Понеаснни. Моделирование систем связи в matlab
 Скачать 2.78 Mb.
|
|
Порядок выполнения работы 1 Изучить структурную схему модели и сведения для работы с моделью, пояснить назначение элементов схемы. 2 Код БЧХ 2.a C помощью BERtool построить зависимости коэффициента BER от отношения 0 b E N для следующих сочетаний K/N: 7/15, 26/31, 64/127. Присвоить каждому графику имя («BCH 7/15» и т.д.) и зарисовать их. Закрыть модель «coder_bch» 2.b Сделать вывод об изменении исправляющей способности кода. 3 Код Рида-Соломона 3.a Открыть модель «coder_rs» 3.b Построить зависимости коэффициента BER от отношения 0 b E N для следующих сочетаний K/N: 7/15, 25/31, 63/127. Присвоить каждому графику имя и зарисовать их. 3.c Сделать вывод об изменении исправляющей способности кода. 4 Сверточный код 4.a Открыть модель «coder_conv_qam12» 4.b Построить зависимости коэффициента BER от отношения 0 b E N для сочетания K/N = 1/2 (значения K=1 и N=2 установленны в модели по умолчанию). Закрыть модель «coder_conv_qam12». 4.c Построить зависимости коэффициента BER от отношения 0 b E N для сочетания K/N = 1/3. Для этого открыть модель «coder_conv_qam13». Закрыть модель «coder_conv_qam13». 4.d Построить зависимости коэффициента BER от отношения 0 b E N для сочетания K/N = 2/3. Для этого открыть модель «coder_conv_qam23». Закрыть модель «coder_conv_qam23». 4.e Присвоить каждому графику имя и зарисовать. 159 4.f Сделать вывод об изменении исправляющей способности кода. 5 Сравнение кодов 5.a Зарисовать на одной плоскости графики для кодов: БЧХ (K/N = 7/15); Рида-Соломона, K/N = 7/15; Сверточного, K/N = ½. Для этого, вывести их на одну плоскость на экране монитора, поставив флажок в поле «Plot» только напротив нужных графиков. 5.b Сделать вывод о сравнительной исправляющей способности кодов. Содержание отчета Отчет к лабораторной работе должен содержать: 1. Графики зависимости BER от отношения 0 b E N для кода БЧХ, кода Рида-Соломона и сверточного кода 2. Выводы об эффективности кодов БЧХ, Рида-Соломона и сверточного с различной исправляющей способностью в разных условиях. Контрольные вопросы 1. Назовите основные понятия и определения теории кодирования. 2. Назовите основные принципы циклического кодирования. 3. Какие особенности кода Рида-Соломона? 4. Какие существуют параметры сверточных кодов? 5. Описать процедуру декодирование методом Витерби. Перечислите основные этапы. 6. Почему, если значение E b /N 0 — ниже определенного порогового, методы кодирования отрицательно сказываются на производительности системы? 8.6 Лабораторная работа №6 «Помехоустойчивое кодирование в условиях замираний» Цель работы Сравнение помехоустойчивости корректирующих кодов в условиях замираний сигнала. Подготовка к работе 160 Сведения для подготовки к лабораторным работам №3 и №5. Описание лабораторной модели Рисунок 8.8 Лабораторная модель Элементы модели: Генератор псевдослучайной последовательности Бернулли (Bernulli binary generator); Кодер; Модулятор; Канал с аддитивным белым Гауссовским шумом (Additive white Gaussian noise channel, AWGN channel); Канал с замираниями; Демодулятор; Декодер; Счетчик ошибок; Дисплеи для отображения. Дисплеи в левой нижней части экрана отображают текущее состояние настроек модели: 0 b E N – отношение сигнал/шум в канале, М – позиционность модуляции, Kfactor – коэффициент К, характеризующий замирания; K – количество информационных битов в кодовом слове (для сверточного – число входных двоичных потоков), 161 N – длина кодового слова (для сверточного кода – длина выходных двоичных выходных потоков). Начало работы В начале работы следует запустить программу MATLAB 7 из каталога “C:\MATLAB7”. Затем необходимо запустить файл “coder_bch_fading”, пользуясь либо проводником в левой части экрана либо меню File Open. Модели, используемые для лабораторной работы находятся в каталоге «C:\MATLAB7\work\Lab6 – Coder Fading» Основные сведения для работы с моделью: Запуск и остановка модели осуществляется кнопками Start simulation и Stop simulation , расположенными на рабочей панели Simulink; Изменение корректирующей способности кода, отношения сигнал/шум и степени замираний осуществляется с помощью командной строки (аналогично предыдущим лабораторным работам); Графический интерфейс BERtool, используемый для статистической обработки моделей запускается командой «bertool», через командную строку. Для обработки модели необходимо: o в появившемся окне выберать вкладку «Monte Carlo», и с помощью кнопки Browse указать путь к исследуемой модели; o Изменить значение поля BER variable name на “BER”; o Задать исследуемый диапазон отношения 0 b E N от 0 до 20 дБ и шаг изменения 2 дБ. Для этого в поле E b /N 0 range нужно записать значения “0:2:20”; o Запустить шумовой анализ модели, нажав кнопку Run (анализ займет некоторое время); o изменить значение поля Number of bits на «2е5»/ Для того чтобы скрыть график BERtool необходимо убрать флажок «plot» в строке с набором данных; Для того чтобы изменить название графика BERtool необходимо выделить ячейку в столбце «BER data set», нажать клавишу F2 и имя графика. Порядок выполнения работы 1 Изучить структурную схему модели, пояснить назначение элементов схемы. Ознакомится с основными сведениями по работе с моделью 2 Сравнение помехоустойчивости различных кодов. 162 2.a Построить зависимость коэффициента BER от отношения 0 b E N для кода БЧХ (7/15) в условиях замираний Райса (К = 40). Допплеровский сдвиг частоты принять равным 0,1 Гц. 2.b На той же плоскости и при тех же условиях построить аналогичные графики для сверточного кода (1/2) и кода Рида-Соломона (63/127). 2.c Проделать пункты 2-3 для значений К = 10 и К = 20. (команда “Kfactor = 10”, “Kfactor = 20”) 2.d Сделать вывод о сравнительной исправляющей способности кодов в условиях замираний сигнала. Содержание отчета Зависимости BER от отношения 0 b E N для кодов БЧХ, Рида- Соломона и сверточного кода при трех значениях К. Вывод о сравнительной исправляющей способности кодов. Контрольные вопросы 1. Что такое дискретный канал с памятью? 2. Что такое блочное чередование? 3. Назовите типы блочных перемежителей. Какой принцип их действия? 4. Что такое сверточное чередование? Опишите схему сверточного перемежителя. 5. Какие основные параметры моделирования канала с замираниями Райса, Релея? Каково их влияние на коэффициент ошибок? 6. Чем отличается эффективность кодирования различных типов кодеров? Какие особенности поведения различных кодов в условиях сильных замираний? 163 Список покращений ACI (adjacent channel interference) – неприемлемых помех соседних каналов AM-to-AM conversion – преобразование амплитудной модуляции в амплитудную модуляцию АМ-to-PM conversion – переход амплитудной модуляции в фазовую ASK (amplitude shift keying) – амплитудная манипуляция со сдвигом ARQ (automatic repeat request) – протоколы с автоматическим запросом повторной передачи AWGN (additive white Gauss noise) – аддитивный белый Гауссовский шум BER (bit error rate) – частота битовых ошибок BPSK (binary phase shift keying) – двоичная фазовая манипуляция CRC (cyclic redundancy check) – циклическая проверка четности с избыточностью DPSK (difference phase shift keying) – дифференциальная двоичная фазовая манипуляция DS (dopler shift) – доплеровский сдвиг FCS (frame check sequence) – контрольная последовательность кадра FDM (frequency division multiplexing) – уплотнение с частотным мультиплексированием FEC (forward error correction) – коды с коррекцией ошибок FSK (frequency shift keying) – частотная манипуляция со сдвигом IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., произносится как "ай-трипл-и") – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, ИИЭР (США) LFSR (linear feedback shift register) – линейных регистров сдвига с обратной связью MSK (minimum shift keying) – манипуляция с минимальным сдвигом NRZ (non-return zero) code – код без возвращения к нулю OQPSK (offset quadrature phase shift keying) – офсетная квадратурная фазовая манипуляция PSK (phase shift keying) – фазовая манипуляция RS codes (Reed-Solomon codes) – коды Рида-Соломона 164 QAPSK (quadrature amplitude-phase shift keying) – квадратурная амплитудно- OQPSK (offset quadrature PSK ) – офсетная квадратурная PSK фазовая манипуляция SEC-DED (single-error-correcting, double-error-detecting) – код исправления 1-битовых и обнаружения 2-битовых ошибок SNR (signal to noise ratio) – отношение сигнал/шум QAM (quadrature amplitude modulation) – квадратурная амплитудная модуляция БГШ – белый Гауссовский шум БХЧ, коды – коды Боуза-Чоудхури-Хоквенгема ДКС – дискретный канал связи КАМ – квадратурная амплитудная модуляция ОФМ – относительная фазовая модуляция СПДС – структурная схема системы передачи дискретных сообщений СКМ – системы компьютерной математики ЦСРС – цифровая система радиосвязи 165 В.И.Носов Р.С.Тимощук Н.В.Дроздов МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ СВЯЗИ В СРЕДЕ MATLAB Учебное пособие Редактор: Буров П.Н. Корректор: Шкитина Д.С. Лицензия №020475, январь 1998г. Формат бумаги 62х84 1/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10, изд. л. . Заказ №_____, тираж – ___ экз. Типография СибГУТИ 630102, Россия, Новосибирск, ул. Кирова, 86 |