17. Моделирование каналов связи в системе Matlab. Примеры. Моделирование каналов в системе matlab

Моделирование системы коммуникации включает обязательное моделирование канала, основанное на его математическом описании. Очевидно, что различные каналы систем передачи информации имеют различные свойства и моделируются по-своему. В моделировании модель канала включается либо непосредственно между передатчиком и приемником (линия связи), либо между кодером и декодером (канал передачи данных). Обязательным требованием является включение в модели коммуникационных каналов шумов, замираний, интерференций и другие видов искажений в передаваемые сигналы. Названные требования случаев учтены в моделях каналов, представленных набором специальных М-функций, собранных в пакете Communications Toolbox, и библиотекой блоков Communications Blockset в приложении визуального моделирования Simulink.

Библиотека блоков моделирования включает в себя несколько моделей канала для бинарных, вещественных и комплексных сигналов. В её состав входят разделы: каналы с аддитивным белым гауссовским шумом (AWGN); бинарные симметричные каналы (BSC); каналы с релеевскими и райсовскими замираниями, которые моделируют реальные эффекты мобильной связи (fading channels). Подобные по характеристикам (и по названиям) М-функции входят в состав пакета Communications Toolbox.

Аддитивный Канал с Нормальным Белым Шумом (awgn Channel)

Простейшей, и наиболее часто используемой моделью является Аддитивный Канал с Нормальным Белым Шумом (AWGN Channel)

Аддитивный белый гауссовский шум (АБГШ, англ. AWGN) — вид мешающего воздействия в канале передачи информации. Характеризуется равномерной спектральной плотностью, нормально распределённым значением амплитуды и аддитивным способом воздействия на сигнал. Наиболее распространённый вид шума, используемый для расчёта и моделирования систем радиосвязи. Термин «аддитивный» означает, что данный вид шума суммируется с полезным сигналом. В противоположность аддитивному, можно указать мультипликативный шум — шум, перемножающийся с сигналом.

Ниже приведен пример использования модели AWGN – канала для построения цифрового канала связи с двоичной фазовой манипуляцией (BPSK)

Блок-схема состоит из следующих блоков:

Bernoulli Binary Generator случайные дискретные сигналы. Источник случайного двоичного сигнала с законом распределения Бернулли (Bernoulli binary) позволяет моделировать псевдослучайные двоичные последовательности. Источник случайных целых чисел, распределенных по закону Пуассона (Poison Integer Generator) удобен при моделировании шумов в двоичных каналах передачи.

BPSK Modulator Baseband - модулятор осуществляет преобразование бит (0 и 1) в сигнальные точки (1 -1).

AWGN, Add White Gaussian Noise - канал с аддитивным гауссовским белым шумом.

BPSK Demodulator Baseband - демодулятор сигнальных точек имитирует «жёсткие» решения о переданных битах на основе анализа знака на выходе канала AWGN.

Двоичные данные на Принятая последовательность

входе cистемы связи с BPSK на выходе системы связи

Сигнальное созвездие BPSK Принятый сигнал с BPSK,

в пространстве сигналов