Документация Engee

M-APSK демодулятор основной полосы частот

Демодулирует данные, модулированные с помощью метода M-APSK.

m apsk demodulator baseband

Описание

Блок M-APSK демодулятор основной полосы частот демодулирует комплексный входной сигнал, который был модулирован при помощи метода APSK, и возвращает вещественный выходной сигнал.

Блок M-APSK демодулятор основной полосы частот применяется специально для многокольцевых PSK созвездий. Для однокольцевых PSK-созвездий используйте M-PSK Demodulator Baseband.

Эта иконка показывает блок со всеми включенными портами:

m apsk demodulator baseband 1

Порты

Выход

# Out — демодулированный выходной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Details

Демодулированный сигнал, возвращаемый в виде скаляра, вектора или матрицы. Тип данных и размерность демодулированного сигнала зависят от значений, заданных параметрами Output type и Decision type. В блоке этот порт не имеет названия.

Значение параметра Output type Значение параметра Decision type Описание демодулированного сигнала Размеры демодулированного сигнала

Integer

Демодулированные целочисленные значения в диапазоне ].

Выходной сигнал имеет те же размеры, что и входной.

Bit

Hard decision

Демодулированные биты

Количество строк в выходном сигнале в раз больше количества строк во входном сигнале. Каждый демодулированный символ отображается на группу из элементов в столбце, где первый элемент представляет MSB, а последний – LSB.

Log-likelihood ratio

Значение коэффициента логарифмического правдоподобия для каждого бита

Approximate log-likelihood ratio

Приблизительное значение отношения логарифмического правдоподобия для каждого бита

– порядок модуляции для M-APSK.

Типы данных

Float32 | Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

Вход

# IN — M-APSK-модулированный входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Details

Модулированный APSK-сигнал, заданный в виде скаляра, вектора или матрицы. Когда этот вход является матрицей, каждый столбец рассматривается как независимый канал. Этот порт остается безымянным до тех пор, пока не будет включен порт Var.

Типы данных

Float64 | Single

Поддержка комплексных чисел

Да

# In — M-APSK-модулированный входной сигнал c дисперсией шума
скаляр | вектор | матрица

Details

Модулированный APSK-сигнал, заданный в виде скаляра, вектора или матрицы. Когда этот вход является матрицей, каждый столбец рассматривается как независимый канал. Этот порт остается безымянным до тех пор, пока не будет включен порт Var.

Типы данных

Float32 | Float64

Поддержка комплексных чисел

Да

# Var — дисперсия шума
положительный скаляр | вектор положительных значений

Details

Дисперсия шума, заданная в виде положительного скаляра. Если дисперсия шума или мощность сигнала приводят к вычислениям, включающим экстремальные положительные или отрицательные значения.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Noise variance source значение Input port.

Типы данных

Float64 | Single

Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Параметры

# Количество точек созвездия на круг — точки сигнального созвездия на кольцо PSK
Вектор вещественных чисел

Details

Точки сигнального созвездия на кольцо PSK, заданные в виде вектора с более чем одним элементом. Каждый элемент вектора указывает на количество точек сигнального созвездия в соответствующем кольце PSK. Первый элемент соответствует самому внутреннему кругу, и так далее до последнего элемента, который соответствует самому внешнему кругу. Сумма элементов в Constellation points per circle определяет порядок модуляции. Значения элементов должны быть кратны четырем, а порядок модуляции должен быть равен степенью двойки.

Пример

[4,12,16] задает кольцевое сигнальное созвездие из трех PSK с порядком модуляции 32.

Значения

Vector of real numbers

Значение по умолчанию

[4,12]

Имя для программного использования

ConstPointsCirclewise

Настраиваемый

Нет

# Радиус каждой окружности — радиус для кольца PSK
Вектор вещественных чисел

Details

Радиус одного кольца PSK, задается в виде вектора той же длины, что и вектор параметра Constellation points per circle. Каждый элемент вектора указывает на радиус соответствующего кольца PSK. Первый элемент соответствует самому внутреннему кругу, и так далее до последнего элемента, который соответствует самому внешнему кругу. Значения этих элементов должны быть положительными и расположены в порядке возрастания.

Пример

[0.5,1,2] определяет радиусы для трех колец сигнального созвездия PSK. Внутреннее кольцо имеет радиус 0.5, второе кольцо имеет радиус 1.0, а внешнее кольцо имеет радиус 2.0.

Значения

Vector of real numbers

Значение по умолчанию

[0.5, 1]

Имя для программного использования

Radii

Настраиваемый

Нет

# Смещение фазы каждого круга (рад) — фазовое смещение на кольцо PSK
Вектор вещественных чисел

Details

Фазовое смещение на кольцо PSK, задается в виде скаляра или вектора с той же длиной, что и вектор параметра Constellation points per circle. Каждый элемент вектора указывает на фазовое смещение соответствующего кольца PSK. Первый элемент соответствует самому внутреннему кругу, и так далее до последнего элемента, который соответствует самому внешнему кругу. Phase offset of each circle (rad) может быть скаляром только в том случае, если все элементы Constellation points per circle имеют одинаковое значение.

Пример

[pi/4,pi/12,pi/16] определяет фазовые смещения для трех колец сигнального созвездия PSK. Внутреннее кольцо имеет фазовый сдвиг pi/4, второе кольцо имеет фазовый сдвиг pi/12, а внешнее кольцо имеет фазовый сдвиг pi/16.

Значения

Vector of real numbers

Значение по умолчанию

[pi/4, pi/12]

Имя для программного использования

PhaseOffset

Настраиваемый

Нет

# Отображение символов — сопоставление символов
Автоматическое | Контурно-Грея | Грея | Определяемый пользователем

Details

Сопоставление символов. Задается как:

  • Contourwise-gray – используется отображение Грея по контуру в фазовом измерении для каждого кольца PSK.

  • Gray – используется отображение Грея по контуру как в амплитудном, так и в фазовом измерении. Для отображения символов по Грею все значения для Constellation points per circle должны быть равны, так же как все значения для Phase offset of each circle (rad) должны быть равны. Описание используемого отображения Грея см. в [2].

  • User-defined – см.параметр Custom symbol mapping.

Символьное отображение по умолчанию зависит от Constellation points per circle и Phase offset of each circle (rad). Когда все элементы Constellation points per circle равны и все элементы Phase offset of each circle (rad) равны, по умолчанию используется Gray. Во всех остальных случаях по умолчанию используется Contourwise-gray.

Значения

Auto | Contourwise-gray | Gray | User-defined

Значение по умолчанию

Auto

Имя для программного использования

SymbolMapping

Настраиваемый

Нет

# Пользовательское отображение символов — пользовательское отображение символов
Вектор вещественных чисел

Details

Пользовательское отображение символов, заданное в виде целочисленного вектора. Этот вектор должен состоять из уникальных элементов со значениями в диапазоне ], где – это Порядок модуляции для M-APSK. Первый элемент в Custom symbol mapping соответствует точке сигнального созвездия в первом квадранте внутреннего круга, а последующие элементы располагаются против часовой стрелки вокруг колец PSK.

Пример

значение по умолчанию, [0,4,12,8,1,3,2,6,7,5,13,15,14,10,11,9], определяет отображение Грея по контуру. Распределение точек сигнального созвездия неравномерно по всем контурам.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Symbol mapping значение User-defined.

Значения

Vector of real numbers

Значение по умолчанию

[0,4,12,8,1,3,2,6,7,5,13,15,14,10,11,9]

Имя для программного использования

CustomSymbolMapping

Настраиваемый

Нет

# Тип выхода — тип вывода
Целое число | Бит

Details

Тип выходных данных. Задается как:

  • Integer

  • Bit

Значения

Integer | Bit

Значение по умолчанию

Integer

Имя для программного использования

OutputType

Настраиваемый

Нет

# Тип решателя — тип решения о демодуляции
Жесткий решатель | Логарифм отношения правдоподобия | Приблизительное логарифмическое отношение правдоподобия

Details

Тип решения демодуляции. Задается как:

  • Hard decision

  • Log-likelihood ratio

  • Approximate log-likelihood ratio.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output type значение Bit.

Значения

Hard decision | Log-likelihood ratio | Approximate log-likelihood ratio

Значение по умолчанию

Hard decision

Имя для программного использования

DecisionType

Настраиваемый

Нет

# Источник дисперсии шума — источник дисперсии шума
Свойство | Входной порт

Details

Источник дисперсии шума. Задается как:

  • Property – дисперсия шума задается с помощью параметра Noise variance.

  • Input port – дисперсия шума задается с помощью порта Var.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Decision type значение Log-likelihood ratio или Approximate log-likelihood ratio.

Значения

Property | Input port

Значение по умолчанию

Property

Имя для программного использования

VarianceSource

Настраиваемый

Нет

# Дисперсия шума — дисперсия шума
Скаляр / вектор вещественных чисел

Details

Дисперсия шума, заданная в виде положительного скаляра или вектора положительных значений.

  • Если этот параметр – скаляр, это значение используется для всех элементов входного сигнала.

  • Если этот параметр – вектор, длина вектора должна быть равна количеству столбцов во входном сигнале. Каждый элемент вектора дисперсии шума применяется к соответствующему столбцу входного сигнала.

Если дисперсия шума или мощность сигнала приводят к вычислениям с экстремальными положительными или отрицательными значениями.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Noise variance source значение Property и для параметра Decision type значение Log-likelihood ratio или Approximate log-likelihood ratio.

Значения

Scalar / vector of real numbers

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

NoiseVariance

Настраиваемый

Нет

# Тип выходных данных — тип выходных данных
Float64 | Float32 | Float16 | Int8 | Int16 | Int32 | Int64 | UInt16 | UInt32 | UInt64

Details

Тип данных модулированного выходного сигнала. Задается как:

  • Float64

  • Float32

  • Float16

  • Int8

  • Int16

  • Int32

  • Int64

  • UInt16

  • UInt32

  • UInt64

Допустимые значения типа выходных данных зависят от значений параметров Output type и Decision type.

Значение параметра Output type Значение параметра Decision type Тип выходных данных

Integer

Не применимо

Float64, Float32, Float16, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt16, UInt32

Bit

Hard decision

Float64, Float32, Float16, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt16, UInt32 или Logical

Log-likelihood ratio

Выходной сигнал имеет тот же тип данных, что и входной сигнал.

Approximate log-likelihood ratio

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Output type значение Integer или Bit и для Decision type значение Hard decision.

Значения

Float64 | Float32 | Float16 | Int8 | Int16 | Int32 | Int64 | UInt16 | UInt32 | UInt64

Значение по умолчанию

Float64

Имя для программного использования

OutputDataTypea

Настраиваемый

Нет

Дополнительно

Порядок модуляции для M-APSK

Порядок модуляции, , для равен сумме элементов вектора в параметре Constellation points per circle и является общим количеством точек в сигнальном созвездии. Значения элементов в параметре Constellation points per circle должны быть кратны четырем, а должен быть равен степенью двойки.

Жесткая демодуляция APSK

Алгоритм жесткой демодуляции применяет амплитудно-фазовое декодирование, как описано в [1].

m apsk demodulator baseband 2 ru

Программная демодуляция APSK

Для программной демодуляции существуют два алгоритма логарифмического отношения правдоподобия (LLR) с программным решением: точный LLR и приближенный LLR. Точный алгоритм LLR является более точным, но имеет более низкую скорость выполнения, чем приближенный алгоритм LLR.

Точный алгоритм LLR вычисляет экспоненты, используя арифметику конечной точности. Для вычислений с очень большими положительными или отрицательными величинами точный алгоритм LLR дает: Inf или -Inf, если дисперсия шума очень велика. NaN, если дисперсия шума и мощность сигнала очень малы. Приближенный алгоритм LLR не вычисляет экспоненты. Вы можете избежать результатов Inf, -Inf и NaN, используя приближенный алгоритм LLR.

Литература

  1. Sebesta, J. "Efficient Method for APSK Demodulation." Selected Topics on Applied Mathematics, Circuits, Systems, and Signals (P. Pardalos, N. Mastorakis, V. Mladenov, and Z. Bojkovic, eds.). Vouliagmeni, Athens, Greece: WSEAS Press, 2009.

  2. Liu, Z., Q. Xie, K. Peng, and Z. Yang. "APSK Constellation with Gray Mapping." IEEE Communications Letters. Vol. 15, Number 12, December 2011, pp. 1271–1273.