МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних робіт з дисципліни

"Глобальна інформаційна інфраструктура"

для студентів усіх форм навчання спеціальності

7.092402 – "Інформаційні мережі зв'язку"

ЗАТВЕРДЖЕНО

кафедрою "Мережі зв'язку".

Протокол № 31 від 05.06.

Харків 2006

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни "Глобальна інформаційна інфраструктура" для студентів усіх форм навчання спеціальності 7.092402 – "Інформаційні мережі зв'язку" / Упоряд.: І.М. Пресняков, С.А. Кривенко, О.П. Статівка – Харків: ХНУРЕ, 2006. – 44 с.

Упорядники: І.М. Пресняков,

С.А. Кривенко,

О.П. Статівка

Рецензент Ю.М. Бідний, доцент кафедри "Мережі зв’язку".

ЗМІСТ

Загальні положення 3

1 Імітаційна модель Європейського інституту стандартів зв'язку 5

2 Проект модуля кодування та адаптації швидкості 15

3 Модуль кодування виділеного каналу 19

4 Комутація каналів 30

5 Комутація пакетів 37

Перелік посилань 42

Додаток А 43

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Навчальна дисципліна «Глобальна інформаційна інфраструктура» читається на п'ятому курсі в дев'ятому семестрі студентам напрямку 0924 «Телекомунікації».

Предметом дисципліни є глобальна та національна інформаційна інфраструктури зв'язку.

Мета дисципліни полягає у формуванні системи понять, певної сукупності знань і вмінь: за технологією побудови і функціонування глобальної та національної інформаційної інфраструктури зв'язку; у вирішенні основних проблем реалізації інформаційних інфраструктур, у тому числі, технічних, економічних, організаційних.

Цикл лабораторних робіт присвячений розробці та дослідженню модуля транспортного кодування та адаптації швидкості глобальної мережі стандарту GSM. У роботах застосовуються імітаційні моделі Європейського інституту стандартів зв'язку. Методичні вказівки містять детальні покрокові інструкції для виконання кожного з етапів робіт. Всього передбачено 5 лабораторних робіт. Кожна робота є продовженням попередньої. У результаті виконання всіх робіт студентам необхідно набути практичні навички у вирішенні основних проблем реалізації глобальних інформаційних інфраструктур, у тому числі навчитися працювати зі специфікаціями Європейського інституту стандартів зв'язку.

1 Імітаційна модель європейського інституту

СТАНДАРТІВ ЗВ'ЯЗКУ

1.1 Мета роботи

За стандартом GSM06.53 Європейського інституту ETSI, розробити проект програмного забезпечення імітаційної моделі модуля кодування.

1.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів

За конспектом лекцій, літературою [1] і специфікацією Європейського інституту стандартів зв'язку GSM 06.60:

– пояснити ідеї проекту архітектури, пристосованої для цифрової обробки сигналів;

– пояснити переваги процесора цифрової обробки сигналів.

1.3 Опис лабораторної установки

Для виконання лабораторних робіт необхідна ПЕОМ такої конфігурації:

– IBM PC сумісний процесор типу Pentium 90 MHz або краще;

– операційна система Windows 95/98/NT/2000/ХР;

– оперативний запам’ятовувальний пристрій не менш 16 Mb, рекомендується не менш 32 Mb;

– жорсткий диск, на якому має бути не менш 200 Mb вільного простору;

– Microsoft маніпулятор миша або аналогічний пристрій;

– карта та графічний дисплей VGA або краще з дозволом не менш 800x600;

– гарнітура, що складається із двох телефонів і мікрофона.

Існує імітаційна модель специфікації GSM 06.53. Необхідно дослідити погрішності, внесені модулем кодування при проходженні через нього 21 тестових цифрових послідовностей, пропонованих Європейським інститутом стандартів зв'язку.

Запуск програми, що дозволяє спостерігати та прослуховувати досліджувані звукові файли, виконується за допомогою меню «Пуск». У підменю «Програми» потрібно відкрити відповідний програмний елемент «EDSW». Правила роботи із програмою EDSW наведено в меню «Підказка». На рис. 1.1 наведено вигляд тестової послідовності на вході модуля кодування та виході модуля декодування.

Рисунок 1.1 – Тестова послідовність №2 на вході та виході модуля

кодування стандарту GSM

1.4 Порядок виконання роботи та методичні вказівки щодо її виконання

Крок 1. Відкрити тестовий файл №2 на вході та виході модуля на вході модуля кодування та виході модуля декодування. За допомогою меню команд «Відтворення >Весь сигнал» прослухати тестові послідовності на вході модуля кодування та виході модуля декодування.

Крок 2. За допомогою меню команд «Обробка > Арифметичні операції > Вирахування» простежити від’ємне значення сигналів на вході модуля кодування та виході модуля декодування.

Крок 3. Повторити кроки 1 і 2 для тестових послідовностей 0...20.

Крок 4. Відкрити тестовий файл №7 на вході модуля кодування за допомогою пакета EDSW. Знайти рівень сигналу для трьох відліків цифрової послідовності, зазначених викладачем. Відкрити цей же файл за допомогою іншої програми, наприклад, Far і знайти рівень сигналу для тих же трьох відліків цифрової послідовності. Зрівняти отримані результати. Повторити цей крок з файлом на виході модуля декодування, який створити за методикою, наведеної нижче.

Крок 5. Розробити новий проект у середовищі „Microsoft Visual C++”. Проект програмного забезпечення модуля кодування стандарту GSM складається з трьох проектів: модулів кодування, декодування і інтерфейсу між ними.

Запуск системи програмування виконати за допомогою меню “Пуск” операційної системи WINDOWS. У меню “Програми” потрібно відкрити відповідну програмну групу “Microsoft Visual C++6.0”. Потім у цій програмній групі вибрана команда “Microsoft Visual C++6.0”. Ім'я папки, в якій зберігатиметься проект, задано у такому вигляді:

Coder XXXXYYZZ,

де XXXX – номер групи (наприклад, IMZ2);

YY – номер студента за списком (студенти з номерами за списком до 10 пишуть свої номери, додаючи зліва 0, наприклад, 01, 02 тощо);

ZZ – будь-які символи: літери або цифри (можуть бути відсутні).

Після закінчення кожного етапу лабораторних робіт папку з файлами проекту необхідно зберігати на дискеті з метою запобігання втрати даних.

Виконати команду File/New і у вікні, що відкрилося, наведеному на рис.1.2, задати: ім'я проекту – прізвище студента; тип проекту – Win32 Console Application і місце зберігання проекту – диск, тека. Кнопка OK затверджує вибір.

Рисунок 1.2 – Атрибути проекту

Крок 6. У відповідь на запрошення, наведене на рис.1.3, позначити прапорцем рядок „An empty project”, кнопкою „Finish” закінчити операції.

Рисунок 1.3 – Тип програми

Крок 7. Підтвердити правильність введеної інформації про новий проект, кнопкою OK у вікні, наведеному на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 – Інформація про новий проект

Крок 8. Виконати команди „Project/Add To Project/Files”. Має з'явитися вікно, наведене на рис. 1.5, яке дозволяє копіювати файли, які зберігаються в теці „DISK1”, в робоче поле проекту, що розробляється.

Рисунок 1.5 – Вікно з файлами, що розміщуються в проекті

Крок 9. В проекті, що розробляється, необхідно зберегти тільки ті файли, які відносяться до модуля кодування. Для цього необхідно вилучити з вікна, яке наведено на рис.1.6, файли з кодами програм проекту модуля декодування і інтерфейсу: Decoder.c, D_homing.c, Ed_iface.c.

Рисунок 1.6 – Простір для розробки проекту програмного забезпечення

Крок 10. Тепер проект модуля кодування необхідно компілювати і запускати на розрахунок, для цього необхідно виконати команди „Build/Build Ім’я_проекту.exe” і „Build/!Execute Ім’я_проекту.exe”. У вікні, яке з’являється, на рис. 1.7 наведено атрибути модуля кодування і правила застосування розробленої програми.

Рисунок 1.7 – Атрибути розробленого модуля кодування

Крок 11. Проекти двох модулів декодування та інтерфейсу між модулями кодування і декодування необхідно виконати аналогічно.

Крок 12. Запуск програми модуля кодування виконати з командного рядка:

Ім’я_проекту.exe Speech.inp sn.cod.

Результати кодування файла Speech.inp будуть записані у файл sn.cod.

Аналогічно необхідно отримати файли на вході і виході модуля декодування для базового та розробленого модулів. Програма для мікропроцесора, що реалізує модуль мовного кодування стандарту GSM, дозволяє досліджувати погрішності, що вносяться модулем кодування при проходженні через нього тестових цифрових послідовностей, у тому числі, пропонованих Європейським інститутом стандартів зв'язку.

Крок 13. Для запуску програми, що дозволяє спостерігати і прослуховувати досліджувані звукові файли, необхідно в меню „Пуск”, в підміню „Програми” відкрити відповідний програмний елемент „EDSW”.

Тестові файли на вході і виході відкрити відповідно до інструкцій, наведених у меню команд „Підказка” пакета „EDSW”. Вигляд сигналів наведено на рис. 1.8.

Рисунок 1.8 – Тестова послідовність на вході модуля кодування

і виході модуля декодування

Порівняння цифрових послідовностей на виході модуля декодування sn.out, sn.out для базового та розробленого модулів відповідно дозволяє зробити висновок, щодо якості поновлення послідовності Speech.inp.

Крок 14. За допомогою меню команд «Відтворення > Весь сигнал», прослухати цифрові послідовності на виході модуля декодування s.out, sn.out для базового та розробленого модулів відповідно, зробити висновок щодо якості поновлення послідовності Speech.inp.

Крок 15. Виконати розрахунок необхідної швидкодії мікропроцесора, як це наведено на рис. 1.9 для базового варіанта та на рис. 1.10 для розробленого варіанта.

Рисунок 1.9 – Базовий варіант

Рисунок 1.10 – Розроблений варіант

Крок 16. Поповнити конспект лекцій необхідним матеріалом, оформити звіт у робочому зошиті та подати його викладачеві для захисту.

1.5 Зміст звіту

Звіт виконується індивідуально кожним студентом у робочому зошиті і має містити: титульний аркуш, оформлений відповідно до додатка A; мету роботи; опис технології виконання роботи; висновки. Опис технології виконання першої лабораторної роботи має містити методику та результати розрахунку трьох відліків цифрової послідовності на виході модуля декодування.

1.6 Контрольні запитання та завдання

1. Що являють собою аналогові сигнали?

Аналогові сигнали:

A) безупинно міняються в часі;

B) складаються з послідовностей нулів «0» і одиниць «1»;

C) міняються за кроками (ступенями);

D) існують тільки в частотній області.

2. Процесори з гарвардською архітектурою мають:

A) дві окремих шини: одна для програми, одна для даних;

B) єдину об'єднану шину для програми та даних;

С) єдину пам'ять для програми та даних;

D) шини адреси та даних без керування сигналами.

3. Чому цифрова обробка сигналів вимагає спеціального устаткування?

A) воно необхідно для виконання як аналогових, так і цифрових функцій;

B) мікропроцесори загального призначення не можуть виконувати операції множення, додавання та накопичення (A=B*C+D) досить швидко;

C) мікропроцесори загального призначення можуть складати, але не можуть множити;

D) цифрове підсумовування має використати спеціальні методи.

4. Чому легше поліпшувати властивості системи цифрової обробки сигналів, ніж її аналогового двійника?

A) їх легше переконструйовувати;

B) виробники часто розробляють нові процесори;

C) вони більш стабільні;

D) вони програмувальні.

5. У порівнянні із цифровими лініями аналогові лінії більш чутливі до:

A) змін вхідного сигналу;

B) конструктивних недоліків;

C) змін температури, старіння та до допусків елементів;

D) програмних помилок.

6. Типова система ЦОС складається з:

A) ЦПОС, пам'яті, АЦП, ЦАП і портів зв'язку;

B) мікропроцесора й пам'яті;

C) мікропроцесора, АЦП і ЦАП;

D) мікропроцесора й допоміжного запам'ятовувального пристрою.

7. Чому необхідно використати АЦП з ЦПОС?

A) це дозволяє більш точно обробляти цифрові дані;

B) ЦПОС можуть обробляти тільки цифрові дані;

C) процес перетворення усуває зайві цифрові дані;

D) цей процес стискає сигнал.

8. Яка головна функція асемблерів в удосконалюванні конфігурації ЦПОС?

A) автоматизувати процес конструювання ЕПОС;

B) перетворити програму, подану у вигляді тексту, у машинну мову ЕПОС;

C) перевіряти функціональні можливості пристроїв ЦОС;

D) перетворювати сигнали в потоки даних для ЦПОС.

9. У чому розбіжності між процесорами з фіксованої комою (ФК) і плаваючої комою (ПК)?

A) прилади з ПК працюють у меншому діапазоні чисел, ніж прилади з ФК;

B) прилади з ФК працюють у меншому діапазоні чисел, ніж прилади з ПК;

C) прилади з ФК більш точні, ніж прилади з ПК;

D) прилади з ПК застосовуються в аналогово-цифровому перетворенні.

10. ЦПОС сімейства TMS320C5X мають такі властивості:

A) модифікована гарвардська архітектура, 16-розрядна арифметика з ФК;

B) гарвардська архітектура, 32-розрядна арифметика з ПК,

C) архітектура фон Неймана, 32-розрядна арифметика з ФУ,

D) архітектура фон Неймана, 16-розрядна арифметика з ФК.