この例では、屋内の環境でレイトレーシングを実行し、その結果を使用して、MIMO-OFDM 手法でリンク レベルのシミュレーションのチャネル モデルを構築する方法について説明します。

このモデルでは、Communications Toolbox™ のブロックを使用して衛星リンクを示し、次の損失をシミュレートします。

この例では、BER シミュレーションに関連する通信システムの実行速度を改善する方法を説明します。これらのシステムのパフォーマンスを向上させるために使用できる方法の 1 つとして、シミュレーションの並列化があります。この例では、BER シミュレーションで Parallel Computing Toolbox™ (PCT) を使用する方法を紹介します。BER シミュレーションの並列化に利用できる 2 つの方法を示しますので、より適した方法を使用することをお勧めします。

この例では、MATLAB® での QPSK の送信機と受信機の実装について示します。特にこの例では、搬送周波数と位相オフセット、タイミング再生とフレーム同期など、実際のワイヤレス通信の問題への対処について説明します。同じシステムの Simulink® 実装については、Simulink での QPSK 送信機および受信機の例を参照してください。

このモデルでは、Simulink® での QPSK の送信機と受信機の実装について示します。受信機では、搬送周波数、位相オフセット、タイミングのずれ、フレーム同期など、無線通信の実用上の問題に対処します。受信機は受信したシンボルを復調し、診断ビューアーに簡単なメッセージを出力します。同じシステムの MATLAB® 実装については、QPSK 送信機および受信機を参照してください。

この例では、衛星ダウンリンクの RF 損失と補正の効果を表示する可視化機能を説明します。このリンクは、AWGN がある場合は 16-QAM 変調を利用し、ハイ パワー アンプ (HPA) を使用して衛星通信に伴う損失を克服します。HPA は非線形動作を取り入れていますが、これは他の RF 損失が重なったときは、軽減手法を使用する必要があります。

この例では、多入力多出力 (MIMO) システムを示します。このシステムでは、無線通信システムの送信機と受信機で複数のアンテナを使用します。MIMO システムは、複数のアンテナを使用することで潜在的なキャパシティ ゲインを得られるので、通信システムに広範囲に採用されています。複数のアンテナで、システムの帯域幅要件を変えることなく、時間次元と周波数次元以外に空間次元を使用します。

このモデルでは、第 2 世代のデジタル ビデオ放送規格 (DVB-S.2) で使用され、DIRECTV が合衆国で展開している最先端のチャネル符号化方式を示します。符号化方式は、LDPC (低密度パリティ検査) 符号と BCH 符号の連結に基づいています。Gallager が独創性に富んだ博士論文で 1960 年に考案した LDPC 符号では、低複雑性反復復号化アルゴリズムを使用することによって、チャネル容量に近い非常に低い誤り率を実現できます。外部の BCH 符号は、LDPC 復号化器によって生成される散発的な誤りを訂正するのに使用されます。

リード・ソロモン符号化したデータを、QPSK を使用して AWGN チャネル経由で送信します。受信信号を復調して復号化し、誤り統計を収集します。符号化されたデータおよび符号化されていないデータの理論的ビット誤り率 (BER) を計算します。BER の結果をプロットして性能を比較します。

この例では、単純な 2×2 MIMO の誤り率シミュレーションで OFDM 変調器と復調器を使用する方法を説明します。OFDM パラメーターは 802.11n 標準に基づいています。

この例では、送信側と受信側両方のターボ符号の基本構造を示し、Communications Toolbox™ のコンポーネントを使用してノイズの多いチャネルの動作特性について記述します。構成コンポーネントのパラメーターには、LTE (Long Term Evolution) 仕様 [4] を選択します。

この例では、MATLAB®通信工具箱™ソフトウェアの系统em object を使用して、ビット誤り率 (BER) シミュレーションを高速化するために使用できる 4 つの手法の比較を説明します。畳み込み符号化に基づき、小規模なシステムによる MATLAB® Coder™ 製品を使用したコード生成の効果、Parallel Computing Toolbox™ 製品のparforを使用した並列ループ実行、コード生成とparforの組み合わせ、GPU ベースの System object を示します。

この例では、WINNER II フェージング チャネルを介した 802.11ac™ マルチユーザーのダウンリンク伝送の送信処理と受信処理を示します。この例を実行するには、WINNER II Channel Model for Communications Toolbox™ のアドオンをダウンロードしてインストールしなければなりません。1 つのアクセス ポイントからすべてのユーザーへのチャネルを設定するには、1 つの WINNER II チャネル System object™ のみが必要です。