Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплекс лабораторных работ по теме «Синхронизация по сигналам СРНС». Методические указания к лабораторным работам
.pdf
1000
2
h
2
h
2
h
2
h
0,001
0,01
0,1
0,2
0,5 1 2 5 10
20
50
100
2
lg10 h
-30
-20
-10
-7
-3 0 3 7 10
13
17
20
τ, c
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
σ
τ
, c
Рис. 3.2 – Файл конфигурации
4. Установите
5. Меняя τ = -3,-2,-1,0,1,2,3, пронаблюдайте графики.
6. Зарисуйте графики при τ = -3,-2,1,3.
7. Сделайте вывод, при каких значениях τ схема синхронизации правильно оценивает
задержку, а при каких нет. Объясните причину неверной оценки.
6.2 Исследование влияние шума на точность оценки τ
8. Откройте файл конфигурации «config.m».
9. Установите τ = 2, Nbits = 10000.
10. Изменяя параметры
указанным в табл. 3.1 определите среднеквадратичную ошибку оценки τ (см. рис. 3.3).
, Nbits = 100.
(h_2) отношение сигнал/шум согласно параметрам,
Табл. 3.1 – Зависимость частотсти ошибок от
31
2
lg10 h
2
lg10 h
Рис. 3.3 – Измерение среднеквадратичной ошибки
11. Согласно табл. 3.1 постройте график зависимости στ от
Сделайте вывод.
Отчет должен содержать:
1. Титульный лист с указанием номера и наименования работы, ф.и.о. студента и
номера группы.
2. Цель работы.
3. Рисунки, согласно п. 6.
4. Таблица 3.1.
5. Графики зависимости
6. Выводы по проделанной лабораторной работе.
.
7 Содержание отчета
.
32
Приложение 3.1
Работа контура «Early-Late» тактовой синхронизации
Структурная схема контура показана на рис. П.3.1.1.
Рис. П.3.1.1 – Структурная схема контура «Early-Late» тактовой синхронизации
Принцип работы схемы состоит в следующем: входной сигнал представляет собой
меандр с периодом T и амплитудой А.
Меандр поступает в две параллельные ветки, где поступает на интеграторы: в верхней
ветке интегратор открыт в течение времени [d, T], в нижней – [0, T-d].
По истечении времени T происходит замыкание ключей и накопленный на
интеграторах заряд перетекает на емкость. Обозначим заряды как Q1 и Q2. В блоке «abs»
вычисляется модуль накопленного заряда. В блоке обозначенном как «+» происходит
суммирование модулей, но предварительно в верхней ветке происходит инвертирование
знака модуля, то есть
dQ = |Q2| – |Q1|.
Вычисленное значение dQ будет прямо пропорционально задержки между входным
сигналом-меандром и сигналом тактирования.
Рассмотрим рис. П.3.1.2.
33
A
QQ
2
12
Рис. П.3.1.2 – Временные диаграммы, описывающие работу схемы тактовой синхронизации
Заряд, накопленный в интеграторе в верхней ветке:
Q1 = A·(T-d-τ) + -A·τ = A·(T-d) + -A·(τ) + A(-τ) = -2Aτ + A·(T-d),
Q1 = -2Aτ + A·(T-d).
Заряд, накопленный в интеграторе в нижней ветке:
Q2 = A·(T-d).
Из рис. П.3.1.2 видно, что A·(T-d) > 2Aτ, поэтому
Q1 = -2Aτ + A·(T-d)
будет являться положительным числом:
|Q1| = -2Aτ + A·(T-d).
Заряд Q2 также является положительным числом, поэтому:
|Q2| = A·(T-d).
Находим разность dQ:
dQ = |Q2| – |Q1| = A·(T-d) – (-2Aτ + A·(T-d)) = 2Aτ.
Таким образом, можем записать формулу для оценки задержки τ:
.
34
Приложение 2.2
1
12
35
2
12
A
QQ
Особенности работы схемы синхронизации «Early-Late»
Схема синхронизации позволяет оценить время задержки, однако присутствует
определенная неоднозначность в процедуре оценивания. Она возникает из-за наличия в
схеме нелинейных элементов (вычисление модуля).
Пример неоднозначности оценки показан на рис. П.3.2.1 – П.3.2.3. На рисунках
показаны цифровые сигналы в контуре синхронизации.
Период тактирования T = 10 интервалам дискретизации. Величина d соответствует 5
интервалам. Амплитуда A = 1 В. Время задержки τ = 1 интервалу.
Рис. П.3.2.1 – Временные диаграммы для схемы тактовой синхронизации (τ = 1 интервал
дискретизации)
Для ситуации, показанной на рис. П.3.2.1 задержка τ:
Q1 = -2Aτ + A·(T-d) = -2·1·1 + 1·(10-5) = 3.
Q2 = -A·(T-d) = -1·(10-5) = 5.
(интервал дискретизации)
35
Рис. П.3.2.2 – Временные диаграммы для схемы тактовой синхронизации (τ = 2 интервала
1
12
15
2
12
A
QQ
дискретизации)
Для ситуации, показанной на рис. П.3.2.2 задержка τ:
Q1 = -2Aτ + A·(T-d) = -2·2·1 + 1·(10-5) = 1.
Q2 = -A·(T-d) = -1·(10-5) = 5.
(интервал дискретизации)
Рис. П.3.2.3 – Временные диаграммы для схемы тактовой синхронизации (τ = 3 интервала
дискретизации)
Для ситуации, показанной на рис. П.3.2.3 задержка τ:
Q1 = -2Aτ + A·(T-d) = -2·3·1 + 1·(10-5) = -1.
Q2 = -A·(T-d) = -1·(10-5) = 5.
36
1
12
15
2
12
A
QQ
(интервал дискретизации)
Таким образом, если τ > 0,25T, то схема синхронизации оценит задержку неверно, она
будет находится в состоянии поиска, пока на определенном этапе не выполнится условие τ <
0,25T.
37
Лабораторная работа №4
Исследование помехоустойчивости цикловой синхронизации по сигналам спутниковой
радионавигационной системы ГЛОНАСС
1 Цель работы
Ознакомление со структурой кадра данных спутниковой радионавигационной
системы (СРНС) ГЛОНАСС, принципами формирования линейного сигнала. Исследование
помехоустойчивости цикловой синхронизации.
2 План работы
1. Исследовать структуру кадра и принципы формирования СРНС ГЛОНАСС.
2. Исследовать помехоустойчивость цикловой синхронизации.
3. По таблицам построить график зависимости и сделать выводы.
3 Литература
1. Б. Скляр – Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е
издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003 г, с. 1104.
2. Д. Прокис – Цифровая связь. М.: Радио и связь. 2000 г, – с. 800.
4 Подготовка к работе
1. Для подготовки к лабораторной работе и ее успешной защиты достаточно изучить
приложения к настоящей лабораторной работе (П. 4.1). Для более детального изучения
целесообразно обратиться к описанию структуры сигнала данных СРНС ГЛОНАСС, которые
можно найти в предложенной литературе.
2. Изучение материала рационально строить в соответствии с приведенными ниже
контрольными вопросами.
3. Подготовить бланк отчета по лабораторной работе, требования к содержанию
которого сформулированы в разделе 7.
5 Контрольные вопросы
1. Опишите структуру сигнала данных СРНС ГЛОНАСС. Сколько бит данных
содержится в поле данных? Сколько символов содержится в поле цикловой синхронизации?
2. Какая модуляция используется для формирования линейного сигнала?
3. Какой порождающий многочлен используется для формирования поля цикловой
синхронизации?
4. Как происходит борьба с эффектом обратной работы?
6 Содержание работы
Вся работа делиться на две части:
1) исследование структуры кадра данных и принципов формирования линейного
сигнала СРНС ГЛОНАСС;
2) исследование помехоустойчивости цикловой синхронизации.
6.1 Формирование кадра данных СРНС ГЛОНАСС
1. Выполнение работы производиться в программе «Matlab». Запустите эту программу
с помощью ярлыка на рабочем столе.
2. Запустите скрипт «run_lb_04_ch1». В результате откроется окно (см. рис. 4.1). В
верхнем окне представлен меандр, частота которого в два раза выше, чем у сигнала данных.
Во втором окне представлен сигнал данных и сигнал цикловой синхронизации (добавленный
в конец кадра). В центральном окне показан сигнал, полученный путем умножения сигнала
данных и меандра. В четвертом окне показан сигнал несущей. И наконец, в нижнем окне
представлен линейный сигнал, передаваемый в эфир.
38
2
h
ошseqf_
ош
f
Рис. 4.1 – Экранная форма, отображающие процесс формирования кадра в системе
ГЛОНАСС
3. Воспользуйтесь инструментом «лупа» , рассмотрите сигнал данных (см. рис.
4.2). Зарисуйте выделенный участок. Сделайте вывод о способе модуляции для передачи
данных.
Рис. 4.2 – Экранная форма, отображающие процесс формирования кадра в системе
ГЛОНАСС
6.2 Формирование кадра данных СРНС ГЛОНАСС
4. Откройте скрипт «run_lb_04_ch2».
5. Откройте файл конфигурации «config.m».
6. Nseq = 1 000.
7. Изменяя параметры
указанным в табл. 4.1 определите частость ошибок для последовательностей (
для общего количества переданных бит (
(h_2) отношение сигнал/шум согласно параметрам,
) (см. рис. 4.3).
) и
39
Табл. 4.1 – Зависимость частотсти ошибок от
2
h
2
h
0,001
0,01
0,1
0,2
0,5 1 2
2
lg10 h
-30
-20
-10
-7
-3 0 3
ош
f
ош
flg10
ошseqf_
ошseqf_
lg10
2
lg10lg10 hff
ош
2
_
lg10lg10 hff
ошseq
2
lg10lg10 hff
ош
2
_
lg10lg10 hff
ошseq
2
h
Рис. 4.3 – Статистика ошибок для переданных сообщений
8. Согласно табл. 4.1 постройте график зависимости частотсти ошибок от в
логарифмическом масштабе:
Сделайте вывод.
7 Содержание отчета
Отчет должен содержать:
1. Титульный лист с указанием номера и наименования работы, ф.и.о. студента и
номера группы.
2. Цель работы.
3. Рисунки, согласно п. 3.
4. Таблица 4.1.
5. Графики зависимости
.
,
,
6. Выводы по проделанной лабораторной работе.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]