Исследование зависимости помехоустойчивости разноскоростных каналов с разными типами модуляции от скорости передачи данных

31

Properties, Show Axes Properties, Show Figure Properties – показать свойства отображения, осей и фигуры в нашем случае не используются.

Switch – блок переключателя. Назначение: выполняет переключение входных сигналов по сигналу управления. Параметры: Threshold –

Порог управляющего сигнала. Если сигнал управления, подаваемый на средний вход меньше, чем величина порогового значения Threshold, то на выход блока проходит сигнал с первого (верхнего) входа. Если сигнал управления превысит пороговое значение, то на выход блока будет поступать сигнал со второго

(нижнего) входа.

Pulse Generator – блок источника импульсного сигнала. Назначение:

Формирование прямоугольных импульсов. Параметры: Pulse Type –

способ формирования сигнала: Time-based – по текущему времени,

Sample-based – по величине модельного времени и количеству расчетных шагов;

Amplitude – амплитуда, Period – период. Задается в секундах для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type, Pulse width –

ширина импульсов. Задается в % по отношению к периоду для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type, Phase delay –

фазовая задержка. Задается в секундах для Time-based Pulse Type или в шагах модельного времени для Sample-based Pulse Type, Sаmple time – шаг модельного времени. Задается для Sample-based Pulse Type.

Display – блок цифрового дисплея. Назначение: отображает значение сигнала в виде числа. Параметры: Format – формат отображения данных.

Параметр Format может принимать следующие значения: short – 5

значащих десятичных цифр, long – 15 значащих десятичных цифр, short_e –5

значащих десятичных цифр и 3 символа степени десяти, long_e – 15 значащих десятичных цифр и 3 символа степени десяти, bank – "денежный" формат. Формат с фиксированной точкой и двумя десятичными цифрами в дробной части числа;

Decimation – кратность отображения входного сигнала, при Decimation = 1

отображается каждое значение входного сигнала, при Decimation = 2 отображается

32

каждое второе значение, при Decimation = 3 – каждое третье значение и т.д; Sample time – шаг модельного времени. Определяет дискретность отображения данных;

Floating display (флажок)– перевод блока в “свободный” режим. В данном режиме входной порт блока отсутствует, а выбор сигнала для отображения выполняется щелчком ЛВМ на соответствующей лини связи. В этом режиме для параметра расчета Signal storage reuse должно быть установлено значение off (вкладка

Advanced в окне диалога Simulation parameters…).

MatLab Fcn – блок задания функции. Назначение: задает выражение в стиле языка программирования MatLab. Параметры: MatLab function – Выражение на языке MatLab. Output dimensions –

размерность выходного сигнала. Значение параметра минус 1 предписывает блоку определять размерность автоматически. Output signal type – тип выходного сигнала.

Выбирается из списка: real – действительный сигнал, complex – комплексный сигнал, auto – автоматическое определение типа сигнала; Collapse 2-D results to 1-D

– преобразование двумерного выходного сигнала к одномерному.

Subsystem – виртуальная и монолитная подсистемы. Доступ к окну параметров подсистемы осуществляется через меню Edit командой

Block Parameters. Параметры: Show port labels – показать метки портов, Treat as atomic unit (флажок) – считать подсистему монолитной. Таким образом, блоки виртуальной и монолитной подсистем – это один и тот же блок,

отличающийся значением данного параметра. Access – доступность подсистемы для изменений. Выбирается из списка: ReadWrite – пользователь может открывать и изменять подсистему, ReadOnly – пользователь может открывать подсистему только для просмотра, NoReadOrWrite – пользователь не может открывать и изменять подсистему; Name of error callback function – имя функции используемой для обработки ошибок возникающих в данной подсистеме.

Inport – блок входного порта. Назначение: создает входной порт для подсистемы или модели верхнего уровня иерархии. Параметры: Port number – номер порта, Port dimensions – размерность входного сигнала. Если этот

33

параметр равен –1, то размерность входного сигнала будет определяться автоматически, Sample time –шаг модельного времени, Data type – тип данных входного сигнала: auto, double, single, int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32 или

Boolean$ Signal type – Тип входного сигнала: auto – автоматическое определение типа, real – действительный сигнал, complex – комплексный сигнал; Interpolate data

(флажок) –интерполировать входной сигнал. В случае, если временные отсчеты входного сигнала считываемого из рабочей области MatLab не совпадают с модельным временем, то блок будет выполнять интерполяцию входного сигнала.

При использовании блока Inport в подсистеме данный параметр не доступен.

Outport – блок выходного порта. Назначение: создает выходной порт для подсистемы или для модели верхнего уровня иерархии. Параметры: Port number – номер порта; Output when disabled – вид сигнала на выходе подсистемы, в

случае если подсистема выключена. Используется для управляемых подсистем.

Может принимать значения (выбираются из списка): held – выходной сигнал подсистемы равен последнему рассчитанному значению, reset – – выходной сигнал подсистемы равен значению задаваемому параметром Initial output; Initial output -

значение сигнала на выходе подсистемы до начала ее работы и в случае, если подсистема выключена. Используется для управляемых подсистем.

Mux – блок мультиплексора. Назначение: объединяет входные сигналы в вектор. Параметры блока: Number of Inputs – количество входов; Display option – способ отображения, выбирается из списка: bar – вертикальный узкий прямоугольник черного цвета; signals – прямоугольник с белым фоном и отображением меток входных сигналов; none – прямоугольник с белым фоном без

отображения меток входных сигналов.

Demux – блок демультиплексора. Назначение: разделение входного векторного сигнала на составляющие (последовательного представления в параллельное). Параметры блока: Number of output – количество выходов; Display option – способ отображения выбирается из списка: bar – вертикальный узкий прямоугольник черного цвета; none – прямоугольник с белым фоном без отображения меток входных сигналов. Флажок Bus Selection Mode – режим

34

разделения векторных сигналов в шине, используется для разделения сигналов,

объединенных в шину.

Enabled and Triggered Subsystem (ET-подсистема) – управляемая уровнем и фронтом сигнала подсистема. Подсистема включается фронтом сигнала поступающего на T-вход системы при наличии

положительного сигнала на E-входе системы. Выполняет вычисления только на том шаге моделирования, где произошло изменение управляющего сигнала на T-входе.

Параметр States when enabling блока Enable не оказывает влияния на работу ET-

подсистемы. Оба управляющих сигнала могут быть векторными.

Trigonometric Function – блок вычисления тригонометрических функций.

Назначение: выполняет вычисление тригонометрической функции.

Параметры: Function – вид вычисляемой функции (выбирается из списка): sin, cos, tan, asin, acos, atan, atan2, sinh, cosh и tanh; Output signal type – тип выходного сигнала (выбирается из списка): auto – автоматическое определение типа, real – действительный сигнал, complex - комплексный сигнал. При векторном или матричном входном сигнале блок выполняет поэлементное вычисление заданной функции.

Multiport Switch – блок многовходового переключателя. Назначение:

выполняет переключение входных сигналов на выход по сигналу управления, задающему номер активного входного порта. Параметры блока: Number of inputs – количество входов; флажок Show additional

parameters – показать дополнительные параметры, в нашем случае не используется.

Блок Multiport Switch пропускает на выход сигнал с того входного порта, номер которого равен текущему значению управляющего сигнала.

35

4 Экспериментальное задание

1Собрать Sim-модель для исследования в соответствии с рисунком 2.1.

2Выставить параметры блоков источника сигналов Sim-модели, для Random Number1 Mean=0, Variance=1, Seed=11, Sample time=0,5 и для Random Number2 Mean=0, Variance=1; Seed=13, Sample time=1.

3Выставить параметры остальных блоков, согласовать с исходными параметрами блока источника случайного сигнала с нормальным распределением.

4Пронаблюдать и зафиксировать основные осциллограммы,

иллюстрирующие работу каналов BPSK и QPSK манипуляций.

5 Модифицировать функциональную схему QPSK в 8-PSK, пронаблюдать

диаграммы, сделать выводы.

6Зафиксировать все результаты работы в таблице 1.

7Проанализировать зависимости помехоустойчивости от скорости передачи, соотношения сигнал/шум, сделать выводы.

8Ответить на контрольные вопросы.

9Написать отчет по проделанной работе.

36

Т а б л и ц а 1 – Результаты работы

37

5 Контрольные вопросы

1Что такое BPSK, QPSK, 8-PSK?

2Объясните работу BPSK, QPSK, 8-PSK модуляторов модема.

3Объясните работу BPSK, QPSK, 8-PSK демодуляторов модема.

4В чем преимущества манипуляций BPSK, QPSK, 8-PSK?

5В чем основной недостаток манипуляций BPSK, QPSK, 8-PSK?

6Изобразите упрощенные функциональные схемы BPSK, QPSK, 8-PSK

модулятора.

7 Изобразите упрощенные функциональные схемы BPSK, QPSK, 8-PSK

демодулятора.

8 Объясните принцип работы формирователя квадратурных модулирующих импульсов фазового манипулятора (фазового кодера).

9 Объясните принцип работы схемы восстановления исходной последовательности импульсов по принятым квадратурным модулирующим импульсам (фазового декодера).

10 Объясните принцип работы детектора ошибок. Каким образом выбирается значение параметра блока усилителя Gain?

11Какую функцию в схеме выполняют блоки фильтров?

12Опишите изменения в спектре сигнала при расширении его длительности во временной области в два раза.

38

Список использованных источников

1 Цифровая техника в радиосвязи: Двухпозиционная фазовая модуляция

(BPSK). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://digteh.ru/WLL/BPSK.php.

2 Цифровая техника в радиосвязи: Четырехпозиционная фазовая модуляция

(QPSK). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://digteh.ru/WLL/QPSK.php.

3 Цифровая техника в радиосвязи: Восьмипозиционная фазовая модуляция

(8-PSK). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://digteh.ru/UGFSvSPS/

modul/8PSK/.

4 Гультяев А.К. MatLab 5.3. Имитационное моделирование в среде

Windows: Практическое пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 400 с.

5Черных И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений. / Под общ. ред. В.Г. Потемкина – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 496 с.

6Дьяконов В.П. MatLab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения. Сер.

Библиотека профессионала. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 800 с.

7 Дьяконов В.П. MatLab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Сер. Библиотека профессионала. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 576 с.