Сверточные коды. 4 Дисер с 15 СК и Мягкое дек с 55. Программноаппаратная реализация оптимального алгоритма декодирования каскадных кодов на базе кодов рида соломона в адаптивных системах обмена данными

• Название: Программноаппаратная реализация оптимального алгоритма декодирования каскадных кодов на базе кодов рида соломона в адаптивных системах обмена данными
• Анкор: Сверточные коды
• Дата: 09.03.2020
• Размер: 5.5 Mb.
• Имя файла: 4 Дисер с 15 СК и Мягкое дек с 55.docx
• Тип: Диссертация; #111324
• страница: 19 из 21

Результаты натурных испытаний

Натурные испытания проводились на открытой местности с использованием приборов радиолинии, в состав которых вошла разработанная АСК. Замерить уровень дестабилизирующих факторов, действующих в канале связи, в реальных условиях не представляется возможным. В этом случае опираться приходится только на статистику, собранную декодером.

Основным элементом боевого модуля, над которым проходились натурные испытания, является ПЛИС Cyclone III EP3C120F780I7, которая имеет значительно меньшую емкость и быстродействие, нежели ПЛИС Stratix III EP3SL1501152, на которой проводились лабораторные испытания. В связи с этим, в боевом режиме испытывались коды с автоматической адаптацией только в режиме BPSK-модуляции, так как для обработки сигналов с другими типами модуляции мощности указанной ПЛИС недостаточно.

Испытания проводились на открытом пространстве с помощью двух мобильных станций с установленным на них оборудованием СПК. Между двумя станциями, находящимися друг от друга на расстоянии порядка 28 км, был организован радиоканал. На карте (рисунок 4.9) обозначены места развертывания радиостанций.

Рисунок 4.9 – Карта местности, на которой проводились испытания
Испытания показали, что для организации связи между двумя абонентами с использованием разработанной АСК в режиме BPSK-модуляции, достаточно использовать наименее избыточные коды РС с корректирующей способностью t= 1 … 5. При этом средняя скорость передачи данных составила 13-17 Мбит/с.

Более подробные статистические данные можно извлечь из журнала работы прибора (рисунок 4.10). Основные показатели кодека выделены подчеркиванием.



Рисунок 4.10 – Журнал работы прибора

На рисунке 4.10 использованы следующие условные обозначения:

• 
  ff – количество неверно декодированных сообщений за сеанс связи;
  
• 
  sf – количество успешно принятых сообщений за сеанс связи;
  
• 
  sum – суммарное количество кодовых символов, принятых с ошибкой;
  
• 
  max – максимальное количество искаженных символов в блоке РС;
  
• 
  blk – количество кодовых блоков, принятых за сеанс связи;
  
• 
  cs – количество успешно принятых сообщений за время работы канала;
  
• 
  cf – количество сообщений, принятых с ошибкой за время работы канала.
  

Также в журнале отражены скорость обмена данными и текущий режим кодирования (цифра 3 означает, что текущий режим кодирования – код РС с корректирующей способностью t = 3). Как видно из статистики, благодаря адаптивной подстройке кодека количество неверно декодированных сообщений (cf) за все время работы канала (более часа) составило всего 383, при том, что успешно принятых было 146419 сообщений, то есть потери составили 0,36%. Все неверно принятые сообщения были перевыданы в канал системой гарантированной доставки в следующих сеансах связи. Из-за наличия таких перевыдач, а также из-за вынужденной смены режима кодирования, вследствие ухудшившейся помеховой обстановки в канале связи, скорость передачи данных снизилась с 16,56 Мбит/с до 12,52 Мбит/с.

Стоит также отметить, что испытания проводились в условиях сильного тумана (видимость менее 25 м), при этом расстояние между абонентами составило порядка 28 км.

4. Выводы по главе

1. 
   Благодаря проведенным лабораторным испытаниям, удалось выделить 26 режимов адаптации АСК, в которых подстройка проводилась не только за счет выбора различных параметров кода РС, но и за счет изменения параметров модуляции. Диапазон рабочих скоростей АСК составил от 0,7 Мбит/с до 44,1 Мбит/с при соотношениях сигнал-шум от -3 дБм до 19 дБм.
   
2. 
   Графики BER, полученные в ходе лабораторных испытаний, соответствуют теоретически предсказанным и не вступают с ними в противоречие.
   
3. 
   Проведенные натурные испытания на открытой местности показали эффективность разработанного алгоритма автоматической подстройки режима кодирования. Благодаря алгоритму адаптации, кодек обеспечил уверенную связь на расстоянии порядка 28 км в условиях сильного тумана. При этом процент утерянных (перевыданных) сообщений составил всего 0,36%, а средняя скорость передачи данных была равной 14,5 Мбит/с.
   
4. 
   Проведенные испытания позволили определить перспективы развития разработанной АСК, а именно, внедрение мягких методов декодирования в каскадные конструкции кодов и использование перспективных методов цифровой модуляции.