Материал: 670_Maglitskij_B.N._Otsenka_vlijanija_iskazhenij_i_pomekh_

налов используется так называемая модуляция в основной полосе частот или симуляция (baseband modulation), известная также как эквивалентный метод низких частот (lowpass equivalent method).

Вероятность ошибки при использовании моделей с полосовой (Passband) и узкополосной (Baseband) модуляцией отличается менее чем на 1%, однако при этом модели с использованием полосовой модуляции требуется несравнимо большее время, для обработки такого же объема данных. Разница в скорости симуляции особенно заметна, при больших значениях несущей частоты.

Еще одним способом, применяемым в MATLAB с целью уменьшить время симуляции процесса, является использование многоканальных сигналов или кадров (Frames). Кадр – это последовательность отсчетов, выстроенная в единый вектор (матрицу столбец). Использование моделирования на основе кадров (Frame-Based processing) можно сравнить с передачей двоичных сигналов в последовательном и параллельном кодах – время затраченное на передачу одного и того же количества значений во втором случае уменьшается кратно размеру используемого кадра (если говорить о параллельном коде, то это число параллельных каналов). Еще одним плюсом использования кадров является то, что при прохождении через различные блок все значения кадра обрабатываются одновременно.

Использование узкополосной модуляции на основе кадров очень значительно увеличивает скорость обработки информации, и по сравнению с полосовой модуляцией, позволяет достичь того же результата за гораздо меньшее время. Кроме того, многие блоки библиотеки Communications Blockset требуют в качестве входного сигнала исключительно Baseband сигнал с определенным размером кадра (например, блок Rician fading Channel – канал с Райсовскими замираниями), что делает использование узкополосной модуляции необходимым условием для моделирования телекоммуникационных систем.

В исследуемой модели используются следующие блоки:

Bernoulli Binary Generator (генератор последовательности импульсов в формате NRZ – имитатор цифрового сигнала): Communications Blockset –

Comm Sources;

BPSK Modulator Baseband (фазовый модулятор в основной полосе ча-

стот): Communications Blockset – Modulation–PM;

BPSK Demodulator Baseband (фазовый демодулятор в основной полосе частот): Communications Blockset – Modulation - PM;

AWGN Channel (канал с аддитивным белым гауссовым шумом): Communications Blockset - Channels;

Multipath Rician Fading Channel (канал с замираниями Райса): Communications Blockset - Channels;

Discrete-Time Eye Diagram Scope (блок наблюдения «глаз –диаграмм»):

Communications Blockset - Comm Sinks;

Discrete-Time Scatter Plot Scope (блок наблюдения сигнальных созвез-

дий): Communications Blockset - Comm Sinks

96

Блок AWGN Channel реализует среду распространения радиоволн в канале с аддитивным белым Гауссовым шумом. Окно параметров блока приведено на рисунке 7.6.

Рисунок 7.6. – Окно параметров блока AWGN Channel

Регулируемыми параметрами блока AWGN Channel являются:

–Mode – тип отношения сигнал/шум;

–Eb/N0 – отношение энергии сигнала на бит к спектральной плотности теплового шума;

–Number of bits per symbol – число бит на символ;

98

–Symbol Period – символьный период;

–Output data type – тип выходных данных.

Блок Multipath Rician Fading Channel реализует канал с замираниями Райса.

1.3. Ознакомление с работой блока «Multipath Rician Fading Channel» 1.3.1. Откройте имитационную модель Multipath Rayleigh and Rician Fad-

ing Channel, выполнив команду commmultipathfading. Данная модель реализует простейшую систему радиосвязи с QPSK и каналами с замираниями Релея и Райса. Схема модели приведена на рисунке 7.7.

Multipath Rayleigh and Rician Fading Channels

Multipath Rician

Fading Channel

Рисунок 7.7. – Схема модели Multipath Rayleigh and Rician Fading Channels

–переведите блоки Multipath Rayleigh Channel, After Rayleigh Fading и After Rician Fading (блоки наблюдения сигнальных созвездий) в режим ожидания от-

крытия при запуске модели;

–установите блок модели Multipath Rician Fading Channel в режим открытия при запуске модели.

Ванализируемой модели цифровой сигнал вырабатывается блоком Bit Source, который создает ПСП импульсов с распределением Бернулли и определенной скоростью передачи и длительностью тактового интервала. Окно параметров этого блока приведено на рисунке 7.8.

99

Рисунок 7.8. – Окно параметров блока Bit Source

Регулируемые параметры блока:

–Probability of a zero – вероятность появления символов «0»;

–Sample time – длительность импульсов ПСП;

–Samples per frame – число переданных бит в кадре;

–Output data type – тип выходных данных.

По умолчанию, в модели скорость передачи данных (bitRate) равна 500 кбит/с, что соответствует скорости символов при QPSK 250 000 символов/с):

bitRate = 500000 bits Per Frame = 200

Блок Multipath Rician Fading Channel реализует среду распространения радиоволн с замираниями Райса для узкополосных систем (в моделях должны использоваться модуляторы в основной полосе частот (Baseband Modulator).

Этот блок целесообразно использовать при моделировании мобильных систем связи, в которых передаваемый сигнал может достигнуть приемника как по прямому пути, так и по путям, создаваемым отраженными лучами.

Окно параметров блока Multipath Rician Fading Channel показано на рисунке 7.9.

100