Материал: 670_Maglitskij_B.N._Otsenka_vlijanija_iskazhenij_i_pomekh_
2.Анализ влияния межсимвольной интерференции на помехоустойчивость цифровой системы связи.
Подготовка к работе:
1.По указанной литературе изучить принципы измерения энергетической эффективности методов модуляции;
2.Изучить причины появления МСИ в ЦСРС;
3.Подготовить бланк отчета по лабораторной работе;
4.Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Выполнение работы:
1.Запустите программу MATLAB, откройте окно библиотеки Simulink, создайте окно для новой модели;
2.Постройте модель ЦСРС для проведения исследования (рисунок 6.1);
AWGN |
Tx |
|
|
Channel |
Rx |
|
Bernoulli |
BPSK |
|
BPSK |
Error |
|
|
|||||
Manual Switch |
Demodulator |
Rate |
|||
Binary |
|||||
Modulator |
|||||
|
Baseband |
Calculation |
|||
Generator |
|
||||
Baseband 1 |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Digital |
|
|
|
|
Filter |
|
|
|
BPSK |
Digital Filter |
Discrete Time |
Discrete Time |
|
Scalter Plot |
Scalter Plot |
|||
|
||||
Modulator |
|
Shope 2 |
Shope 3 |
|
Baseband 2 |
|
|
|
Discrete Eye |
Discrete Time |
Discrete Eye |
Discrete Eye |
|
Time Diagram |
||||
Time Diagram |
Scalter Plot |
Time Diagram |
||
Scope 3 |
||||
Scope 1 |
Shope 1 |
Scope 2 |
||
|
Рисунок 6.1. – Схема лабораторной модели
0.0000 |
0.0000 |
0.0000 |
Display
Принцип работы лабораторной модели:
Цифровой сигнал в формате NRZ, генерируемый блоком Bernoulli binary generator (генератор ПСП) поступает на вход модулятора BPSK. Изменение вероятности двоичных символов производится путем установки вероятности нуля «р = …». При этом вероятность появления единиц равна «1 – р». Блок AWGN Channel имитирует канал с белым гауссовым шумом. Для регистрации коэф-
86
фициента ошибок используется блок Error Rate Calculation с индикатором Display. Для анализа сигналов используются блоки наблюдения сигнальных созвездий и глаз – диаграмм.
Местонахождение отдельных блоков в библиотеке Simulink, используемых при моделировании:
Bernoulli Binari Generator: Communication Blockset – Comm Sources – Data Sources;
BPSK Modulator Baseband: Communication Blockset – Modulation – Digital Basedand Modulation – PM;
AWGN Channel: Communication Blockset – Channel –AWGN Channel; Error Rate Calculation: Communication Blockset – Commsinks – Error
Calculation;
Display: Simulink – DSP Blockset – DSP Sincs – Display;
Digital Filter: Signal Processing Blockset – Filtering – Filter designs – Digital Filter;
Manual Switch: Simulink – Signal Routing;
Spectrum scope: Simulink – DSP Blockset – Sincs – Spectrum Scope; Discrete Time Eye Diagram Scope: Communication Blockset – Com Sinks; Discrete Time Scatter Scope: Communication Blockset – Com Sinks.
3. Установить параметры блоков модели (таблица 6.1):
Таблица 6.1. – Параметры блоков лабораторной модели
Bernoulli Binary Generator
|
Initial seed– номер ПСП |
61 |
|
|
Probability of a zero |
0.5 |
|
|
Simple time – период двоичных |
1.0 |
|
|
символов |
|
|
|
|
|
|
|
Frame based outputs |
Флажок |
|
|
Samples per frame |
1 |
|
|
Output data type |
double |
|
|
Модулятор BPSK (BPSK Modulator Baseband) |
|
|
|
|
|
|
|
Main: |
|
|
|
Phase offset (rad) |
pi |
|
|
Data Types |
double |
|
|
Демодулятор BPSK (BPSK Demodulator Baseband) |
|
|
|
|
|
|
|
Main: |
|
|
|
Phase offset (rad) |
pi |
|
|
Decision type |
Hard decision |
|
|
|
|
|
|
87 |
|
|
|
Data Types |
|
|
|
|
|
Output: |
|
double |
||
|
Mode: |
|
|
|
|
|
Derotate factor |
|
Same word length as input |
||
|
|
|
|
|
|
|
Счетчик ошибок (Error Rate Calculation) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Receive delay |
|
По ходу работы |
||
|
Computation mode |
|
Entire frame |
||
|
Output data |
|
Port |
||
|
Stop Simulation |
|
Галочка |
||
|
Maximum numbers of symbols |
|
1e5 |
||
|
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, дБ |
|
|
По ходу работы |
|
|
Input signal power. Referenced to 1 Ohm |
|
|
По ходу работы |
|
|
(Watts) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Symbol period |
|
1 |
|
|
|
Number of bits per Symbol |
|
1 |
|
|
|
Блок наблюдения глаз-диаграмм Discrete–Time Eye Diagram Scope |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Samples per symbol |
|
4 |
|
|
|
Offset (Samples) |
|
0 |
|
|
|
Symbol per trace |
|
1 |
|
|
|
Traces per trace |
|
1000 |
|
|
|
New traces per display |
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В исследуемой модели межсимвольная интерференция вводится путем ограничения полосы частот модулированного сигнала блоком цифрового филь-
тра Digital Filter.
88
4.Задайте нерекурсивный фильтр (Transfer function type: FIR) и импульсную характеристику (ИХ) фильтра, вызывающую слабую МСИ, создав в главном окне MATLAВ переменную h = [0.05 1 0.05] и указав ее идентификатор h
в поле Numerator coefficients блока фильтра.
5.Откройте окно параметров блока Digital Filter (рисунок 6.2);
Рисунок 6.2. – Окно параметров блока Digital Filter
5.1. Откройте вкладку View Filter Response (рисунок 6.3) и пронаблюдайте частотную характеристику фильтра;
Рисунок 6.3. – Частотная характеристика фильтра
5.2. Установите удобные для дальнейшего анализа параметры частотной характеристики, щелкнув правой кнопкой мыши по изображению частотной характеристики фильтра (рисунки 6.4, 6.5).
89
Рисунок 6.4. – Параметры фильтра на вкладке Analysis Parametrs
Рисунок 6.5. – Параметры фильтра вкладке Sampling Frequency
Полученную частотную характеристику фильтра зарисуйте в отчет по работе.
5.3. Пронаблюдайте и зарисуйте в отчет по работе импульсную характеристику фильтра. Рассчитайте ширину основного лепестка спектра сигнала BPSK с учетом заданных параметров ЦС в исследуемой модели. Полученный результат используйте при анализе сигнальных созвездий и глаз – диаграмм на следующих этапах анализа. Закройте окно параметров блока Digital Filter
6. Рассматриваемая модель не содержит аналоговых блоков, поэтому целесообразно использовать режим моделирования с дискретным временем. Для этого откройте окно параметров моделирования командой меню SimulationConfiguration Parameters и для параметров Type и Solver в разделе Solver options выберите Fixed Stop и discrete (no continuous) соответственно.
90