Системы радиосвязи и сети телерадиовещания.-5

Рис. 13.6. Параметры RS Encoder-Decoder

Рис. 13.7. Параметры DVB Inner Deinterleaver (Buffer3)

Рис. 13.8. Параметры QPSK модулятора

Рис. 13.9. Параметры OFDM modulator-demodulator

Рис. 13.10. Прарметры 16-QAM модулятора

Рисунок 13.11. Параметры OFDM modulator-demodulator

Рис. 13.12. Зависимость BER от SNR для системы DVB-H при использовании QPSK

(синий) и 16-QAM (красный).

При исследовании зависимости битовой вероятности битовой ошибки от отношения сигнал/шум рассматриваемой системы мобильного вещания были сняты изображения спектра передаваемого сигнала и диаграммы созвездий QPSK и 16-QAM исследуемой системы при SNR равном 1 дБ, 18 дБ.

Рис. 13.13. Спектр OFDM-сигнала и диаграмма созвездий QPSK при SNR=1 дБ

Рис. 13.14. Спектр OFDM-сигнала и диаграмма созвездий QPSK при SNR=18Б

Рис. 13.15. Спектр OFDM-сигнала и диаграмма созвездий 16-QAM при SNR=1 дБ

Рис. 13.16. Спектр OFDM-сигнала и диаграмма созвездий 16-QAM при SNR=18Б

В процессе выполнения данной лабораторной работы были изучены основные теоретичиские аспекты системы цифрового мобильного телевизионного стандарта DVB-H

При выполнении практической части работы была построена зависимость битовой вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для QPSK и 16-QAM модуляции. Результат представлен в виде графика (рисунок 3.9).

Были сняты изображения спектра OFDM-символа и диаграммы созвездий QPSK и 16QAM при прохождении сигнала в канале с аддитивным белым гауссовским шумом.

Полученные в результате моделирования данные позволяют сделать вывод о том, что безошибочная передача данных по каналу связи в системе DVB-T возможна при отношении сигнал/шум не менее 18 дБ.

DVB-H является обновлением для основного стандарта, которое решает проблемы мобильного приема. Главное нововведение - timeslicing. Передатчик циклически выдает в эфир пакеты, принадлежащие всем транслируемым каналам по очереди. Передача осуществляется короткими импульсами с использованием максимальной пропускной способности канала. Приемник включается только в определенные моменты, когда необходимо загрузить очередную порцию видеопотока. Это позволило в 10 раз увеличить продолжительность автономной работы портативных телевизоров. Дело в том, что для приема DVB-T применяются довольно сложные чипы, производятся интенсивные математические вычисления. И когда система работает постоянно, без перерыва, то автономность лучших образцов мобильных устройств достигает 20-40 минут. В свою очередь техника, основанная на DVB-H, способна функционировать до 10 часов от одного заряда батареи.

Другая особенность стандарта - высокая помехоустойчивость за счет введения механизма коррекции ошибок. В обычном DVB-T используется разнесенный прием на

несколько антенн, что позволяет системе выбирать наименее поврежденный сигнал. В

портативном устройстве такое решение реализовать труднее.

Третья важная особенность - DVB-H основывается на IP-протоколе, а это значительно упрощает и удешевляет построение вспомогательной инфраструктуры. Возможным становится использование готовых, недорогих программных решений.

14. ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

(ЗАДАНИЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ РАБОТУ)

Помехоустойчивое кодирование является эффективным способом оптимизации ТКС. На практике инженеру проектровщику ТКС приходится решать задачи оптимизации на основе численных расчетов и соответствующего сравнения методов помехоустойчивого кодирования и выбора конкретных методов и соответствующим им кодов. Решение именно

такой задачи положено в основу СР.

Исходные данные заданы в таблице вариантов 5.2:

Цифровая информация передается двоичным кодом. Виды передаваемой цифровой

информации:

ДК - данные компьютерного обмела;

ЦТЛФ - цифровая телефония;

ЦТВ - сообщения цифрового ТВ;

ЦЗВ - сообщения цифрового звукового вещания.

Отношение с/ш на входе демодулятора hб Eб / N0 .

Методы модуляции: ФМ-2, ФМ-4.

Прием - когерентный.

Производительность источника Rист (бит / с).

Полоса пропускания канала FK (кГц).

Вероятность ошибки бита в сообщениях, отдаваемых получателю, не более р.

Допустимая сложность декодера СК (показатель сложности решетки кода) - не более W.

Необходимо:

Выбрать и обосновать выбор корректирующего кода для проектируемой ТКС,

обеспечивающего требуемую вероятность ошибки бита р в сообщениях, отдаваемых получателю, при условии выполнения следующих ограничений:

Полоса частот кодированного сигнала не должна превышать полосу пропускания канала

FK.

При использовании сверточных кодов показатель сложности решетки кода должен быть не более величины W.

Разработать и дать подробное описание структурной и функциональных схем кодера и декодера выбранного кода и обосновать их параметры.

Проанализировать показатели энергетической и частотной эффективности телекоммуникационной системы и сравнить их с предельными значениями эффективности.

4. Сделать заключение по выполненной работе.

Содержание пояснительной записки работы:

Задание и исходные данные.

Описание структурной схемы проектируемой телекоммуникационной системы с указанием мест включения кодера помехоустойчивого кода, модулятора, демодулятора и декодера с подробными пояснениями выполняемых ими функций.

Классификация корретирующих кодов по структуре. Сравнительный анализ преимуществ и недостатков помехоустойчивых блоковых и сверточных кодов. Обоснование применения в проекте сверточных кодов.

Классификация и сравнительный анализ алгоритмов декодирования сверточных кодов.

Обоснование выбора алгоритма Витерби для декодирования СК.

Расчет ширины спектра цифрового сигнала с заданным видом модуляции.

Расчет ширины спектра кодированного цифрового сигнала с заданным видом модуляции в зависимости от скорости кода.

(ограничение 1.2).

Проверочный расчет зависимости вероятности ошибки на выходе декодера выбранного

СК.

Разработка и описание структурных и функциональных схем кодера и декодера выбранного СК.

Заключение с подведением итогов выполненной работы.

Список использованных источников.

Методические указания к выполнению КР Расчет ширины спектра сигнала ФМ-2 (ФМ-4) следует производить по рекомендациям

увеличением избыточности). Поэтому задача оптимизации параметров корректирующего кода состоит в выборе кода со скоростью, при которой ширина спектра кодированного сиг-

нала не превышает заданную полосу пропускания канала. Если требуемая полоса

пропускания канала для передачи ФМ сигнала с информационной скоростью RИСТ равна

Тогда из условия непревышения этой полосой частот сигнала полосы пропускания

Сказанное иллюстрируется рисунком 5.1. Ширина спектра кодированного ФМ сигнала пропорциональна коэффициенту расширения полосы. По мере снижения скорости кода

(возрастания KF ) полоса расширяется и достигает значения полосы пропускания канала. На

этом же рисунке показана зависимость АЭВК от KF (что равноценно скорости кода).

Пересечение кривой полосы с граничным заданным значением FK определяет допустимое

R

соответственно, скорость кода КОД . Первым этапом выбора корректирующего кода.является выбор класса кодов (класс блоковых либо непрерывных (сверточных) кодов).

Используя материалы разделов 8 и 11, рекомендуется аргументированно обосновать выбор класса сверточных кодов для применения в своей работе. Среди алгоритмов декодирования СК по широте практического применения лидирующее место занимает алгоритм Витерби.

Рекомендуется в работе применить именно алгоритм Витерби. В разделе проекта с обоснованием применения этого алгоритма следует привести сведения о сложности реализации алгоритма. Среди кодов, отобранных по критерию скорости в соответствии с формулой (5.1), могут оказаться коды с различной длиной кодового ограничения (и,

соответственно, с различной сложностью декодера). Помехоустойчивость декодирования СК характеризуется величиной ЭВК. В таблицах кодов не приводятся значения ЭВК при определенном уровне вероятности ошибки декодирования. В то же время, величина асимптотического энергетического выигрыша (АЭВК) является верхней оценкой ЭВК.

Поэтому при отборе кодов рекомендуется использовать величины АЭВК, значения которых