异步的符号率。因为得到的样品不符合符号边界,插入器是用来“移动”样本。由于时间延迟是未知的,插入器必须适应。此外,由于interpolant可用的样本的线性组合,它可以被认为是一个过滤器的输出。
插入器使用分段抛物插值器和法罗结构系数α设置为1/2(见大米,迈克尔,数字通信:一个离散时间的方法)。
插补控制
插补控制提供了插入器basepoint指数和分数间隔。basepoint指数样本interpolant指数最近的。分数间隔的比值之间的时间interpolant basepoint指数和插值区间。
对每个样本进行插值,闪光灯信号用于确定如果interpolant输出。同步器使用modulo-1计数器插值控制提供闪光灯和分数间隔插入器的使用。
循环过滤
同步器使用proportional-plus积分器(π)回路滤波器。比例增益,K1积分器增益,K2计算了,
和
过渡期内,θ的话,是
地点:
Nsps每个符号是样本的数量。
ζ阻尼因子。
BnT年代是标准化的环路带宽。
Kp检测器增益。
引用
[1]大米,迈克尔。数字通信:一个离散时间的方法。上台北:Prentice Hall出版社,2008年。
[2]Mengali, Umberto和奥尔多·n·D 'Andrea。同步数字接收机的技术。纽约:充气出版社,1997年。
扩展功能
C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。
使用笔记和限制:
看到系统在MATLAB代码生成对象(MATLAB编码器)。
版本历史
MATLAB命令
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