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General QAM Demodulator Baseband

QAM 変調されたデータの復調

ライブラリ

Modulation の Digital Baseband サブライブラリ内の AM

説明

General QAM Demodulator Baseband ブロックは、直交振幅変調を用いて変調された信号を復調します。入力は、変調信号のベースバンド表現です。

入力は離散時間の複素信号でなければなりません。[Signal constellation] パラメーターは、そのポイントを長さ M の複素ベクトルにリスト化することでコンスタレーションを定義します。ブロックによるマッピングは、[Signal constellation] ベクトルの m 番目のポイントを 整数値 m -1 に対応させます。

このブロックは、スカラーまたは列ベクトルの入力信号を受け入れます。各ブロック端子のサポートするデータ型の詳細は、このページにある「サポートされているデータ型」の表を参照してください。

ダイアログ ボックス

Signal constellation

コンスタレーション点を示す実数または複素数のベクトルです。

Output type

整数または整数のバイナリ表現のどちらをブロックに生成させるかを指定します。

このパラメーターを [Integer] に設定すると、ブロックは整数を生成します。

パラメーターを [Bit] に設定すると、[Decision type]Hard decision に設定されている場合、ブロックは各シンボルごとに"バイナリ ワード"と呼ばれる K ビットのグループを生成します。[Decision type]Log-likelihood ratio または Approximate log-likelihood ratio に設定されている場合、ブロックはそれぞれビット単位の LLR および近似 LLR を出力します。

Decision type

このフィールドは、[Output type] のプルダウン リストで Bit が選択されると表示されます。

復調における、硬判定 、LLR、近似 LLR の使用を指定します。アルゴリズムの詳細は、『Communications System Toolbox ユーザー ガイド』の 「厳密な LLR アルゴリズム」 および 「近似 LLR アルゴリズム」 を参照してください。

Noise variance source

このフィールドは、[Decision type]Approximate log-likelihood ratio または Log-likelihood ratio が選択されると表示されます。

このパラメーターを Dialog に設定すると、ノイズ分散を [Noise variance] フィールドに指定できます。このオプションを Port に設定すると、ノイズ分散が入力可能な端子がブロックに表示されます。

Noise variance

このパラメーターは、[Noise variance source]Dialog に設定されて入力信号のノイズ分散が指定されている場合に表示されます。このパラメーターはノーマル モード、アクセラレータ モード、およびラピッド アクセラレータ モードで調整可能です。

Simulink® Coder™ ラピッド シミュレーション (RSIM) ターゲットを使用して RSIM 実行可能ファイルを作成する場合は、モデルを再コンパイルせずにパラメーターを調整できます。これは、異なる量のノイズでシミュレーションを複数回(おそらく複数のコンピューターで)実行するモンテ カルロ シミュレーションの場合に便利です。

LLR アルゴリズムには、有限の精度で極度に大きいまたは小さい数値を扱う指数計算が含まれるため、次のような結果が得られます。

  • [Noise variance] が極度に大きい場合は、Inf から -Inf

  • [Noise variance] および信号強度が極度に小さい場合は、NaN

このような場合は、そのアルゴリズムに指数計算が含まれないように、近似 LLR を使用します。

固定小数点信号の流れ図

硬判定モードの固定小数点信号の流れ図

    メモ:   上記の図で、M は [Signal constellation] を示します。

一般の QAM Demodulator Baseband ブロックでサポートされる固定小数点演算は、硬判定 ([Output type][Bit] に設定し [Decision type][Hard decision] に設定) および、近似 LLR ([Output type][Bit] に設定し [Decision type][Approximate Log-Likelihood ratio] に設定) です。入力値は、固定小数点演算に用いる固定小数点データ型でなければなりません。

    メモ:   厳密な LLR の出力値の固定小数点演算は、まだサポートされていません。

近似 LLR モードの固定小数点信号の流れ図

    メモ:   上記の図で、M は [Signal constellation] を示します。

近似 LLR モードの固定小数点信号の流れ図:ノイズ分散操作モード

    メモ:   [Noise variance][Dialog] に設定されている場合、ブロックは点線中に示した演算を初期化時に一度実行します。これらの演算は、シミュレーション中に [Noise variance] が変更された場合も、ブロックにより実行されます。

データ型の属性

硬判定モードの固定小数点の属性

Output

ブロックは、次の出力オプションをサポートします。

パラメーターを Inherit via internal rule (既定の設定) に設定した場合、ブロックは出力のデータ型を入力端子から継承します。入力が single 型あるいは double 型の場合、出力のデータ型は入力のデータ型と同じになります。

整数を出力する場合、このブロックの出力を、Inherit via internal rule (既定の設定)、Smallest unsigned integerint8uint8int16uint16int32uint32single、および double に設定できます。

ビット出力については、[Decision type]Hard decision に設定した場合、出力を Inherit via internal ruleSmallest unsigned integerint8uint8int16uint16int32uint32booleansingle、または double に設定できます。

[Decision type]Hard decision または Approximate log-likelihood ratio に設定し、入力のデータ型が浮動小数点数である場合は、入力のデータ型が出力に継承されます。たとえば、入力のデータ型が double である場合は、出力のデータ型も double となります。[Decision type]Hard decision または Approximate log-likelihood ratio に設定し、入力信号が固定小数点数である場合、出力のデータ型は [Data-Type] タブの固定小数点アルゴリズム部にある [Decision type] パラメーターにより決定されます。

パラメーターを Smallest unsigned integer に設定した場合、出力のデータ型は、[コンフィギュレーション パラメーター] ダイアログ ボックスの [ハードウェア実行] ペインの設定に基づいて選択されます。たとえば ASIC/FPGA[ハードウェア実行] ペインで指定した場合、ビット出力は ufix(1)、整数入力は という、出力のデータ型を理想的な最小サイズとする設定になります。その他の選択肢を選んだ場合、[Output] データ型は、理想的な最小サイズに収まる最小の語長となる符号なし整数となり、通常は対応する文字のサイズとなります (uint8 など)。

Rounding Mode パラメーター

このパラメーターを使用すると、結果を格納するスケーリングおよびデータ型で示される数値が完全にマッピングされない場合に用いられる、固定小数点演算の結果の丸め方式を指定できます。

詳細は、DSP System Toolbox™ ドキュメンテーションの「Rounding Modes」または Fixed-Point Designer™ ドキュメンテーションの「丸めモード: [シンプルな丸め]」を参照してください。

Overflow Mode パラメーター

固定小数点計算の大きさの結果が結果を格納するデータ型とスケーリングの範囲に収まらない場合は、このパラメーターで使用する手法を指定します。

  • [Saturate]は、正のオーバーフローを使用する範囲内の最大の正の数値として表し、負のオーバーフローを使用する範囲内の最大の負の数値として表します。

  • [Wrap] はモジュロ演算を使用して、オーバーフローをそのデータ型の表現可能な範囲内にキャストします。詳細は、「モジュロ演算」を参照してください。

詳細は、「Specify Fixed-Point Attributes for Blocks」の Rounding Mode パラメーターのサブセクションを参照してください。

Signal constellation

このパラメーターを使用すると、[Signal constellation] のデータ型を定義できます。

  • [Same word length as input] を選択すると [Signal constellation] パラメーターの語長は、ブロックの入力の語長と一致します。小数部の長さは、与えられたコンスタレーションにおいて最高精度となる値に計算されます。

  • [Specify word length] を選択すると、[Word Length] フィールドが表示され、語長のユーザー指定が可能となります。小数部の長さは、与えられたコンスタレーションにおいて最高精度となる値に計算されます。

Accumulator 1

このパラメーターは [Accumulator 1] のデータ型の指定に使用します。

  • [Inherit via internal rule] を選択すると、ブロックは語長と小数部の長さを自動的に計算します。詳細は、『DSP System Toolbox User's Guide』の「Inherit via Internal Rule」サブセクションを参照してください。

  • [Binary point scaling] を選択すると、[Accumulator 1] の語長と小数部の長さをビット数で入力できます。

Product Input

このパラメーターは [Product input] のデータ型の指定に使用します。

  • [Same as accumulator 1] を選択すると、[Product Input] の特性は [Accumulator 1] と一致します。

  • [Binary point scaling] を選択すると、[Product input] の語長と小数部の長さをビット数で入力できます。

Product Output

このパラメーターは乗算出力のデータ型の選択に使用します。

  • [Inherit via internal rule] を選択すると、ブロックは出力信号タイプを自動的に計算します。詳細は、『DSP System Toolbox User's Guide』のInherit via Internal Ruleサブセクションを参照してください。

  • [Binary point scaling] を選択すると、[Product output] の語長と小数部の長さをビット数で入力できます。

Accumulator 2

このパラメーターは [Accumulator 2] のデータ型の指定に使用します。

  • [Inherit via internal rule] を選択すると、ブロックはアキュムレータのテータ型を自動的に計算します。完全精度の語長と小数部の長さの内部ルールによる計算は、次のようにして行われます。

    WLideal accumulator 2 = WLinput to accumulator 2

    FLideal accumulator 2 = FL input to accumulator 2

    計算により完全精度となる結果が得られた後でも、ハードウェアによっては、内部ルールにより最終的に設定される語長と小数部の長さに影響を及ぼす場合があります。詳細は、『DSP System Toolbox User's Guide』の「The Effect of the Hardware Implementation Pane on the Internal Rule」を参照してください。

    [Unsigned] データ型の符号は、常に内部ルールにより設定されます。

  • [Binary point scaling] を選択すると、[Accumulator 2] の語長と小数部の長さをビット数で入力できます。

近似 LLR モードの固定小数点の属性

次の固定小数点のパラメーターの設定が適用されるのは、[Decision type][Approximate log-likelihood ratio] に設定した場合のみです。

Accumulator 3

[Inherit via internal rule] を選択すると、ブロックはアキュムレータのテータ型を自動的に計算します。完全精度の語長と小数部の長さの内部ルールによる最初の計算は、次のようにして行われます。

WLideal accumulator 3 = WLinput to accumulator 3 + 1

FL ideal accumulator 3 = FL input to accumulator 3.

計算により完全精度となる結果が得られた後でも、ハードウェアによっては、内部ルールにより最終的に設定される語長と小数部の長さに影響を及ぼす場合があります。詳細は、『DSP System Toolbox User's Guide』の「The Effect of the Hardware Implementation Pane on the Internal Rule」の節を参照してください。

[Signed] データ型の符号は、常に内部ルールにより設定されます。

Noise scaling input
  • [Same as accumulator 3] を選択すると、[Noise scaling input] の特性は [Accumulator 3] と一致します。

  • [Binary point scaling] を選択すると、[Noise scaling input] の語長と小数部の長さをビット数で入力できます。

Inverse noise variance

このフィールドは [Noise variance] のソースを [Dialog] に設定した場合に表示されます。

  • [Same word length as input] を選択すると [Inverse noise variance] パラメーターの語長はブロックの入力の語長と一致します。小数部の長さは、与えられたノイズ逆分散値が最高精度となる値に計算されます。

  • [Specify word length] を選択すると、[Word Length] フィールドが表示され、語長のユーザー指定が可能となります。小数部の長さは、与えられたノイズ逆分散値が最高精度となる値に計算されます。

Output

[Inherit via internal rule] を選択すると、[Output data type] は自動的に設定されます。

[Noise variance source] パラメーターを [Dialog] に設定した場合、ノイズ分散操作モードの流れ図「近似 LLR モードの固定小数点信号の流れ図:ノイズ分散操作モード」に示した乗算操作の結果が出力されます。この場合は、『DSP System Toolbox User's Guide』の「Inherit via Internal Rule」サブセクションで指定される乗算データ型の内部ルールに従います。

[Noise variance source] パラメーターを [Port] に設定した場合は、信号の流れ図に示した除算操作の結果が出力されます。この場合、完全精度の語長と小数部の長さの内部ルールによる計算は、次のようにして行われます。

WL output = max(WL Noise scaling input, WL Noise variance)

FL output = FL Noise scaling input (dividend)– FL Noise variance (divisor) .

計算により完全精度となる結果が得られた後でも、ハードウェアによっては、内部ルールにより最終的に設定される語長と小数部の長さに影響を及ぼす場合があります。詳細は、『DSP System Toolbox User's Guide』の「The Effect of the Hardware Implementation Pane on the Internal Rule」の節を参照してください。

[Signed] データ型の符号は、常に [Output] の内部ルールにより設定されます。

固定小数点アプリケーション関連のパラメーターの詳細は、「Specify Fixed-Point Attributes for Blocks」を参照してください。

サポートされているデータ型

端子サポートされているデータ型

入力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

  • 符号付き固定小数点 ([Output type][Integer] あるいは [Output type][Bit] とし [Decision type][Hard-decision] または [Approximate LLR] のいずれかにした場合)

Var

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

出力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

  • Boolean ([Output type][Bit] で、[Decision type][Hard-decision] の場合)

  • 8、16、および 32 ビット符号付き整数 ([Output type][Integer] あるいは [Output type][Bit] で、[Decision type][Hard-decision] の場合)

  • 8、16、および 32 ビット符号付き整数 ([Output type][Integer] あるいは [Output type][Bit] で、[Decision type][Hard-decision] の場合)

  • ASIC/FPGA の ufix(1) ([Output type][Bit]、および [Decision type][Hard-decision] の場合)

  • ASIC/FPGA の ([Output type][Integer] の場合)

  • 符号付き固定小数点 ([Output type][Bit][Decision type][Approximate LLR] の場合)

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