前々回が自前ASK、前回が自前BFSKであったので、今回は自前BPSKです。comm_tbxのASK変調が期待と違うために始めた「自前」シリーズですが、前回BFSKでは与えたパラメータでは差は見えずでした。今回のBPSKその差は微妙というべきか、大きいというべきか。素人にはよくわかりませぬが素性は理解したと。
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※動作確認に使用させていただいているのは、Scilab 6.1.1(Windows版）です。
当方で使用しておりますcomm_tbxは、以下のバージョンです。Scilab環境からATOMS（Scilabのライブラリ管理ツール？）でインストールをいたしたもの。
Scilab Communication Toolbox 0.3.1
自前のBPSK変調関数
自前で関数そろえると良いのは、引数を「お好み」で揃えられるところですな（といって実際はコピペですが）。
-
- 第１引数、サンプリング周波数
- 第２引数、キャリア周波数
- 第３引数、シンボルレート
までは不動の並びであります。その後が凸凹しているのはまずかったか。ASK/BFSKで四番にテストシーケンスを入れたら不動の上位打線が構成できたものを。後で変えとくか？
ソースが以下に。いままでで一番、シンプルというか無理やり感がないです。PSK好きだな～。
// generate BPSK modulated signal
// Fs: sampling frequency [Hz]
// Fc: carrier frequency [Hz]
// Fsym: symbol rate [baud]
// b: test sequence
function bpskwave=genBPSK(Fs, Fc, Fsym, b)
nSym=length(b);
mw = [];
nLen=Fs/Fsym
w0= 2*%pi*Fc/Fs;
index = 1;
for n=1:nSym
for i=1:nLen
bpskwave(index) = sin(w0*index + %pi*b(n));
index = index +1;
end
end
endfunction
動作確認
まずは短いシーケンスで生波形レベルで確認してみます。確認用のコードが以下に。
test = genBPSK(10e5, 4e3, 1e3, prbs(20)); clf(); plot(test);
波形の一部を拡大したプロットが以下に。「どこかで見たような」プロット波形であります。BPSKしているみたいです。
例によって長めのビット列に変更し、PSD(Power Sepctral Density)プロットを描いてみました。
test2 = genBPSK(10e5, 10e4, 10e3, prbs(2000)); clf(); plot_psd(test2);
プロットが以下に。
comm_tbxの変調関数ではどうよ
さて、comm_tbxの変調関数を使って生成したbpskの波形と比べてみます。上記の自前関数とパラメータをそろえた「つもり」の設定のコードが以下に。
wf = wf_init('bpsk');
mod = mod_init(wf, fs = 10e5, fi = 10e4, fsymb = 10e3);
b = prbs(2000);
[mod,x] = mod_process(mod,b);
clf(); plot_psd(x);
上記出力のPSDプロットが以下です。およよ、なんだかチガクない？
「生波形」みたら違いが分かった？
昨年あたり大流行？だった「生ｘｘ」みたいで恥ずかしいのですが「生波形」をくらべてみたら、自前版とtbx版の違いが明らかに。
まずは自前版です。
上記のように、位相が切り替わるのは０もしくはπの位置（BPSKなので180度ひっくり返る）になってます。位相0かπなのでＹ軸的には0のところで切り替わってます。そのせいか上下のピーク(π/2、3π/2位置）は、FsとFcの関係がズレている場合（上の場合など）、うまく値が乗らないので頭がちょん切れてます。
一方 tbx版を見てみると。どうも90度（π/2、3π/2位置）ずれた位置でシンボルが切り替わっているみたい。こんな感じ。
お陰でピーク（上では１か-1になるはず）がピッタンコで出てるみたいです。そのかわりどちらも0でつながる自前にくらべてシンボルが切り替わると絶対値で２の変化があらわれとります。
ぶっちゃけ、自前生成でsinをcosに返れば90度位相がズレてtbx版と似た挙動を示すと思うのですけれどもどうなんだろ。どっちもPSKちゃ、PSKだし。ま、違いがあることは分かったと、どうすんだ。