Выполненное задание

WaveformAnalyzer.m

@@ -28,6 +28,24 @@
     %       modulationType    - тип модуляционной схемы
     %       waveformDuration  - длина анализируемого сигнала
     %
+    properties (Access = private)
+        nfft
+        sampleRate
+        cyclicPrefixLengths
+        symbolLengths
+        windowing
+        symbolPhases
+        symbolsPerSlot
+        symbolsCount
+        payloadSymbols
+        subCarriersCount
+        payloadSymbolsdxs
+        rxWaveform
+        sampleCount
+        powerSpectrumDensity
+        f
+    end
+
 
     properties
         rmsEvm
@@ -36,29 +54,146 @@
         noiseMeanPower
         modulationType
         waveformDuration
-        dopplershift
+        dopplerShift
+        modulationOrder
+
     end
 
     methods
-        function this = WaveformAnalyzer()
+        function this = WaveformAnalyzer(waveformInfo,waveformSource)
             % Конструктор класса. Чтение waveform-ы во временной области и структуры с информацией
             % необходимой для дальнейшей обработки данных и заполнения полей класса
+            this.nfft = waveformInfo.Nfft;
+            this.sampleRate = waveformInfo.SampleRate;
+            this.cyclicPrefixLengths = waveformInfo.CyclicPrefixLengths;
+            this.symbolLengths = waveformInfo.SymbolLengths;
+            this.windowing = waveformInfo.Windowing;
+            this.symbolPhases = waveformInfo.SymbolPhases;
+            this.symbolsPerSlot = waveformInfo.SymbolsPerSlot;
+            this.symbolsCount = waveformInfo.symbolsCount;
+            this.payloadSymbols = waveformInfo.payloadSymbols;
+            this.subCarriersCount = waveformInfo.subCarriersCount;
+            this.payloadSymbolsdxs = waveformInfo.payloadSymbolsIdxs;
+            this.rxWaveform = waveformSource;
         end
 
         function calcWaveformParameters(this)
+            %Метод класса реализующий расчет параметров сигнала
+            %Результат:
+            %среднеквадратичное значение мощности сигнала
+            %длина анализируемого сигнала
+            %позиционность модуляции
+            %ширина полосы канала
+
+            %Среднеквадратичное значение мощности сигнала
+            this.waveformMeanPower = rms(this.rxWaveform);
+
+            %Число очтетов сигнала
+            this.sampleCount = length(this.rxWaveform);
+            %Расчет длительности сигнала
+            this.waveformDuration = length(this.rxWaveform)/this.sampleRate;
+
+            %Определение уникальных значений payload
+            uniquePayloadSymbols = unique (this.payloadSymbols);
+            %Определение позиционности модуляции
+            this.modulationOrder = length(uniquePayloadSymbols);
+
+            %Расчет СПМ
+            this.powerSpectrumDensity = fftshift(1/(this.sampleRate*this.sampleCount)*abs(fft(this.rxWaveform)).^2);
+            %Диапаизон значений СПМ
+            this.f = linspace (-this.sampleRate/2,this.sampleRate/2,this.sampleCount);
+            %Среднее значение СПМ
+            averagePowerSpectrumDensity = mean(this.powerSpectrumDensity);
+
+            %Определение начала и конца полосы сигнала
+            indBandwidthFirst = find (this.powerSpectrumDensity>averagePowerSpectrumDensity,1,'first');
+            indBandwidthLast = find (this.powerSpectrumDensity>averagePowerSpectrumDensity,1,'last');
+            %Расчет ширины полосы сигнала
+            this.channelBandwidth = this.f(indBandwidthLast)-this.f(indBandwidthFirst);
 
         end
 
-        function calcdopplerSHift
+        function calcDopplerShift(this)
+            %Метод класса реализующий расчет доплеровского смещения
+            %частоты Результат:
+            %Вектор смещения частоты символов OFDM сигнала
 
+            ofdmSlot214 = zeros(this.symbolLengths(2),this.symbolsCount-1);
+
+            %Цикл определения OFDM символов
+            for i = 1:this.symbolsCount
+                %первый символ
+                if i==1
+                    ofdmSlot1 = this.rxWaveform(1:this.symbolLengths(1));
+                %Символы со 2 по 14
+                else
+                    ofdmSlot214 (:,i-1) =  this.rxWaveform(this.symbolLengths(1)+1+this.symbolLengths(2)*(i-2):...
+                        this.symbolLengths(1)+this.symbolLengths(2)*(i-1));
+                end
+            end
+
+            %БПФ символов
+            dataSubcar1 = fft(ofdmSlot1);
+            dataSubcar214 = fft(ofdmSlot214);
+
+            %Значения циклического префикса и окончания сигнала 1ого
+            %символа
+            dataCyclicPrefix1 = dataSubcar1(1:this.cyclicPrefixLengths(1));
+            dataEndSlot1 = dataSubcar1(end-this.cyclicPrefixLengths(1)+1);
+
+            %Значения циклического префикса и окончания сигнала для
+            %символов со 2 по 14
+            dataCyclicPrefix214 = zeros(this.cyclicPrefixLengths(2),this.symbolsCount-1);
+            dataEndSlot214 = dataCyclicPrefix214;
+            for i=1:this.symbolsCount-1
+                dataCyclicPrefix214(:,i) = dataSubcar214(1:this.cyclicPrefixLengths(2),i);
+                dataEndSlot214(:,i) = dataSubcar214(end-this.cyclicPrefixLengths(2)+1,i);
+            end
+
+            %Цикл определения доплеровского смещения частоты каждого OFDM
+            %символа
+            for i=1:this.symbolsCount
+                %Первый символ
+                if i==1
+                    %корреляционная ф-ция циклического префикса и конца
+                    %символа
+                    [corrFunc,~] = xcorr(dataEndSlot1,dataCyclicPrefix1);
+                    %индекс максимума корреляционной ф-ции
+                    [~,ind_max] = max(abs(corrFunc));
+                    %Определение частоты смещения
+                    dopplerPhase = angle(corrFunc(ind_max));
+                    this.dopplerShift(i) = dopplerPhase/(2*pi*(this.nfft/this.sampleRate));
+                %символы со 2 по 14
+                else
+                    %корреляционная ф-ция циклического префикса и конца
+                    %символа
+                    [corrFunc,~] = xcorr(dataEndSlot214(:,i-1),dataCyclicPrefix214(:,i-1));
+                    %индекс максимума корреляционной ф-ции
+                    [~,ind_max] = max(abs(corrFunc));
+                    %Определение частоты смещения
+                    dopplerPhase = angle(corrFunc(ind_max));
+                    this.dopplerShift(i) = dopplerPhase/(2*pi*(this.nfft/this.sampleRate));
+                end
+            end
         end
 
         function plotPowerSpectrumDensity(this)
-
+            %Метод реализующий графическое построение спектральной
+            %плотности мощности
+            figure
+            plot(this.f,pow2db(this.powerSpectrumDensity));
+            title('Cпектральная плотность мощности');
+            xlabel('Частота, Гц');
+            ylabel('Мощность/Частоту, дБ/Гц');
+            grid on;
         end
 
         function plotPayloadConstellation(this)
-
+            %метод реализующий графическое построение сигнального созвездия
+            %Payload
+            scatterplot (this.payloadSymbols);
+            title('Payload');
+            grid on;
         end
 
         function calcEvmPerformance(this)

waveformAnalyzerSimulationScenario.m

@@ -1 +1,18 @@
 % Скрипт для запуска waveformAnalyxer
+clc
+clear
+addpath waveform/
+
+%Импорт данных
+        waveformInfo = importdata('waveformInfo.mat');
+        waveformSource = importdata('waveformSource.mat');
+%Запуск конструктора класса
+waveformAnalyzerObject = WaveformAnalyzer(waveformInfo,waveformSource);
+%Расчет параметров сигнала
+waveformAnalyzerObject.calcWaveformParameters;
+%Построение сигнального созвездие Payload
+waveformAnalyzerObject.plotPayloadConstellation;
+%Построение графика спектральной плотности мощности
+waveformAnalyzerObject.plotPowerSpectrumDensity;
+%Расчет доплеровского смещения частоты
+waveformAnalyzerObject.calcDopplerShift;