Материал: 670_Maglitskij_B.N._Otsenka_vlijanija_iskazhenij_i_pomekh_
4.Изучить принцип работы скремблера
5.Подготовить ответы на контрольные вопросы;
Выполнение работы
1 Постройте модель системы связи с BPSK и АБГШ – каналом (блоки Bernoulli Binary Generator, BPSK Modulator/Demodulator, AWGN Channel, Error Rate Calculation, Display, Discrete – Time Scatter Plot Scope, Discrete – Time Eye Diagram Scope) (рисунок 3.1);
Bernoulli |
BPSK |
|
BPSK |
Tx |
|
|
|
|
Error Rate |
||||
Binary |
Modulator |
AWGN |
Demodulator |
|
||
Rx |
Calculation 1 |
|||||
Bernoulli |
|
|
|
|||
Generator |
Baseband 1 |
|
Baseband 1 |
|
|
|
Binary |
|
|
|
|
|
|
|
AWGN |
|
|
|
|
|
Channel |
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
Convolutional |
BPSK |
|
BPSK |
Viterbi |
|
Modulator |
AWGN |
Demodulator |
|||
Encoder |
Decoder |
||||
Baseband 2 |
|
Baseband 2 |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Display 1 |
|
|
|
AWGN |
|
|
|
|
|
Channel |
|
|
|
|
|
|
Tx |
00..000000 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Error Rate |
|
|
|
|
Rx |
Calculation 2 |
|
|
Discrete- |
|
Discrete- |
|
|
|
|
Time Scatter |
Display 2 |
||
|
Time Scatter |
|
|||
|
|
Plot Scope 2 |
|
||
|
Plot Scope 1 |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
Discrete-Time |
|
Discrete-Time |
|
|
|
Eye Diagram |
|
Eye Diagram |
|
|
|
Scope 1 |
|
Scope 2 |
|
Рисунок 3.1. – Схема лабораторной модели
В лабораторной модели используется блок сверточного кодера Convolutional Encoder из библиотеки Commnications Blockset – Error Detection fnd Correction – Convolutional, а также блок декодера Viterbi Decoder. Используя дан-
ные таблицы 3.1, настройте параметры блоков модели;
Таблица 3.1. – Параметры блоков модели
Bernoulli Binary Generator |
|
|
(Имитатор ЦС – генератор случайного сигнала в формате NRZ) |
||
Initial seed- номер ПСП |
|
61 |
Simple time – период двоичных символов |
|
1.0 |
Frame based outputs |
|
Флажок |
61 |
|
|
Samples per frame |
|
10 |
|
|
|
Output data type |
|
|
double |
||
Модулятор BPSK (BPSK Modulator Baseband) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Main: |
|
|
|
|
|
Phase offset (rad) |
|
0 |
|
|
|
Data Types |
|
|
doudle |
||
Демодулятор BPSK (BPSK Demodulator Baseband) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Main: |
|
|
|
|
|
Phase offset (rad) |
|
0 |
|
|
|
Decesion type |
|
|
Hard decision |
||
Data Types |
|
|
|
|
|
Output: |
|
|
double |
||
Mode: |
|
|
|
|
|
Derotate factor |
|
|
Same word length as in- |
||
|
|
|
put |
||
|
|
|
|
|
|
Счетчик ошибок №1 (Error Rate Calculation) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Receive delay |
|
34 |
|
|
|
Computation mode |
|
|
Entire frame |
||
Output data |
|
|
Port |
||
Stop Simulation |
|
1000 |
|
|
|
Maximum number of Symbols |
|
|
2 х 107 |
||
Регистратор ошибок (Display) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Режим |
|
|
Short-e |
||
Счетчик ошибок №2 (Error Rate Calculation) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Receive delay |
|
0 |
|
|
|
Computation mode |
|
|
Entire frame |
||
Output data |
|
|
Port |
||
Stop Simulation |
|
1000 |
|
|
|
Maximum number of Symbols |
|
|
2 х 107 |
||
Регистратор ошибок (Display) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Режим |
|
|
Short-e |
||
Decimation |
|
1 |
|
|
|
Имитатор канала с Гауссовским шумом ( AWGN Channel) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Initial seed |
|
61 |
|
|
|
Mode: |
|
|
Signal to noise ratio |
||
|
|
|
(Eb/N0) |
||
(Eb/N0) (dB) |
|
|
По ходу выполнения |
|
|
|
|
|
работы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
62 |
|
|
|
|
|
Number of bits per Symbol |
1 |
|
|
Input signal power. Referenced to 1 Ohm (Watts) |
1 |
|
Блок наблюдения глаз-диаграмм Discrete-Time Eye Diagram Scope
Samples per symbol |
4 |
Offset (Samples) |
0 |
Symbol per trace |
1 |
Traces per trace |
400 |
New traces per displayed |
10 |
Блок наблюдения сигнального созвездия Discrete-Time Scatter Plot Scope
Samples per symbol |
1 |
Offset (samples) |
0 |
Points displayed |
400 |
New points per display |
10 |
Параметры модели (Simulation) |
|
|
|
Start time |
0.0 |
Stop limit |
1000.0 |
Type |
Variable-step |
В блоке Convolutional Encoder сохраните настройки, установленные по умолчанию: решетка кода (Trellis structure) poly2trellis (7, [171 133], режим работы Continuos (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 – Настройки блока Convolutional Encoder
В блоке Viterbi Decoder задайте жесткие решения (Hard decision) для параметра Decision type.
ВАЖНО! В блоке оценки коэффициента ошибок задайте задержку приема (Receive delay) равной глубине просмотра (Traceback depth), установленной в декодере Витерби и увеличьте максимальное число обрабатываемых символов Maximum number of symbols) до 2e7 (рисунок 3.3)
63
Рисунок 3.3. – Параметры блока Error Rate Calculation
2.Оценка сигнальных созвездий и глаз-диаграмм в контрольных точках модели
2.2.Установите значение Eb/N0 = 4 дБ в блоке AWGN Channel;
2.3.Запустите модель;
2.4.Зафиксируйте значение коэффициента ошибок и объясните полученный результат;
2.5.Повторите измерения при Eb/N0 = 3.5 дБ;
2.6.Объясните полученные результаты и зарисуйте глаз – диаграммы созвездия в отчет по лабораторной работе;
2.7.Снимите зависимости коэффициента ошибок в каналах без кодирова-
ния и с кодированием от отношения Eb/N0 , изменяя последнее в диапазоне
3.0…4.3 дБ с шагом 0.2 дБ;
3.Сравнительный анализ энергетической эффективности ВPSK при отсутствии и наличии кодирования и для случая блочного кодирования
3.1.Запустить программу MATLAB;
3.2.В командном окне набрать команду >> BERTool
3.3.Используем закладку Theoretical. В ее полях выбираем нужные параметры расчета (рисунок 3.4);
64
Рисунок 3.4. – Окно Bit Rate Analysis Tool
3.4. Выполните команду Plot, которая рисует график зависимости коэффициента ошибок от отношения сигнал/шум. На графике для каждой зависимости отображается легенда с именем графика (рисунок 3.5);
Рисунок 3.5. – Результат вычислений
65