29-10-2014_11-40-41 / Методические указания по выполнению лабораторной работы ___1 (ОТС)

Методические указания к выполнению лабораторной работы №1 по дисциплине «Общая теория связи»

Имитационное моделирование системы передачи дискретных сообщений

Красноярск

Золотухин, В.В.

Методические указания к выполнению лабораторной работы №1 «Имитационное моделирование системы передачи дискретных сообщений» по дисциплине «Общая теория связи» / В.В. Золотухин. – Красноярск, 2011. – 22 с.

В данных методических указаниях к лабораторной работе по дисциплине «Общая теория связи» студенты осваивают один из наиболее распространенных методов исследования сложных систем – имитационное моделирование. В качестве программного обеспечения используется имитационная модель ARM5.1, позволяющая оценить вероятность ошибки на выходе дискретного канала СПДС при использовании различных видов модуляции и параметрах непрерывного канала связи.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 210700.62.

© В.В. Золотухин

Цель работы: изучение имитационного моделирования системы передачи дискретных сообщений с использованием программы ARM5.1, исследование возможностей и параметров программы, имитационной модели, исследование помехоустойчивости различных видов модуляции методом имитационного моделирования.

Задание на лабораторную работу: в соответствии с заданием на курсовое проектирование требуется исследовать параметры системы передачи дискретных сообщений, в частности, среднюю вероятность ошибки на выходе СПДС при различных видах модуляции. Определить наиболее помехоустойчивый вид модуляции.

Таблица 1 – Исходные данные на лабораторную работу согласно номеру варианта

Порядок выполнения лабораторной работы:

1.Получить у преподавателя или взять из таблицы исходные данные, необходимые для выполнения лабораторной работы.

2.Рассчитать требуемую скорость передачи СПДС и выбрать подходящий тип модема. Это необходимо для дальнейшего определения вида модуляции, используемого модемом. Для выбора подходящего типа модема можно воспользоваться таблицей в приложении к методическим указаниям на курсовое проектирование.

3.Запустить программу ARM 5.1. Файл программы с именем arm.exe находится в папке: Рабочий стол/Для студентов/ОТС/Лабораторная работа 1/ARM5_1/.

4.После запуска программы в главном меню в разделе Структура исследований выбрать Дискретный канал. На экране появится условное графическое изображение основных блоков имитационной модели, подлежащих настройке.

Рисунок 1 - Выбор модели дискретного канала

Рисунок 2 – Окно модели дискретного канала

5.Нажать левой кнопкой мыши на блок Сигнал. В данном блоке есть возможность изменить вероятность 1 и 0 в цифровом потоке данных на входе канала. Данную величину следует установить равной 0.5, что означает равную вероятность появления 1 и 0.

Рисунок 3 – Параметры сигнала

6.Ввести в программу ARM параметры непрерывного канала, к которым относятся: регулярная Hp и случайная Hc составляющие отношения сигнал/шум (в программе они вводятся в разах, а не в децибелах), скорость замираний Q, коэффициент сосредоточенных помех kс, коэффициент импульсных помех kимп.

Рисунок 4 – Ввод параметров непрерывного канала

7.Открыть вкладку «Дискретный канал» и сравнить результаты программы с результатами своих собственных расчетов аналитическим методом.

Рисунок 5 – Параметры дискретного канала

8.Запустить имитационную модель нажатием на блок STAT1, в качестве параметров ввести число прогонов - 1000000 и длину кодовой комбинации – 31.

Рисунок 6 – Выбор параметров имитационной модели

9.По окончании моделирования на экране появится отчет с таблицей распределения ошибок различной кратности и величина эквивалентной вероятности ошибки Pвх.

Рисунок 7 – Результаты имитационного моделирования

10.Построить график зависимости логарифма вероятности ошибки кратности n – lg(Pош(n)) от значения кратности ошибки n.

11.Осуществить повторный прогон имитационной модели при тех же самых параметрах непрерывного канала, но для другого вида модуляции. Всего следует исследовать следующие виды модуляции: АМ (амплитудная модуляция), ФМ (фазовая модуляция), ЧМ (частотная модуляция), ОФМ (относительная фазовая модуляция) и КАМ (квадратурная амплитудная модуляция). Кратность модуляции N для КАМ и ОФМ выбирать в соответствии с используемым типом модема.

12.Определить наиболее помехоустойчивый вид модуляции. Сделать это можно путем сравнения величины Pвх у различных видов модуляции – наиболее помехоустойчивый вид модуляции будет иметь минимальное значение средней вероятности ошибки.

13.По результатам выполнения лабораторной работы составить и представить преподавателю отчет, содержащий: титульный лист, цель лабораторной работы, задание на лабораторную работу, результаты моделирования СПДС и график зависимости lg(Pош(n)) от n, заключение.

14.После проверки отчета преподавателем ответить на контрольные вопросы и сдать отчет преподавателю.

Требования к оформлению отчета: отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист, индивидуальное задание на лабораторную работу, результаты имитационного моделирования (таблицы с данными и графики) и заключение. На титульном листе обязательно должна присутствовать подпись студента – автора работы.

Контрольные вопросы:

1.Имитационное моделирование СПДС.

2.Аналитическое моделирование СПДС.

3.Понятие непрерывного канала, типы и характеристики непрерывных каналов связи.

4.Структурная схема телекоммуникационной системы (ТКС). Функции основных блоков ТКС.

5.Причины возникновения шумов и помех в канале связи.

6.Внешние и внутренние параметры СПДС.

7.Основные постулаты теории информации.

8.Параметры программы ARM.

9.Амплитудная модуляция.

10.Частотная модуляция.

11.Фазовая модуляция.

12.Импульсные виды модуляции.

13.Причины отличия помехоустойчивости при использовании различных видов модуляции.

Список литературы:

1)Шувалов В.П. Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов / В.П. Шувалов, Н.В. Захарченко, В.О. Шварцман и др.; Под ред. В.П. Шувалова. - М.: Радио и связь, 1990. - 464 с.: ил.

2)Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации: Учебник для вузов связи. - М.: Связь, 1979. - 424 с.

3)Зюко А.Г. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, М.В. Назаров, Л.М. Финк. - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1986. – 304 с.

4)Кларк Дж. мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1987. - 392 с.

5)Копничев Л.Н., Алешин В.С. Оконечные устройства документальной электросвязи. - М.: Радио и связь, 1986.

6)Шувалов В.П. Системы электросвязи: Учебник для вузов / В.П. Шувалов, Г.П. Катунин, Б.И. Крук и др.; Под ред. Шувалова В.П. - М.: Радио и связь, 1987. - 512 c.

7)Горяинов В.Т., Журавлев А.Г., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. Примеры и задачи. / В.Т. Горяинов, А.Г. Журавлев, В.И. Тихонов. - М.: Сов.радио, 1980.

8)Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория передачи сигналов в задачах. / Д.Д. Кловский, В.А. Шилкин.- М.: Связь. 1978.

9)Боккер П. Передача данных. Том 1,2. / П. Боккер. - М.: Связь, 1980.

10)Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. / И.В. Кузьмин, В.А. Кедрус. - 2-е изд. перераб. и доп.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – 238 с.