Описание эксперимента
Для проведения лабораторных испытаний использовались две макетные платы Stratix III 3SL150 Development Board, генератор сигналов Agilent E8267D PSG, ЦАП, АЦП, а также два модулятора и два демодулятора. Схема подключения устройств представлена на рисунке 4.4.
АЦП Демодулятор Модулятор ЦАП
Stratix III 3SL150 Stratix III 3SL150
Development Board Development Board
ЦАП Модулятор Демодулятор АЦП
Agilent E8267D PSG
|
Рисунок 4.4 – Схема подключения лабораторной установки
|
В целях повышения достоверности получаемых в ходе эксперимента данных, добавление шума осуществлялось на радиочастоте. При этом замешивание помехи проводилось только в одном направлении канала связи, поэтому все статистические данные снимались с того модуля, который принимал зашумленные данные.
Суть испытаний заключалась в получении статистических значений BER для различных кодов РС и сравнении полученных данных с теоретическими расчетами. Данный эксперимент позволил выбрать пороговые значения шумов в канале, при которых необходимо проводить смену режима кодирования. При проведении эксперимента в качестве основы СПК был выбран укороченный код РС над полем GF(28) с длиной блока n = 31 и переменным значением информационных символов в блоке k = 1 , … , 29. В качестве выбора дополнительной ступени структурной адаптации, испытания проводились для различных видов модуляции.
Результаты испытаний, проводимых при BPSKмодуляции
Результаты испытаний СПК при двоичной фазовой модуляции (BPSK) сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1. Результаты испытаний СПК, проводимых при BPSK-модуляции
k
|
б/к
|
29
|
27
|
25
|
23
|
21
|
19
|
17
|
15
|
13
|
11
|
9
|
7
|
5
|
3
|
1
|
V
|
19,2
|
18,5
|
17
|
15,5
|
14,5
|
13
|
11,7
|
10,5
|
9,5
|
8
|
6,7
|
5,5
|
4,2
|
3
|
1,7
|
0,5
|
SNR \ BER
|
11
|
2,50E-08
|
5,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
6,40E-07
|
8,00E-08
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
|
1,30E-05
|
1,60E-06
|
6,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
8,70E-05
|
1,10E-05
|
1,80E-07
|
9,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
5,50E-04
|
9,90E-05
|
8,50E-06
|
8,40E-07
|
5,00E-08
|
1,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
1,90E-03
|
6,20E-04
|
1,30E-04
|
2,20E-05
|
2,70E-06
|
3,10E-07
|
3,50E-08
|
2,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
6,50E-03
|
4,10E-03
|
1,80E-03
|
6,00E-04
|
1,60E-04
|
4,10E-05
|
9,60E-06
|
1,90E-06
|
3,50E-07
|
3,00E-08
|
3,00E-09
|
|
|
|
|
|
4
|
1,40E-02
|
1,24E-02
|
8,20E-03
|
4,40E-03
|
2,00E-03
|
7,90E-04
|
3,10E-04
|
9,50E-05
|
2,60E-05
|
6,40E-06
|
1,40E-06
|
3,00E-07
|
4,00E-08
|
3,00E-09
|
|
|
3
|
3,00E-02
|
3,10E-02
|
2,80E-02
|
2,30E-02
|
1,70E-02
|
1,10E-02
|
7,50E-03
|
4,00E-03
|
1,90E-03
|
8,10E-04
|
3,10E-04
|
1,10E-04
|
3,60E-05
|
9,50E-06
|
2,50E-06
|
7,00E-07
|
2
|
5,00E-02
|
5,10E-02
|
5,00E-02
|
4,80E-02
|
4,40E-02
|
3,80E-02
|
3,20E-02
|
2,30E-02
|
1,60E-02
|
9,80E-03
|
5,50E-03
|
2,80E-03
|
1,30E-03
|
5,60E-04
|
2,20E-04
|
7,50E-05
|
1
|
8,00E-02
|
|
8,40E-02
|
8,40E-02
|
8,40E-02
|
8,20E-02
|
8,17E-02
|
7,60E-02
|
6,80E-02
|
5,80E-02
|
4,70E-02
|
3,50E-02
|
2,40E-02
|
1,60E-02
|
9,70E-03
|
5,40E-03
|
0
|
1,10E-01
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00E-01
|
9,40E-02
|
8,20E-02
|
6,70E-02
|
5,20E-02
|
3,90E-02
|
Графики BER при различных отношениях сигнал-шум в канале приведены на рисунке 4.5.
Рисунок 4.5 – Графики BER для кодов РС с BPSK-модуляцией
Результаты испытаний, проводимых при QPSKмодуляции
Результаты испытаний СПК при QPSK-модуляции сведены в таблицу 4.2.
Таблица 4.2. Результаты испытаний СПК, проводимых при QPSK-модуляции
k
|
б/к
|
29
|
27
|
25
|
23
|
21
|
19
|
17
|
15
|
V
|
35,0
|
32,0
|
30,3
|
28,1
|
26,2
|
23,3
|
20,9
|
19,1
|
17,0
|
SNR \ BER
|
15
|
6,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14
|
1,40E-07
|
4,70E-08
|
|
|
|
|
|
|
|
13
|
4,00E-06
|
1,40E-06
|
2,00E-09
|
|
|
|
|
|
|
12
|
3,00E-05
|
1,10E-05
|
5,00E-08
|
6,00E-09
|
|
|
|
|
|
11
|
2,60E-04
|
9,80E-05
|
3,40E-06
|
4,80E-07
|
1,60E-08
|
|
|
|
|
10
|
1,00E-03
|
4,30E-04
|
5,00E-05
|
8,70E-06
|
8,00E-07
|
1,00E-07
|
1,40E-08
|
1,00E-09
|
|
9
|
4,20E-03
|
2,40E-03
|
7,70E-04
|
2,20E-04
|
5,00E-05
|
1,20E-05
|
2,50E-06
|
2,00E-07
|
2,50E-08
|
8
|
1,00E-02
|
7,90E-03
|
4,20E-03
|
1,80E-03
|
6,90E-04
|
2,50E-04
|
8,70E-05
|
1,50E-05
|
3,00E-06
|
7
|
2,50E-02
|
2,50E-02
|
2,00E-02
|
1,40E-02
|
8,60E-03
|
5,00E-03
|
2,70E-03
|
8,60E-04
|
3,20E-04
|
6
|
4,60E-02
|
4,80E-02
|
4,60E-02
|
4,10E-02
|
3,30E-02
|
2,60E-02
|
2,00E-02
|
1,00E-02
|
5,40E-03
|
5
|
8,30E-02
|
|
8,60E-02
|
8,50E-02
|
8,20E-02
|
7,90E-02
|
7,40E-02
|
5,60E-02
|
4,30E-02
|
4
|
1,10E-01
|
|
|
|
1,20E-01
|
1,20E-01
|
1,20E-01
|
1,20E-01
|
1,00E-01
|
3
|
1,70E-01
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
2,10E-01
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики BER для различных кодов РС при QPSK-модуляции приведены на рисунке 4.6.
Рисунок 4.6 – Графики BER для кодов РС с QPSK-модуляцией
Результаты испытаний, проводимых при 8PSKмодуляции
Результаты испытаний СПК при 8PSK-модуляции сведены в таблицу 4.3.
Таблица 4.3. Результаты испытаний СПК, проводимых при 8PSK-модуляции
k
|
б/к
|
29
|
27
|
25
|
23
|
21
|
V
|
46,5
|
44,1
|
40,8
|
38,2
|
35,0
|
32,1
|
SNR \ BER
|
15
|
1,50E-08
|
5,00E-09
|
|
|
|
|
14
|
1,80E-07
|
1,00E-07
|
|
|
|
|
13
|
2,50E-06
|
1,20E-06
|
|
|
|
|
12
|
1,10E-05
|
5,80E-06
|
9,00E-09
|
2,30E-09
|
|
|
11
|
1,00E-04
|
5,20E-05
|
6,80E-07
|
1,80E-07
|
6,00E-09
|
|
10
|
4,50E-04
|
2,30E-04
|
1,10E-05
|
3,40E-06
|
2,20E-07
|
5,00E-08
|
9
|
1,90E-03
|
1,10E-03
|
1,80E-04
|
6,80E-05
|
1,30E-05
|
3,60E-06
|
8
|
4,70E-03
|
3,10E-03
|
9,80E-04
|
4,40E-04
|
1,40E-04
|
5,00E-05
|
7
|
1,26E-02
|
1,00E-02
|
5,80E-03
|
3,60E-03
|
1,90E-03
|
9,10E-04
|
6
|
2,30E-02
|
2,10E-02
|
1,60E-02
|
1,20E-02
|
8,40E-03
|
5,00E-03
|
5
|
4,50E-02
|
4,50E-02
|
4,10E-02
|
3,80E-02
|
3,30E-02
|
2,60E-02
|
4
|
7,00E-02
|
7,00E-02
|
6,80E-02
|
6,80E-02
|
6,60E-02
|
6,00E-02
|
3
|
1,00E-01
|
1,00E-01
|
1,00E-01
|
1,10E-01
|
1,10E-01
|
1,10E-01
|
Графики BER для различных кодов РС при 8PSK-модуляции приведены на рисунке 4.7.
Рисунок 4.7 – Графики BER для кодов РС с 8PSK-модуляцией
Обобщенные результаты испытаний для всейАСК
По результатам испытаний некоторые режимы адаптации были исключены из состава АСК, так как при сопоставимых скоростях имели меньшую помехоустойчивость, чем режимы с другим сочетанием модуляции и кодов РС. Таким образом, было выделено 25 режимов адаптации кодов РС при различных типах модуляции с диапазоном скоростей от 1,7 Мбит/с до 44,1 Мбит/с, работающих при соотношении сигнал-шум от 3 до 18 дБм, и один режим ШПС со скоростью передачи данных 0,7 Мбит/с, действующий при соотношении сигнал- шум от -3 до 3 дБм. Данные по режимам адаптации сведены в таблицу 4.4.
Таблица 4.4. Режимы адаптации АСК
Режим
|
Скорость,
Мбит/с
|
Диапазон SNR,
дБм
|
Модуляция
|
Код
|
BPSK
|
ШПС
|
0,7
|
-3,0 – 3,0
|
РС (k=3)
|
1,7
|
3,0 – 3,3
|
РС (k=5)
|
3,0
|
3,3 – 3,6
|
РС (k=7)
|
4,2
|
3,6 – 3,9
|
РС (k=9)
|
5,5
|
3,9 – 4,2
|
РС (k=11)
|
6,7
|
4,2 – 4,4
|
РС (k=13)
|
8,0
|
4,4 – 4,8
|
РС (k=15)
|
9,5
|
4,8 – 5,1
|
РС (k=17)
|
10,5
|
5,1 – 5,4
|
РС (k=19)
|
11,7
|
5,4 – 5,8
|
РС (k=21)
|
13,0
|
5,8 – 6,2
|
РС (k=23)
|
14,5
|
6,2 – 7,0
|
РС (k=25)
|
15,5
|
7,0 – 7,5
|
РС (k=27)
|
16,8
|
7,5 – 8,2
|
QPSK
|
РС (k=15)
|
17,7
|
8,2 – 8,6
|
РС (k=17)
|
19,1
|
8,6 – 9,2
|
РС (k=19)
|
20,9
|
9,2 – 9,6
|
РС (k=21)
|
23,3
|
9,6 – 10,0
|
РС (k=23)
|
26,2
|
10,0 – 10,7
|
РС (k=25)
|
28,1
|
10,7 – 11,3
|
РС (k=27)
|
30,3
|
11,3 – 13,1
|
РС (k=29)
|
31,8
|
13,1 – 15,0
|
8PSK
|
РС (k=21)
|
32,5
|
15,0 – 15,7
|
РС (k=23)
|
35,0
|
15,7 – 16,4
|
РС (k=25)
|
38,2
|
16,4 – 17,1
|
РС (k=27)
|
40,8
|
17,1 – 19,0
|
РС (k=29)
|
44,1
|
от 19,0
|
Графики BER разработанной АСК представлены на рисунке 4.8.
Рисунок 4.8 – Графики BER для АСК с различными типами модуляций
|
Скачать 5.5 Mb.