眼和星座图
这个例子说明如何使用comm.EyeDiagram和comm.ConstellationDiagram在分析的通信系统。
使用comm.EyeDiagram系统对象™
使用PLOT不为眼和星座图中清楚地显示调制的特性绘制的调制，滤波后的信号。眼图的覆盖许多短段，称为迹线，以显示的信号特性。星座图样品在符号时间的信号，并把它显示在信号（即，I / Q）的空间。模拟参数（采样率，每个符号的采样）提供用于分析高分辨率。
初始化系统参数Fs = 10000;％ 采样率RS = 100;％ 符号指数SPS = FS /卢比;每个符号样本百分比滚降= 0.5;％滚降系数M = 4;%调制顺序(QPSK)％平方根升余弦滤波器。filterSpan = 6;filterGainTx = 9.9121;transmitFilter = comm.RaisedCosineTransmitFilter（“RolloffFactor”， 滚下，…“OutputSamplesPerSymbol”，SPS，…'FilterSpanInSymbols'，filterSpan，…“获得”，filterGainTx）;receiveFilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter（“RolloffFactor”， 滚下，…“InputSamplesPerSymbol”，SPS，…'FilterSpanInSymbols'，filterSpan，…“DecimationFactor”1，…“获得”，1 / filterGainTx）;％生成调制和脉冲整形信号frameLen = 1000;消息= randi([0 M-1]， frameLen, 1);= pskmod(报文，M, pi/4);filteredTx = transmitFilter(调制);t = 0:1 / Fs: 50个/ 1,76,645 / Fs;idx =圆(t * Fs + 1);hFig =图;情节(t,实际(filteredTx (idx)));标题(“调制，过滤的同相信号”);包含(“时间（秒）”);ylabel ('振幅');格上;％管理数字hFig.Position = [50 400 hFig.Position（3：4）];
眼图系统对象被用来绘制一个调制脉冲形信号的多条迹线，分析系统的特性。在下面的图中，二维彩色眼图绘制;颜色强度正比于在给定时刻的输入信号的幅度的概率密度函数（PDF）。上面的曲线是对所分析的信号的同相分量，和用于正交分量的下曲线。由于SymbolsPerTrace属性的默认值是2，则眼图跨度两个符号。在以下示例中，所发送的信号进行分析。通过平方根，升余弦引入的符号间干扰（ISI），脉冲整形滤波器可以清楚地看到。
％创建的眼图对象eyeObj = comm.EyeDiagram（…'采样率'Fs,…'SamplesPerSymbol'，SPS，…“这个”,“2D颜色直方图”,…'ShowImaginaryEye'，真实，…'YLimits'(-0.7 - 0.7))％＃确定用发射信号更新眼图对象eyeObj（0.5 * filteredTx）;％管理的数字：eyeObj。位置= [hfig位置(1)+ hfig位置(3)hfig位置(2)]…。eyeObj.Position（3）* 0.75 eyeObj.Position（4）];hFig.Visible =“关”;
eyeObj = comm.EyeDiagram与属性：名称： '眼图' 跟踪配置SAMPLERATE：10000 SamplesPerSymbol：100 SampleOffset：0 SymbolsPerTrace：2显示的配置DISPLAYMODE： '2D颜色直方图' EnableMeasurements：0 ShowImaginaryEye：1个YLimits：[-0.7000 0.7000]ShowGrid：1个位置：[320 282 640 460]使用get显示所有属性
现在，接收到的信号进行研究。假设所接收的信号是通过用AWGN符号能量损坏与噪声功率谱密度比为20分贝（ES /否）和所述接收机使用匹配的滤波器。因此，由接收器看到的组合的过滤器是具有最小ISI的近似升余弦滤波器。与此眼图观察到的一个问题是信号超过对象的幅度限制。如可以从命令行警告可以看出，眼图对象忽略外的范围内的值。
EsNo = 20;SNR = EsNo - 10*log10(sps);％创建一个comm.AWGNChannel系统对象并设置其属性NoiseMethod%到“信噪比(SNR)”。将“SignalPower”属性设置为％计算出的输入信号功率。信道= comm.AWGNChannel（'NoiseMethod',“信噪比（SNR）”,…“信噪比”，SNR）;channel.SignalPower = VAR（filteredTx）;收到=通道(filteredTx);filteredRx = receiveFilter（接收）;％丢弃现有的眼图数据重置(eyeObj);％步骤的眼图的对象与所接收的信号eyeObj（filteredRx）;图（hFig）;情节（T，实（filteredRx（IDX）））;标题（['经过调制、滤波的噪声同相信号，Es/No = '…num2str（EsNo）“数据库”]）;包含(“时间（秒）”);ylabel ('振幅');格上;
警告：输入值超出指定的Y限制和被忽略。
振幅限制可以调整，以包括整个信号的分析。因为改变振幅限制会重置眼图对象，所以需要用相同的输入再次更新眼图。有了新的振幅限制，范围外的警告不再抛出。
eyeObj.YLimits = [-1.5 1.5];eyeObj（filteredRx）;
色阶可以设置为对数来获得小PDF值的眼图更好的视野。穿过围绕零电平眼图开口的线是在此视图中更可见。这些线是由于输入信号的初始瞬变。
eyeObj。ColorScale =“对数”;
的眼图分析随着符号的数量的精确度通过眼图对象增加通过。在下面的例子中，眼图对象在环台阶和收集数据的2000个符号。观察到眼睛的最宽幅度开口左右出现10毫秒。这对应于最佳采样时间。
eyeObj。ColorScale =“线性”;释放(渠道);释放(transmitFilter);释放(receiveFilter);释放(eyeObj);frameLen = 50;n帧= 40;对于P = 1：n帧消息=兰迪（[0 M-1]，frameLen，1）;= pskmod(报文，M, pi/4);filteredTx = transmitFilter(调制);channel.SignalPower = VAR（filteredTx）;收到=通道(filteredTx);filteredRx = receiveFilter(收到);eyeObj（filteredRx）;结束
眼图的时间偏移量可以配置为沿着时间轴移动眼的打开部分。将5 msec的时间偏移应用于下图的眼图。时间偏移仅用于绘图目的，不影响收集的数据。
eyeObj。SampleOffset = 5 e - 3 * Fs;
不同的色彩表可以使用样式对话框的眼图中指定（查看 - >样式...）。下面的例子中选择设置有MATLAB®的“射流”颜色表。任何自定义颜色表也可以指定。
隐藏(eyeObj);
眼图的背景颜色可以通过指定自定义颜色映射进行调整。由于背景颜色也是颜色对应于零PDF，色彩映射对应于背景颜色的第一个元素。在下文中，背景色设置为黑色。
CMAP =射流（64）;CMAP（1，:) = [0 0 0];
眼图对象还可以绘制使用单独的迹线，而不是PDF值的接收信号。这种能力是快速获得所述信道的短期视图是有用的。眼图对象的TracesToDisplay属性确定由所述对象绘制迹线的数量。由于只有10迹线绘制，眼图并不能完全代表信号值的范围。
eyeObj.SampleOffset = 0;eyeObj.DisplayMode =“线路图”;eyeObj.TracesToDisplay = 10;显示（eyeObj）;
TracesToDisplay增加以获得更好的线积眼图。
eyeObj.TracesToDisplay = 100;
使用com . constellationdiagram系统对象
comm.ConstellationDiagram生成的星座图（也称为散点图），这是在信号对其正交分量的同相分量的曲线图，抽取由通常被设定为每符号，NSAMPS样本的数目的因数。将得到的曲线图示出了以符号率采样的匹配滤波信号。由于组合的发送和接收滤波器仅是一个接近理想升余弦滤波器，接收的符号是不完全一样的传送的符号;它们可以使用ShowReferenceConstellation和ReferenceConstellation特性在视觉上比较。
％关闭数字关闭(hFig (ishghandle (hFig)));％通过匹配滤波器传递无噪声发射的信号filteredRx = receiveFilter（filteredTx）;％创建星座图延迟= 6 * FS /卢比;filteredRxDelayed = filteredRx（延迟+ 1：结束）;cdObj = comm.ConstellationDiagram（'SamplesPerSymbol'，SPS，…“ShowReferenceConstellation”，真实，…'ReferenceConstellation'qammod (0:3 4'UnitAveragePower'，1））;cdObj（filteredRxDelayed）;％管理数字cdObj.Position = [eyeObj.Position（1）+ eyeObj.Position（3）eyeObj.Position（2）…。cdObj.Position（3）* 0.75 cdObj.Position（4）* 0.75];
还可以通过将show弹道属性设置为true或单击相应的工具栏按钮来绘制信号轨迹。可以使用Style对话框(View -> Style…)分配不同的图形属性。在信号空间中，青色线表示接收到的信号轨道相对于正交分量的同相位分量。黄点代表符号采样时间的信号。红色的叉表示给定调制方案的传输符号。从图中可以看出，虽然信号在信号空间中移动，但是当在符号边界处采样时，其值接近原始信号的值。
cdObj.ShowTrajectory = TRUE;
该ColorFading属性可以用来淡化旧的符号，作为硬件示波器会：
cdObj.ColorFading = TRUE;
分析使用Eye和星座图通信系统
下面的代码绘制了通过AWGN通道并在接收端匹配滤波的信号(红线)。即使可以将有噪声的信号与无噪声的匹配滤波信号(蓝线)区分开来，也很难确定噪声对信号的影响。噪声信号的Es/No为10db，相当于- 10db的信噪比(SNR)。
％创建情节EsNo = 10;SNR = EsNo - 10*log10(sps);frameLen = 1000;释放(渠道);释放(transmitFilter);释放(receiveFilter);通道。信噪比=信噪比;消息= randi([0 M-1]，frameLen,1);= pskmod(报文，M, pi/4); filteredTx = transmitFilter(modulated); filteredRxPerfect = receiveFilter(filteredTx); channel.SignalPower = var(filteredTx); received = channel(filteredTx); filteredRx = receiveFilter(received); t = 6/Rs:1/Fs:40/Rs-1/Fs; idx = round(t*Fs+1); hFig = figure; plot(t,real(filteredRxPerfect(idx)),'B-'，T，实（filteredRx（IDX）），的r -);标题(“调制，过滤的同相信号和噪声的信号”);包含(“时间（秒）”);ylabel ('振幅');格上;传说（“调制，滤波的信号”,…('噪声，滤波信号，Es/No='num2str（EsNo）“数据库”]…'位置','西南');％管理数字hFig.Position = [50 400 hFig.Position（3：4）];
下面的附图是匹配滤波无噪声接收信号和噪声信号的眼图。眼图清楚地示出在从所发送的信号的接收信号的变化，由于AWGN信道和接收滤波器。
％创建眼图eyeObj。YLimits = [-2];释放(eyeObj);eyeObj (filteredRxPerfect);eyeObj。Name =“无声的眼图”;eyeObj。位置= [hfig位置(1)+ hfig位置(3)eyeobj .位置(2)…。eyeObj.Position (3) eyeObj.Position (4)];％使眼图对象的独立副本eyeObjNoise =克隆(eyeObj);eyeObjNoise.Name =“嘈杂眼图，ES /否=10分贝”;复位（eyeObjNoise）;eyeObjNoise（filteredRx）;％管理数字关闭(hFig (ishghandle (hFig)));eyeObjNoise。Position = [eyeObjNoise.Position(1)+eyeObjNoise.Position(3) eyeObjNoise.Position(2)…eyeObjNoise.Position (3) eyeObjNoise.Position (4)];
下面的附图是匹配滤波无噪声接收信号和噪声信号的星座图。他们清楚地表明，从传输信号在接收信号在理想采样时间的变化。
创建星座图延迟= 6 / RS * FS;cdObj = comm.ConstellationDiagram（'SamplesPerSymbol'，SPS）;cdObj.Name =“无声的星座图”;cdObjNoise = comm.ConstellationDiagram（'SamplesPerSymbol'，SPS）;cdObjNoise.Name =“噪声星座图，Es/No = 10db”;cdObj（filteredRxPerfect（延迟+ 1：结束））;cdObjNoise（filteredRx（延迟+ 1：结束））;％管理数字隐藏(eyeObj);隐藏（eyeObjNoise）;cdObj.Position = [eyeObj.Position（1）eyeObj.Position（2）…。cdObj.Position（3）* 0.75 cdObj.Position（4）* 0.75];cdObjNoise.Position = cdObj.Position + [cdObj.Position（3）0 0 0];
以下是在20dB的ES /否（品红线）接收到相同的传输信号的曲线图。由噪声引起的变化比与前一信号（ES /否= 10 dB）的变小。在这种情况下，需要在眼睛和星座图更，以确定系统的特性。
关闭所有打开的数字隐藏（eyeObj）;隐藏（eyeObjNoise）;隐藏（cdObj）;隐藏（cdObjNoise）;％绘制所发射的信号EsNo2 = 20;SNR2 = EsNo2 - 10 *日志10（SPS）;channel.SNR = SNR2;channel.SignalPower = VAR（filteredTx）;收到=通道(filteredTx);filteredRx = receiveFilter(收到);hFig =图;图（T，真正的（filteredRxPerfect（IDX）），'B-'，T，实（filteredRx（IDX）），“间”);标题(“调制、滤波信号和噪声信号”);包含(“时间（秒）”);ylabel ('振幅');格上;传说（“调制，滤波的信号”,…('噪声信号，ES /否='num2str (EsNo2)“数据库”]…'位置','西南');％管理数字hFig.Position = [50 400 hFig.Position（3：4）];
下面的附图是第一噪声信号和第二噪声信号的眼图。它们清楚地表明，在第二接收信号中的变化小于所述第一接收信号。
％关闭数字关闭(hFig (ishghandle (hFig)));创建眼图图eyeObjNoise2 =克隆（eyeObj）;eyeObjNoise.Name =“嘈杂眼图，ES /否=20分贝”;eyeObjNoise2 (filteredRx);％管理数字eyeObjNoise2.Position = eyeObjNoise.Position;eyeObjNoise.Position = eyeObj.Position;显示（eyeObjNoise）;显示（eyeObjNoise2）;
下面的附图是第一噪声信号和第二噪声信号的星座图。它们清楚地显示，从所述第二接收信号的变化小于在采样点的第一接收信号。
％创建星座图cdObjNoise2 =克隆(cdObj);cdObjNoise2。Name =“噪声星座图，ES /否=20分贝”;释放(cdObjNoise2);cdObjNoise2 (filteredRx);％管理数字cdObjNoise2.Position = cdObjNoise.Position;cdObjNoise.Position = cdObj.Position;显示（cdObjNoise）;显示（cdObjNoise2）;隐藏（eyeObjNoise）;隐藏（eyeObjNoise2）;
可视化定时误差使用Eye＆星座图的影响
我们可以直观的用眼和星座图定时误差的影响。此动画还示出了星座图和眼图可以用任何偏移来作图。我们用这个动画匹配滤波信号中的第二嘈杂。在眼图蓝线表示采样时间。在星座图中的红点显示在最佳采样时间的样品，而蓝色恒星显示样品与采样时间偏移。
%准备范围隐藏（cdObjNoise）;cdObjNoise2.ShowTrajectory = TRUE;eyeObjNoise2.DisplayMode =“2D颜色直方图”;复位（eyeObjNoise2）;释放（eyeObjNoise2）;释放(cdObjNoise2);eyeObjNoise2（filteredRx（IDX））;cdObjNoise2（filteredRx（IDX））;helperPrepareScatterEyeAnimation（cdObjNoise2，eyeObjNoise2）;％创建和动画绘制对于偏移量= (0:1:Fs/Rs-1) eyeobjnoise e2。SampleOffset =抵消;cdObjNoise2。SampleOffset =抵消;暂停(0.1);结束
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