Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы систем мобильной связи. Учебно-методическое пособие
.pdf
51
Таблица 5.1 – Варианты заданий
№
варианта
Непрерывная периодическая
функция
№
варианта
Непрерывная периодическая
функция
1
G=x7+x5+x4+x3+x2+x+1
15
G=x7 +x5+ x2+x+1
2
G=x7+x6+ x4+x3+x2+x+1
16
G=x7+x2+x+1
3
G=x7+x6+x5+ x3+x2+x+1
17
G=x7+x6 +x2+x
4
G=x7+x6+x5+x4+ x2+x+1
18
G=x7+x6+x5+x4+x3+x2+x+1
5
G=x7+x6+x5+x4+x3+ x+1
19
G=x7+x6+x+1
6
G=x7+x6+x5+x4+x3+x2 +1
20
G=x7+x6+x5+ x3+x2+x
7
G=x7+x6+x5+x3+x2+x
21
G=x7+ x4+x3+x2+x+1
8
G=x6+x5+x4+x3+x2+x+1
22
G=x7+x6+x5+x4
9
G=x7+x5+ x3+x2+x+1
23
G=x7+x6
10
G=x7+x6+ x4+x3+x2+x
24
G=x7+ x5+x4+x3+x2
11
G=x7+ x5+x4+x3+ x+1
25
G=x7+ x3+x2+x+1
12
G=x7+x6+ x4+x3+x2+x
26
G=x7+x6+ x4+x3 +1
13
G=x7+ x5+x4+x3+x2 +1
27
G=x7+x6 +x4+x3+x2
14
G=x7+x6 +x3+x2+x
28
G=x7+ 1
3. Добавьте полученный остаток от деления на G к пакету с исходными
данными и на приемной стороне вычислите повторно остаток от деления
пакета с данными+CRC на полином G. Определите, есть ли ошибка в
принятом пакете. Выведите в окно терминала полученное значение CRC
и отчет об ошибках в принятом пакете.
4. Возьмите N, равное 250 битам. Проделайте п.1-3
5. Сделайте цикл из 250+CRC length итераций и в этом цикле по очереди
искажайте по одному биту – с 0-го до 250+CRC-1, проверьте в
соответствии с п.3, обнаружена ли ошибка на приемной стороне, и
выполните подсчет того, сколько раз за этот цикл приемник обнаружил и
не обнаружил ошибки. Результат выведите в окно терминала.
6. Составьте отчет. Отчет должен содержать титульный лист, содержание,
цель и задачи работы, теоретические сведения, исходные данные, этапы
выполнения работы, сопровождаемые скриншотами и графиками,
демонстрирующими успешность выполнения, и промежуточными
выводами, результирующими таблицами, ответы на контрольные
вопросы, заключение и ссылку в виде QR-кода на репозиторий с
кодом (git).
4. Контрольные вопросы
1. Для чего в мобильных сетях используются CRC-проверки?
2. Что такое порождающий полином?
3. Как вычислить CRC для пакета с данными?
52
Задание на расчетно-графическую работу
1. Цель работы
Закрепить и структурировать знания, полученные в рамках изучения
дисциплины «Основы систем мобильной связи».
2. Задание и порядок выполнения расчетно-графической работы
1. Введите с клавиатуры ваши имя и фамилию латиницей.
2. Сформируйте битовую последовательность, состоящую из L битов,
кодирующих ваши имя и фамилию латинице ASCII-символов. Результат:
массив нулей и единиц с данными и разработанный ASCII-кодер.
Визуализируйте последовательность на графике.
3. Вычислите CRC длиной M бит для данной последовательности,
используя входные данные для своего варианта из работы №5, и добавьте к
битовой последовательности. Результат: CRC-генератор и выведенный в
терминал CRC.
4. Для того чтобы приемник смог корректно принимать такой сигнал и
находить моменты начала, нужно реализовать синхронизацию. Для этого перед
отправкой полученной последовательности добавьте последовательность
Голда, которую вы реализовывали в работе №4, длиной G-бит. Результат:
функция генерации последовательности Голда и массив с битами данных, CRC
и синхронизации. Визуализируйте последовательность на графике.
5. Преобразуйте биты с данными во временные отсчеты сигналов, так
чтобы на каждый бит приходилось N-отсчетов. Результат: массив длиной
N*(L+M+G) нулей и единиц – но это уже временные отсчеты сигнала (пример
амплитудной модуляции). Визуализируйте последовательность на графике.
6. Создайте нулевой массив длиной 2*N*(L+M+G). Введите с
клавиатуры число от 0 до N*(L+M+G) и в соответствии с введенным значением
вставьте в него массив значений из п.5. Результат – массив Signal –
визуализируйте на графике.
7. Предположим, что сформированная выше последовательность
промодулировала высокочастотное несущее колебание, передалась через
радиоканал и на приемной стороне была оцифрована с заданной частотой
дискретизации fs (число отсчетов сигнала в 1 секунде). Проходя через канал,
отсчеты сигнала исказились (опустим пока историю с затуханием и изменением
амплитуды) – к ним добавились значения шумов, присутствовавших в канале,
которые можно получить, используя нормальный закон распределения с μ=0 и
σ – вводится с клавиатуры (float). То есть нужно сформировать массив с шумом
размером 2*N*(L+M+G), реализовав его с помощью нормального
распределения, например, с помощью приведенной ниже реализацией в
MathCad или других функций
noise(σ):=rnorm(length(Signal),μ,σ)
Затем нужно поэлементно сложить информационный сигнал с полученным
шумом. Визуализировать массив отсчетов зашумленного принятого сигнала.
53
8. Реализуйте функцию корреляционного приема и определите, начиная с
какого отсчета (семпла) начинается синхросигнал в полученном
массиве, удалите лишние биты до этого массива, выведите значение в
терминал. Результат: функция корреляционного приемника.
9. Зная длительность в отсчетах N каждого символа, разберите
оставшиеся символы. Накапливайте по N отсчетов и сравнивайте их с
пороговым значением P (подумайте, какое значение порога следует
выбрать, чтобы интерпретировать полученные семплы нулями или
единицами). Напишите функцию, которая будет принимать решение
по каждым N отсчетам – 0 передавался или 1, на выходе которой
должно быть (L+M+G) битов данных. Лишние отсчеты можно
отбросить.
10. Удалите из полученного массива G-бит последовательности
синхронизации.
11. Проверьте корректность приема бит, посчитав CRC. Выведите в
терминал информацию о факте наличия или отсутствия ошибки.
12. Если ошибок в данных нет, то удалит биты CRC и оставшиеся данные
подайте на ASCII-декодер, чтобы восстановить посимвольно текст.
Выведите результат на экран.
13. Визуализируйте спектр передаваемого и принимаемого
(зашумленного) сигналов. Измените длительность символа, уменьшите
ее в два раза и увеличьте тоже вдвое. Выведите на одном графике
спектры всех трех сигналов (с короткими, средними и длинными
символами).
14. Сделайте промежуточные выводы по каждому пункту работы и общее
заключение.
15. Оформите работу. Отчет должен содержать титульный лист,
содержание, цель и задачи работы, теоретические сведения, исходные
данные, этапы выполнения работы, сопровождаемые скриншотами и
графиками, демонстрирующими успешность выполнения, и
промежуточными выводами, результирующими таблицами,
заключение и ссылку в виде QR-кода на репозиторий с кодом (git).
54
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Smith, Steven W. The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal
Processing, 2nd edition. San Diego: California Technical Publishing, 1999.
ISBN 0-9660176-3-3.
2. Александров В.А. Преобразование Фурье: Учеб. пособие. – Новосибирск:
НГУ, 2002. – 62 с.
3. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое
применение [Текст] : монография / Б. Скляр. – 2-е изд., испр. – М.: Издат.
дом "Вильямс", 2004. – 1099 с.
4. Что такое комплексный сигнал, зачем он нужен и чем хорош. URL:
https://embedderslife.wordpress.com/2015/10/10/cplx-sig-ru/.
5. Квадратурный Модулятор и Демодулятор – Схемы и принцип работы.
URL: https://zvondozvon.ru/radiosvyaz/modulyator-demodulyator
6. Столлингс, В. Беспроводные линии связи и сети [Текст] = Wireless
Communications and Networking : пер. с англ. : монография / В. Столлингс.
– Москва : Вильямс, 2003. – 638 с. : ил. – Библиогр.: с. 623-629. – Предм.
указ.: с. 634-638. – Словарь терминов: с. 615-622. – ISBN 5-8459-0409-9.
7. Шахнович, И. Современные технологии беспроводной связи [Текст] :
монография / И. Шахнович. – М.: Техносфера, 2004. – 166 с.
8. Дроздова В.Г., Белов М.А., Оценка пропускной способности сетей LTE,
журнал «Мобильные телекоммуникации», №5, 2012. – с. 20-22.
https://www.youtube.com/watch?v=SR2ettkhmio&list=PLmu_y3DV2_kpP8oX_Uug0IbgH2T4hRPL&index=15 – Матлаб корреляционная функция
https://www.youtube.com/watch?v=_r_fDlM0Dx0&list=PLJ8LTUMGG9U6IcCrKD
UGavUTsBn-0ajIX&index=1 - Correlation Explanation with Demo
https://www.youtube.com/watch?v=RO8s1TrElEw - Cross Correlation Demo using
Matlabs xcorr function
https://www.youtube.com/watch?v=ngEC3sXeUb4&list=PLJ8LTUMGG9U6IcCrK
DUGavUTsBn-0ajIX&index=3 – Нормализованная корреляция
https://www.youtube.com/watch?v=VIrPrT1WaUg&ab_channel=ShrenikJain –
CORRELATION – Cross Correlation, Auto Correlation and Circular Correlation
индус – Быстро посчитать
https://www.youtube.com/watch?v=Vr08xKyutwo
55
Учебное издание
Дроздова Вера Геннадьевна
Основы систем мобильной связи
Редактор С.С. Александров
Корректор А.Р. Шерстнёва
Электронное издание.
Рекомендовано к публикации
Редакционно-издательским советом СибГУТИ,
протокол № 3 от 1 октября 2024 г.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]