16.2 Описание лабораторной макета

Лабораторная работа выполняется на ПЭВМ. Программа, реализующая модель дискретного канала связи, состоит из трех частей. Первые две программы позволяют изучить работу кодера использующего сверточное кодирование и алгоритм декодирования Витерби и проследить их работу по решетчатой диаграмме.

Программная модель, разработаная с использованием подсистемы визуального моделирования Simulink, работающая под управлением ядра системы Matlab 6.5, и пакетов расширения Communications Toolbox и Digital Signal Processing. Позволяет провести исследование качественных характеристик системы связи с использованием сверточного кодирования. Программа помещена в файл viterby.mdl. Структурная схема лабораторной установки представлена на рис. 16.8.

Рис 16.8 Схема лабораторного макета

16.3 Порядок выполнения работы

1. Исследуйте работу кодера по решетчатой диаграмме и структруной схеме кодера. Для этого запустите программу coder.exe. На запрос ввода текста, подлежащего сверточному кодированию, введите свое имя. Нажмите кнопку «Закодировать». Посредством нажатия кнопки «Дальше» проследите работу кодера. Занесите в отчет полученные решетчатые диаграммы и полученную кодовую комбинацию.

2. Исследуйте работу декодера работающего согласно алгоритму Витерби. Для этого запустите программу decoder.exe. На запрос программы введите первые 16 разрядов полученной в предыдущем пункте кодовой комбинации. Нажмите кнопку «Декодировать» и зафиксируйте в отчете полученную решетчатую диаграмму и декодированный символ. Внесите однократную ошибку и проследите работу декодера при однократной ошибке. Увеличивая кратность ошибки определите при какой кратности ошибки декодер перестанет исправлять ошибки.

3. Запустите пакет моделирования Simulinkи откройте файл моделиviterby.mdl.

3. Проведите исследование зависимости коэффициента ошибок, измеренного на выходе декодера Витерби, от вероятности ошибки в двоичном симметричном канале при декодировании жестких и мягких решений. Количество уровней квантования во втором случае принять равным 4, 8, 16. При декодировании мягких решений заменить источник помех в канале связи на генератор случайных чисел, установив диапазон генерируемых чисел ("M-ary number") равным соответственно 5, 9 и 17. Сравнить качество работы декодера Витерби, изобразив экспериментально полученные зависимости коэффициента ошибок на одном графике.

4. Оценить влияние группирования ошибок в канале на качество работы декодера Витерби. Для этого увеличить вероятность появления единичного символа на выходе генератора двоичной последовательности, подчиняющейся биномиальному распределению. Определить пороговую вероятность, при которой резко увеличивается вероятность ошибок на выходе декодера Витерби.

5. Исследовать влияние процедуры перемежения на статистику ошибок в канале связи. Для трех вариантов группирования ошибок в канале связи определить оптимальные объемы памяти перемежителя, необходимые для эффективного преобразования групповых ошибок в одиночные.

6. Исследовать влияние глубины прослеживания на решения, выносимые декодером Витерби. Глубина прослеживания задается параметром "Traceback Depth" в настройках блока "Viterbi Decoder". Значение изменять от 10 до 32.

7. Исследовать работа декодера Витерби в случае использования сверточных кодов с различными порождающими полиномами. Статистика ошибок в канале связи в этом случае остается неизменной. Порождающие полиномы для скоростей 1/3, 1/2 и 2/3 имеют вид (в восьмеричной форме):

7, 7, 5	7, 5	15, 13,15
17, 15, 13	17, 15	31, 33, 31
37, 33, 25	35, 23	73, 41, 73.
	75, 33