МСиП_лабораторные

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра информационной безопасности

ПРАКТИКУМ

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ

Направления подготовки:

11.03.02Инфокоммуникационные технологии и системы связи

09.03.02Информационные технологии и системы

Москва 2023

План УМД на 2023/24 уч.г.

ПРАКТИКУМ

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ

Авторы: В.Б. Крейнделин, д.т.н., профессор Т.Б.К. Бен Режеб, к.т.н., доцент А.Э. Смирнов, к.т.н., доцент С.П. Петров, аспирант

Практикум по дисциплине «Моделирование систем и процессов» для студентов очной формы обучения направлений 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 09.03.02 Информационные технологии и системы.

Издание утверждено советом факультета КиИБ. Протокол № 3 от 19.10.2023г.

Рецензент С.С. Звежинский, д.т.н., профессор

Лабораторная работа № 1

Знакомство с Simulink. Общие принципы моделирования систем связи и оценки их помехоустойчивости

Цели работы

Знакомство со средой Simulink.

Построение простейшей системы цифровой связи и оценка ее помехоустойчивости.

Формирование спектра сигнала и прием сигналов с линейной модуляцией.

Исследование влияния мультипликативного скремблирования на вероятность ошибки.

Указания к выполнению работы

1.Запуск Simulink и создание пустой модели.

Запустите программу Simulink. Щелкните в панели инструментов по

кнопке Simulink Library (рисунок 1).

Рисунок 1 – Simulink на панели инструментов

Либо введите в командной строке MATLAB команду «simulink» (рисунок 2).

Рисунок 2 – Введение команды «simulink» в командной строке

4

Откроется стартовое окно Simulink (Simulink Start Page) (рисунок 3).

Рисунок 3 – Стартовое окно Simulink

Щелкните в окне Simulink Start Page на шаблоне Blank Model (рисунок 4).

Рисунок 4 – Шаблон Blank Model

Появится пустое окно новой модели (рисунок 5).

Рисунок 5 – Пустое окно новой модели Simulink

5

Щелкните в окне модели по кнопке Library Browser (рисунок 6).

Рисунок 6 – Кнопка Library Browser

Появится окно библиотеки блоков Simulink (рисунок 7).

Рисунок 7 – Окно библиотеки блоков Simulink

2. Построение модели простейшей системы связи.

Любая система связи начинается с источника информации, а заканчивается ее получателем. В качестве источника удобно использовать псевдослучайный некоррелированный битовый поток (блок Communications Toolbox Comm Sources Random Data Sources Bernoulli Binary Generator) (рисунок 8).

6

Рисунок 8 – Bernoulli Binary Generator в библиотеке блоков Simulink

Целью моделирования системы связи в большинстве случаев является оценка ее помехоустойчивости, т.е. измерение вероятности ошибки. В связи с этим получателем будет являться блок, предназначенный для такого измерения,

— Communications Toolbox Comm Sinks Error Rate Calculation

(рисунок 9).

Рисунок 9 – Error Rate Calculation в библиотеке блоков Simulink

7

Разместите указанные блоки в составе модели, перетаскивая их с помощью мыши (рисунок 10).

Рисунок 10 – Состав модели с блоками из библиотеки Simulink

Для визуальной демонстрации результатов измерения вероятности битовой ошибки (BER) необходимо сделать так, чтобы они выводились в виде выходного сигнала блока Error Rate Calculation. Для этого необходимо настроить параметры блока (Block Parameters) (рисунок 11).

Рисунок 11 – Окно настройки блока Simulink

8

Откройте окно параметров, щёлкнув дважды на необходимый блок, и выберите для параметра Output Data вариант Port (рисунок 12).

Рисунок 12 – Окно настройки блока Error Rate Calculation

После закрытия окна параметров у блока появится выходной сигнал. Поместите в модель блок числового дисплея (Simulink Sinks Display) (рисунок 13) и подсоедините его к выходу блока Error Rate Calculation (рисунок 14).

Рисунок 13 – Display в библиотеке блоков Simulink

9

Связи между блоками протягиваются мышью; кроме того, если нужно подключить единственный выход одного блока к единственному входу другого, можно выделить блок-источник и затем щелкнуть по блоку-приемнику, удерживая клавишу Ctrl (Command – для MacOS).

Рисунок 14 – Модель с блоком Display

При работе модели блок Display будет выводить столбец из трех чисел, поэтому заранее увеличьте его вертикальный размер с помощью мыши (рисунок 15).

Рисунок 15 – Модель с увеличенным блоком Display

Для передачи цифрового сигнала по каналу связи его необходимо преобразовать в сигнал аналоговый, т.е. выполнить операцию цифровой модуляции. В данной работе рассматривается простейший способ низкочастотной двоичной передачи, когда 0 и 1 передаются в виде импульсов одинаковой формы, различающихся лишь полярностью. Для формирования импульсов, задающих полярность, битовые значения 0/1 необходимо преобразовать в биполярные значения +1/–1 (что чему будет соответствовать, не имеет значения). Реализуйте такое преобразование, используя блоки

10